Napajalni bobnarski stroj z napajalnikom Raspberry Pi: 15 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Ta Instructable vam bo pokazal, kako narediti robotski bobnarski stroj na pogon Raspberry Pi. To je res zabaven, ustvarjalen, interaktiven projekt. Pokazal vam bom, kako narediti notranje delovanje, toda dejanski bobni bodo odvisni od vas in vam dali priložnost, da naredite nekaj povsem edinstvenega za vas. Za svoj stroj sem uporabil čim več najdenih predmetov… kladiva iz klavirja, ki so jih rešili sosedje, skok, ribiška mreža, ki sem jo našel na plaži, prazna pločevinka iz pečenega fižola, lesene žlice, prazna steklenica piva, vrhovi steklenic piva in zvonec na mizi med drugim, vendar pustite domišljiji noro - poglejte, kaj imate po hiši, lahko uporabite skoraj vse, kar povzroči hrup, ko udarite, in vaš projekt bo resnično vaš. imaš 2 možnosti:

• Zaporedje korakov v brskalniku, ki sem ga poimenoval PiBeat - To je zelo zabavno in vam omogoča interaktivno upravljanje bobnarskega stroja iz vašega Pi ali katere koli naprave v istem omrežju (na primer telefona, tabličnega računalnika ali računalnika). Kasneje ga bomo namestili na vaš Pi, vendar si lahko ogledate predogled, koda pa je v GitHubu.
• Python skript za programiranje vzorca bobna. To je odličen način, da ustvarite ritem, s katerim boste zapeli skupaj s kitaro itd.

Trudim se znižati stroške in kot boste videli v naslednjem koraku, niso potrebna draga specializirana orodja. Prav tako sem poskušal razložiti, kako stvari delujejo na vsakem koraku, zaradi česar je to odličen projekt, tudi če ste relativno nov v svetu Pi, kodiranja in elektronike ter imate omejen proračun.

OK, pojdimo na delo!

1. korak: Pojdite v nakupovanje

Za izdelavo notranjega mehanizma boste potrebovali:

• 1x 40-pinski Raspberry Pi z nameščenim Raspbian na SD, z napajalnim kablom in možnostjo priključitve vanj (uporabil sem Raspberry Pi Zero Wireless z vnaprej spajkano glavo iz ModMyPi)
• 1x 5v 8 -kanalni rele
• 1x paket moških žic za ženske (potrebno je 10 žic)
• 2x 3 amp priključni trakovi (lahko uporabite ploščo ali ploščo, vendar so priključni trakovi poceni in preprečujejo, da bi se kabli zrahljali, pri tem pa nisem imel spajkalnika)
• 1x 12v 10a napajalnik
• 8x 12v 2a solenoidi
• 8x 1N5401 usmerniške diode
• 50 cm 0,5 mm kabla (odstranil sem jedra iz kabla z dvema jedroma, saj je bil to stroškovno učinkovit način za pridobivanje rdečega, črnega in dvojnega jedra), čeprav lahko uporabite samo 1 barvo, če želite. Morda ne boste želeli kupiti večje dolžine, odvisno od stanovanja, ki ga želite zgraditi.

Potrebovali boste tudi naslednja orodja:

• Rezalniki žice
• Odstranjevalci žice
• Majhen ploski izvijač, približno 3 mm
• Odvisno od terminalov, ki jih dobite, boste morda potrebovali tudi majhen izvijač s križno glavo

Nisem navedel nobenega dela ali orodja za izdelavo bobnov in nobenega ohišja, kamor ga ne želite vstaviti. Pozneje vam bom pokazal, kako sem naredil svojega, toda kot rečeno, ta del prepuščam vaši domišljiji.

Korak: Priključite Pi na rele

Največja napetost, ki jo zagotavljajo zatiči na Pi, je 5v. Lahko bi kupili 5 -voltne solenoide in jih napajali neposredno od Pi -ja, vendar to ne bi povzročilo velikih težav, ki jih potrebujejo naši bobnarski stroji. Zato uporabljamo rele, ki nam omogoča vklop in izklop visokonapetostnega vezja (v našem primeru 12v vezje, ki vsebuje naše 12v solenoide) iz našega nizkonapetostnega vezja GPIO.

Naš rele ima 8 kanalov, kar pomeni, da lahko samostojno vklopimo in izklopimo do 8 solenoidov. Vsak kanal vsebuje 4 priključke; 3 uporablja visokonapetostno vezje, ki ga bomo videli kasneje, in 1, ki je "IN" pin na spodnjem napetostnem vezju, na katerega bomo priključili naš Pi. Ko Pi -jev pin GPIO pošlje 5v na danem kanalu IN, rele vklopi ustrezno vezje 12v.

