Arduino nadzorovani zvonik/Carillon: 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:09

To je niz glasbenih zvonov, ki jih poganjajo solenoidi in jih nadzira mikrokontroler Arduino. Obstaja 8 zvonov, ki pokrivajo eno oktavo. Zvonce lahko upravljate iz osebnega računalnika ali pa stolp stoji sam in predvaja vnaprej programirane melodije. Oglejte si zadnjo stran za video posnetek v akciji.

1. korak: Deli

Uporabljeni so bili naslednji deli: 1 komplet kromatičnih zvoncev. Te sem dobil od lokalnega Aldija za 20 dolarjev. Razpon je od C do C. (t.j. c, d, e, f, g, A, B, C). Lesena plošča in nosilci za držanje zvoncev in solenoidov na mestu. 10,8 USD Solenoidi udarjajo v zvonove. Te sem imel v svoji škatli za smeti. Dobil sem jih od serviserja pisalnega stroja, ki jih je zavrgel. Verjetno boste podobno našli na mikrokrmilniku Ebay. Arudino. ~ 45 dolarjev. Svoje sem dobil od elektronike SparkFun. Proto/Perf plošče in ostale komponente, da naredim svoj "ščit" za arduino po meri. $ 10. Darlingtonska gonilna plošča. Uporabil sem enega, ki sem ga imel naokoli, vendar verjamem, da se ne prodajata ločeno. Za nekaj dolarjev bi bilo treba to narediti s čipom ULN2803.

2. korak: Lesarstvo

Presenetljivo je, da je bil ta korak najdaljši. Kodiranje in ožičenje je trajalo manj časa, kot da se lepilo posuši. Okvir za to je bil precej preprost. Samo kos vezanega lesa za držanje vseh zvonov in nekaj borovih nosilcev za solenoide. Vse je bilo zlepljeno s PVA lepilom. Da bi bili magnetni nosilci bolj ponovljivi, sem naredil šablono v MS Visio in jo nato zlepil na les. To je zelo pomagalo, da so bili vsi solenoidi na stalni razdalji od zvonca. Če to storite, ne morem dovolj poudariti, da bi natančno izmeril lokacije napadalcev. Zvonovi se slišijo precej drugače, odvisno od tega, kje ste jih zadeli in od "metanja" solenoida.

3. korak: Elektronika in ožičenje

Na strani voznika: Imel sem srečo, da sem imel zraven voznika darlingtona, kar je oblikovanje precej poenostavilo. Darlington je močnostni tranzistor, s katerim lahko poganjate večje obremenitve, kot jih običajno podpirajo drobni zatiči mikrokrmilnika. Plošča, ki sem jo uporabil, temelji na čipu ULN2803, ki je precej pogost in poceni. Prosimo, upoštevajte: solenoidi (običajno) niso zasnovani za stalno vožnjo! Če se to zgodi, se lahko stopijo! Za več informacij glejte razdelek programske opreme. Arduino stran: To je bilo samo vprašanje iskanja 8 IO zatičev iz arduina za pogon vhodov Darlington. Ker sem želel pošiljati in prejemati serijske podatke, nisem mogel uporabiti nožic 0 in 1, zato sem na eni strani uporabil digitalce 2, 3, 4 in 5, na drugi strani pa štiri digitalne vhode na drugi strani kot digitalne izhode. Dodal sem tudi potenciometer, priključen na analogni vhod #5, ki se uporablja za nadzor tempa. Za vizualno povratno informacijo voznika se uporabljata dve LED-lučki. Zatiči 8-13 niso bili uporabni zaradi funky arduino razmika med zatiči (grr …) Opombe o napajanju: Čeprav sem to sprva povezal za uporabo zunanjega napajalnika za pogon solenoidov, (Po naključju) sem odkril, da je moč USB zadostna. Skrbelo me je, da bo nenaden tokovni impulz povzročil padec napetosti in mikrokrmilnik "rjavkasto", vendar se zdi, da se to ne dogaja. Vaša kilometrina se lahko razlikuje. Ker je zame bolj priročno uporabljati samo napajanje USB, bom to nadaljeval, dokler ne bom imel težav.

4. korak: Oblikovanje programske opreme

Oblikovalska strategija Cilj tega je bil zvonik poganjati iz osebnega računalnika. Arduinova USBSerialna povezava je bila idealen način za to. Arduino prejema serijske podatke iz osebnega računalnika, ki ustrezajo notam za predvajanje. Protokol je preprost; vse opombe so v ekvivalentih besedila ASCII. Obstaja tudi številčna številka kot spremenljiva zakasnitev. Npr. Računalnik pošlje: "cde2fgABC" in Arduino igra zvonove 1, 2, 3, počiva za polovico note in nato igra zvonce 4, 5, 6, 7 in 8. Nasvet klobuka Johnu Plocherju za njegov projekt ServoBells, ki je deloma navdihnil Arduino stranska koda: Arduino koda prejme serijske podatke, dekodira opombo ali zamudo pri predvajanju in nato ustrezno preklopi solenoide. Prepričajte se, da je vaša koda oblikovana tako, da solenoidi ne ostanejo prižgani !. Če po pomoti pustite vklopljen elektromagnet, se bo stopil. To sem rešil tako, da sem blokiral rutine zapiskov, dokler se elektromagnet ne izklopi, namesto da bi nenehno glasoval itd. Koda na strani računalnika: Odjemalski program je bil napisan v jeziku C#. Ima gumbe za vsako posamezno noto, pa tudi gumbe za vnaprej programirane melodije. Podatki opombe se pošljejo na serijska vrata. Priložena je izvorna koda za vse. Soba za izboljšave:

Polifonične note

Pustil sem možnost, da se dve noti igrata istočasno, saj nisem mislil, da bi jih zahtevale skladbe, ki bi bile primerne za 1 oktavo. Poleg tega lahko sprožite več kot eno magnetno pločevinko

Ubijanje čakalne vrste

Računalnik pošilja velike stavke zapiskov na arduino, ki jih nato obdela, dokler se čakalna vrsta ne izprazni. Vendar je za velike melodije to lahko dolgočasno in morda bi bilo zaželeno, da bi lahko prekinili tekočo melodijo. To bi lahko dosegli tako, da bi imeli v zaporednem stavku kakšno drugo črko (npr. 'X') kot kodo za izpraznitev vmesnega pomnilnika.

5. korak: Upravljanje zvoncev

Upravljanje zvoncev je precej preprosto. Priključite kabel USB in odprite računalniško programsko opremo. Za predvajanje melodije lahko kliknete posamezne zvončke. Na izbiro so gumbi za predvajanje lestvic, vnaprej programirane melodije in tudi polje z besedilom za vnos besedila v prosti obliki. Vključil sem video posnetek zvonjenja. Zaenkrat so programirane samo preproste melodije. Video je tukaj: https://blip.tv/file/1521415 (Če kdo ve, kako igrati temo Futurama v eni oktavi C do C, naj mi to sporoči …)