Машина за джънк барабани с Raspberry Pi: 15 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Тази инструкция ще ви покаже как да направите роботизирана барабанна машина с Raspberry Pi. Това наистина е забавен, творчески, интерактивен проект. Ще ви покажа как да направите вътрешната работа, но действителните барабани ще зависят от вас, което ще ви даде възможност да направите нещо напълно уникално за вас. За моята машина съм използвал колкото се може повече намерени предмети… чукове от пиано, спасено от съседите ми, пропускане, мрежа за риболов, която намерих на плажа, празна консерва за зърна, дървени лъжици, празна бутилка бира, върхове за бутилки бира и звънец на бюрото, наред с други неща, но оставете въображението си да полудее - вижте какво имате около къщата, може да се използва почти всичко, което издава шум при удар, и наистина ще направи вашия проект ваш собствен. имате 2 възможности:

• Последователност от стъпки, базирана на браузър, която нарекох PiBeat - Това е много забавно и ви позволява да управлявате интерактивно вашата барабанна машина от вашия Pi или от всяко устройство в същата мрежа (като вашия телефон, таблет или компютър). Ще го инсталираме на вашия Pi по -късно, но визуализация може да се види тук, а кодът е в GitHub тук.
• Python скрипт за програмиране на модел на барабан. Това е чудесен начин да създадете ритъм, в който да свирите заедно с китарата си и т.н.

Опитвам се да намаля разходите и както ще видите в следващата стъпка, не се изискват скъпи специализирани инструменти. Опитах се също да обясня как работят нещата на всяка стъпка, превръщайки го в страхотен проект, дори ако сте относително новак в света на Pi, кодиране и електроника и с ограничен бюджет.

Добре, да се захващаме за работа!

Стъпка 1: Отидете да пазарувате

За да изградите вътрешния механизъм, ще ви трябва:

• 1x 40-пинов Raspberry Pi с Raspbian, инсталиран на SD, със захранващ кабел и възможност за свързване към него (използвал съм Raspberry Pi Zero Wireless с предварително запоена заглавка от ModMyPi)
• 1x 5v 8 -канално реле
• 1x пакет женски към женски джъмперни проводници (необходими са 10 проводника)
• 2x 3 Amp клемни ленти (Можете да използвате макет или перфорирана дъска, но клемните ленти са евтини и предотвратяват разхлабването на кабелите, а когато го правех, не притежавах поялник)
• 1x 12v 10a захранване
• 8x 12v 2a соленоиди
• 8x 1N5401 Токоизправители
• 50 см кабел от 0,5 мм (свалих жилата от някакъв двужилен кабел, тъй като това беше рентабилен начин за получаване на червено, черно и двойно ядро), въпреки че можете просто да използвате 1 цвят, ако искате. Може да не искате да купувате по -голяма дължина в зависимост от жилището, което искате да построите.

Ще ви трябват и следните инструменти:

• Резачки за тел
• Машини за сваляне на тел
• Малка отвертка с плоска глава, около 3 мм
• В зависимост от клемните ленти, които получавате, може да се нуждаете и от малка отвертка с кръстосана глава

Не съм изброил никакви части или инструменти, за да направя барабаните и какъвто и да е корпус, в който не искате да го поставите. Ще ви покажа как направих моя по -късно, но както казах преди, оставям тази част на вашето въображение.

Стъпка 2: Свържете Pi към релето

Максималното напрежение, осигурено от щифтовете на Pi, е 5v. Бихме могли да си купим 5v соленоиди и да ги захранваме директно от Pi, но това няма да даде голям удар на нуждите на нашата барабанна машина. Затова използваме реле, което ни позволява да включваме и изключваме верига с по -високо напрежение (в нашия случай 12v верига, съдържаща нашите 12v соленоиди) от нашата GPIO верига с по -ниско напрежение.

Нашето реле има 8 канала, което означава, че можем да включваме и изключваме до 8 соленоида независимо. Всеки канал съдържа 4 конектора; 3 се използват от веригата за високо напрежение, която ще видим по -късно, и 1, която е "IN" щифт на веригата с по -ниско напрежение, към която ще свържем нашия Pi. Когато GPIO щифтът на Pi изпрати 5v на даден канал на IN канала, релето ще включи съответната 12v верига.

На страната на ниското напрежение на релето има и GND (заземен) щифт, който трябва да свържем към земята на PI, и VVC щифт за 5v захранване от Pi.

Когато Pi е изключен, следвайте схемата, за да свържете релето към Pi, използвайки джъмперните кабели. Не е задължително да използвате джъмпери от един и същи цвят, но това може да помогне при проследяване на изображенията.