Na nizkonapetostni strani releja je tudi pin GND (ozemljitev), ki ga moramo priključiti na ozemljitev PI, in pin VVC za napajanje 5V iz Pi.

Ko je Pi izklopljen, sledite diagramu za priključitev releja na Pi s pomočjo mostičnih kablov. Ni vam treba uporabljati istih barvnih skakalcev, lahko pa pomaga pri spremljanju slik.

3. korak: naredimo nekaj hrupa

Morda še ni naš polnopravni bobnarski stroj, toda v tem koraku bomo naredili nekaj hrupa, čeprav klika iz releja. Za programiranje vzorcev bobnov bomo predstavili skript python, kar nam bo omogočilo, da preizkusimo, kar smo doslej storili.

Scenarij, ki je na voljo, ima bistvo tukaj.

Zaženite Pi, odprite terminal na Pi in prenesite skript tako, da zaženete:

wget

Morda boste želeli pobrskati po kodi in komentarjih, da bi dobili predstavo o tem, kaj počne, vendar pa si privoščimo nekaj zadovoljstva in jo zaženimo:

python3 array-sequencer.py

Če gre vse po načrtih, bi morali slišati stike v odpiranju in zapiranju releja in utripati lučka na ustreznem kanalu. Oglejte si spremenljivko zaporedja znotraj skripta, da dobite predstavo, kaj se dogaja - vsi kanali se bodo sprožili skupaj, nato pa se bo vsak sprožil posebej. Deloval bo, dokler ne zaprete skripta s pritiskom na Ctrl + C.

Preden nadaljujete, je dobro, da ponovno izklopite Pi v primeru nenamernega kratkega stika, ko ožičite stvari.

4. korak: Ustvarite pozitivno stran našega kroga

Za napajanje 8 solenoidov z enim napajalnikom bomo ustvarili vzporedno vezje. Lahko vidite diagram dokončanega 12 -voltnega vezja, vendar ga bomo korak za korakom preučili.

Lahko bi uporabili ploščo ali ploščo, vendar sem se odločil za priključne trakove, saj so poceni, trdno držijo žice, pri ustvarjanju tega pa tudi nisem imel spajkalnika.

Učinkovito moramo povezati vse solenoide in diodo za vsak solenoid (več o diodah kasneje) na 1 pozitivno žico našega napajalnika.

Z rezalniki izrežite lastni priključni trak, tako da imate blok 8 parov, ki razrežete na plastični nastavek, ki povezuje dva bloka skupaj. Pazite, da ne obrežete nobene kovine.

Zdaj moramo združiti vse priključke na eni strani traku. Z rezalniki odrežite 7 kosov rdeče žice, dolge približno 35 mm, nato pa z odstranjevalci žic odstranite približno 5 mm izolacije z vsakega konca vsake žice.

Sedaj z žicami povežite vse sponke skupaj na eni strani traku, pri čemer držite žice na mestu z vijaki. Prvi in zadnji vijak bosta imela samo 1 žico, preostali pa 2.

5. korak: Dodajte solenoide in diode

Ker so solenoidi elektromagneti, priporočamo diode za zaščito vašega vezja pred povratnim letenjem (o tem lahko podrobneje preberete tukaj). Zato bomo vsakemu solenoidu dali lastno diodo za zaščito našega releja.

Na nasprotni strani priključne letve, na katero ste v prejšnjem koraku povezali ožičenje, začnite s prvo luknjo. Vstavite 1 žico solenoida, nato dodajte in en konec diode v isto luknjo. Ker diode omogočajo pretok toka samo v eno smer, se prepričajte, da je srebrna črta na diodi proti priključnemu pasu. Privijte vijak, da jih držite na svojem mestu. Postopek ponovite za preostalih 7 lukenj.

Eden od magnetov, ki sem jih prejel, je bil pokvarjen, zato sem ga med fotografiranjem zamenjal za model nižjega ojačevalnika, ki je imel modre žice.

6. korak: Negativni priključni trak priključite na elektromagnet in diode

Kot smo naredili s pozitivno stranjo, vzemite 1 priključni trak in ga odrežite, tako da imate še en trak z 8 pari. Privijte diode in solenoide na to priključno letvico, tako da zrcali plus priključno letvico.

7. korak: Ustvarite relejne povezovalne žice

Skoraj smo pripravljeni na priklop releja, vendar moramo najprej nekaj povezati. Odrežite 8 kosov črne žice, dolge približno 70 mm, nato odstranite približno 5 mm z vsakega konca. Pritrdite vsako žico na 8 preostalih priključkov na negativnem priključnem traku.

8. korak: Povežite skupne priključke releja

Oglejte si rele, ki drži stran, ki jo skakalci povezujejo s Pi stran od vas. Vsak kanal ima 3 stike, od leve proti desni se imenujejo normalno odprti (NO), skupni (COM) in normalno zaprti (NC). Želimo, da se naši solenoidi vklopijo le, ko je na vhodu kanalov visoka napetost, zato bomo uporabili normalno odprt kontakt. Če bi namesto tega uporabili normalno zaprt kontakt, bi se zgodilo nasprotno - elektromagnet bi bil vklopljen, dokler se na vhod IN ne pošlje visoka napetost. Za dokončanje vezja bomo uporabili tudi skupni kontakt.

Ker gre za vzporedno vezje, bomo vse skupne kontakte na releju verižno povezali. Odrežite 7 kosov črne žice, dolge približno 60 mm, in z vsakega konca odstranite 5 mm. Delajte vzdolž releja in povežite vse kontakte COM (sredi vsakega niza 3) skupaj. Prva in zadnja bosta imela samo eno žico, ostale pa 2.

9. korak: Priključite rele na preostanek našega vezja

Zdaj je čas, da rele priključite na preostalo vezje. Odstranite nedotaknjeni konec črnega kosa žice z enega konca negativnega priključnega traku in ga priključite na prvega ali zadnjega od normalno odprtih (NO) kontaktov na releju. To ponovite za 7 drugih kosov žice, pri čemer vsako žico povežete z naslednjim kontaktom NO.

10. korak: Priključite 12v napajalnik

Najprej, da se izognete kakršnemu koli šoku, se prepričajte, da je napajanje izklopljeno in izključeno iz omrežja.

Moj napajalnik je bil rabljen z eBay -a z 12 -voltnim moškim vtičem. Ob predpostavki, da ima vaš še vedno vtič, lahko kupite ustrezni ženski enosmerni priključek ali pa ga odrežete in ga odstranite nazaj na 2 žici, kot je moja. Kakorkoli, na koncu morate imeti 2 žici, rdečo (pozitivno) in verjetno belo (negativno). Pozitivni kabel napajalnika priključite na prvi kontakt na pozitivnem priključnem bloku, negativni pa na prvi skupni kontakt na releju. Da bi to olajšali, sem uporabil približno 150 mm rdeče in črne žice s konci, ki so se odpravili, da bi šel med priključke, in jih povezal s priključno letvico.

11. korak: Zažgite

Ko je napajanje še vedno izklopljeno, hitro preverite vse svoje povezave. Ko ste srečni, znova zaženite Pi. Znova zaženite skript iz 3. koraka:

python3 array-sequencer.py

Vaši solenoidi se še ne bodo premaknili, vendar bi morali slišati, kako rele klikne in zasveti, tako kot ste to storili v 3. koraku. Prekinite skript (Ctrl + C) in zdaj je trenutek, ki ste ga čakali - vklopite napajanje dobava! Znova zaženite scenarij, vaši plesni solenoidi naj bi zdaj oživeli. Dobro opravljeno!

Nisem imel sreče - kot vidite v videoposnetku, še en moj solenoid ni deloval, vendar je bila to moja krivda, saj sem ga prej poškodoval, ker sem preveč zategnil pritrdilni vijak.

12. korak: Urejanje Array-sequencer.py

Vzemite si nekaj časa in se poigrajte z array-sequencer.py. Za spreminjanje skripta uporabite svoj najljubši urejevalnik (nano, geany itd.). Poskusite narediti naslednje in znova zaženite skript po vsaki spremembi, da vidite njegov učinek:

• Spremenite spremenljivko bpm iz 120 na drugo številko, recimo 200, da povečate tempo.
• V spremenljivki zaporedja spremenite nekaj 0 na 1, če želite igrati več bobnov.
• Podvojite zadnje 3 vrstice pred zaključnim oglatim oklepajem v spremenljivki zaporedja, da zanki dodate več utripov

13. korak: Namestite zaporedje bobnov

Ko bodo stvari res zabavne, bomo na vaš Pi namestili sekvence. To nam bo dalo spletni vmesnik, ki Pythonu omogoča sprožitev zatičev GPIO prek spletnih vtičnic.

Izvorna koda je na voljo v Githubu tukaj, vendar ob predpostavki, da ste sledili ožičenju v Instructable, lahko prenesemo in zaženemo vnaprej sestavljeno različico. Odprite terminal na svojem Pi in zaženite to

# Ustvarite in se pomaknite v imenik za naš projekt

mkdir pibeat cd pibeat # Prenesite izvorno kodo wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Izvlecite datoteke tar -zxf pibeat.tar.gz # Namestite zahteve python pip3 namestite -r zahteve. txt # Zaženite spletni strežnik python3 server.py

Če je vse uspešno, bi morali videti naslednji izhod:

======== Deluje na https://0.0.0.0:8080 ========

(Pritisnite CTRL+C, da zaprete)

Poiščite Pi -jev naslov IP. Odprite spletni brskalnik, nato v naslovno vrstico vnesite IP, ki mu sledi: 8080/index.html (to so vrata, na katerih aplikacija posluša, čemur sledi ime datoteke). Na primer, če je naslov IP vašega Pi 192.168.1.3, v naslovno vrstico vnesite 192.168.1.3:8080/index.html. Prikazal se bo sekvencer bobna.

Pritisnite gumb za predvajanje in vaš boben bo začel igrati. Igrajte se s sekvencerom, dokler vam srce ne bo zadovoljno.

Dokler obstaja omrežna pot do vašega Pi, lahko dostopate do spletnega vmesnika Pi iz katere koli naprave - poskusite z mobilnega telefona ali tabličnega računalnika.

14. korak: Gradite svoje bobne in stanovanja

Tu lahko svoj kup elektronskih špagetov spremenite v pravi bobnarski stroj. Kot smo že omenili, je odvisno od vas, kaj boste počeli tukaj. Uporabite lahko skoraj vse, kar povzroči hrup pri zadetku in kjer lahko svoj projekt resnično spremenite v nekaj edinstvenega za vas.

Po hiši sem dobro brskala po idejah za bobne, ki so dajali steklenico piva, pločevinko, stresalnik, vrčke steklenic in žlice. Ribiško mrežo so našli na plaži, namizni zvonec in kastanet iz krokodila pa sta prišla z eBaya. V skoku sem našel pokvarjen klavir, kar je zagotovilo kladiva za steklenico in pločevinko, skupaj z lesenim spuščanjem za držanje zvonca in kovinske palice za vrtenje in držanje žlic na mestu.

Vsak boben sem naredil kot samostojno komponento, zato, če se eden pokvari ali pa z njim nisem zadovoljen, ga lahko brez preveč muke zamenjam z drugim.

Elektromagnet ima priložene luknje za vijake, ki zahtevajo vijake M3. Vrtanje lukenj v les je bilo nekoliko zapleteno, saj morate pravilno določiti položaj, vendar je bilo ugotovljeno, da elektromagnet držite v položaju, nato pa luknje označite z bradawlom, preden je vrtanje dobro delovalo.

Za bobne sem večinoma uporabljal 6 mm MDF (odrezki iz moje lokalne trgovine DIY) ob nekaj koščkih odpadnega lesa, pritrjenih skupaj z lepilom ali vijaki.

Kladiva na pločevinki in steklenici piva so verjetno nepotrebna, saj bi lahko naravnost iz elektromagneta dobili le dober zadetek, vendar sem želel čim več gibanja v stroju, da bi bil vizualno zanimiv.

Nastanitev

Ohišje je preprosta groba in pripravljena škatla iz 3,6 mm vezanega lesa, 18 mm MDF in nekaj lesa. Želel sem tanko vezano ploščo za sprednjo stran škatle, da bo odmevala ob udarcu z žlico, vendar so bile izbire lesa v glavnem odvisne od tistega, kar sem že imel v lopi in odseku odpadnega lesa v svoji lokalni trgovini z lastnimi rokami. Na dnu škatle sem naredil platformo za shranjevanje elektronike in drugo ploščad za držanje bobnov. Za izdelavo škatle:

1. Izrežite 2 enaki velikosti MDF, da naredite konce2. Odrežite 4 kose traku (uporabil sem 34 mm x 12 mm) 50 mm krajše od želene širine škatle3. Na 2 konca MDF -ja prilepite trak, da oblikujete obliko škatle. Stripova postavite približno 1 cm stran od vrha in dna škatle. Odrežite 2 kosa vezanega lesa, da se ujemata s širino in višino škatle. Pritrdite jih na sprednjo in zadnjo stran škatle tako, da jih pribijete na MDF in trak. Odrežite kos vezanega lesa, da se prilega notranjosti škatle, in na spodnje koščke lesa položite elektroniko. Naredil sem svojega približno polovico dolžine škatle. Odrežite še en kos vezanega lesa, na katerega pritrdite bobne. Ta sedi na zgornjih kosih lesa. V bližini spodnje ploščadi izrežite luknjo, skozi katero boste napeljali napajalne kable.

Slika

Za barvanje sem uporabil akrilni temeljni premaz, ki mu je sledil lonec za tester Crown Matt. Testerji so dober način, da po nizki ceni dobite različne barve.

Korak 15: Sedite in se zabavajte

In tukaj je, zelo kul bobnarski stroj. Bistvo zaporedja v videu youtube najdete tukaj.

Če boste naredili svoje, delite, rad bi videl, kaj ste pripravili. Zabavaj se!