Стъпка 3: Нека вдигнем шум

Може все още да не е нашата пълноценна барабанна машина, но в тази стъпка ще направим известен шум, макар и щраквания от релето. Ще въведем скрипта python за програмиране на барабанни модели, това ще ни позволи да тестваме това, което сме направили досега.

Сценарият, който е наличен, има същност тук.

Стартирайте своя Pi, отворете терминал на Pi и изтеглете скрипта, като изпълните:

wget

Може да искате да прегледате кода и коментарите, за да добиете представа за това, което прави, но нека да получим малко удовлетворение и да го изпълним:

python3 array-sequencer.py

Ако всичко върви по план, трябва да чуете контактите в отварянето и затварянето на релето и светлината на съответния канал мига. Погледнете променливата на последователността вътре в скрипта, за да добиете представа какво се случва - всички канали ще се задействат заедно, след което всеки ще се задейства поотделно. Той ще продължи да работи, докато не излезете от скрипта, като натиснете Ctrl + C.

Преди да продължите, добра идея е да изключите Pi отново в случай на случайно късо съединение, когато свързвате нещата.

Стъпка 4: Създайте положителната страна на нашата верига

За захранване на 8 соленоида с едно захранване ще създадем паралелна верига. Можете да видите диаграма на завършената 12v верига, но ние ще я разгледаме стъпка по стъпка.

Можете да използвате макет или перфорирана дъска, но аз избрах клемните ленти, тъй като са евтини, държат здраво проводниците, а също така не притежавах поялник, когато създавах това.

На практика трябва да свържем всички соленоиди и диод за всеки соленоид (повече за диодите по -късно) към 1 положителния проводник на нашето захранване.

С помощта на фрезите изрежете собствената клемна лента, така че да имате блок от 8 двойки, като отрежете пластмасовия бит, който свързва два блока заедно. Внимавайте да не отрежете метал.

Сега трябва да съединим всички терминали от едната страна на лентата. Използвайте фрезите, за да отрежете 7 парчета червена жица с дължина около 35 мм, след това използвайте машините за отстраняване на тел, за да премахнете около 5 мм изолация от всеки край на всеки проводник.

Сега използвайте проводниците, за да свържете веригите всички клеми заедно от едната страна на лентата, като държите проводниците на място с помощта на винтовете. Първият и последният винт ще има само 1 проводник, докато останалите ще имат 2.

Стъпка 5: Добавете соленоидите и диодите

Тъй като соленоидите са електромагнити, се препоръчват диоди за защита на вашата верига от обратен ход (можете да прочетете подробно за това тук). Затова ще дадем на всеки соленоид собствен диод, за да защитим нашето реле.

От противоположната страна на клемната лента, към която сте свързали заедно в предишната стъпка, започнете с първия отвор. Поставете 1 проводник на соленоида, след това добавете и един край на диода в същия отвор. Тъй като диодите позволяват потока на тока само по един начин, уверете се, че сребърната ивица на диода е към клемната лента. Затегнете винта, за да ги задържите на място. Повторете процеса за останалите 7 дупки.

Един от соленоидите, който получих, беше дефектен, така че по време на правенето на снимките го замених за модел с по -нисък усилвател, който имаше сини проводници.

Стъпка 6: Свържете отрицателната клемна лента към соленоида и диодите

Както направихме с положителната страна, вземете 1 клемна лента и я изрежете, така че да имате друга лента от 8 двойки. Завийте диодите и соленоидите към тази клемна лента, така че да отразява плюс клемната лента.

Стъпка 7: Създайте релейни свързващи проводници

Почти сме готови да свържем релето, но първо трябва да имаме нещо, с което да го свържем. Нарежете 8 парчета черен проводник с дължина около 70 мм, след което отстранете около 5 мм от всеки край. Прикрепете всеки проводник към останалите 8 конектора на отрицателната клемна лента.

Стъпка 8: Свържете общите конектори на релето

Погледнете релето, което държи страната, свързана с джъмперите с Pi, от вас. Всеки канал има 3 контакта, отляво надясно те се наричат нормално отворени (NO), общи (COM) и нормално затворени (NC). Искаме нашите соленоиди да се включат само когато има високо напрежение на входа на каналите, така че ще използваме нормално отворен контакт. Ако вместо това трябваше да използваме нормално затворен контакт, щеше да се случи обратното - соленоидът щеше да бъде включен, докато не бъде изпратено високо напрежение на IN контакта. Ще използваме и общия контакт, за да завършим веригата.

Тъй като това е паралелна верига, ние ще свържем всички общи контакти на релето. Нарежете 7 парчета черен проводник с дължина около 60 мм и отстранете 5 мм от всеки край. Работете по релето, свързвайки всички COM контакти (средата на всеки комплект от 3) заедно. Първият и последният ще имат само един проводник, останалите ще имат 2.

Стъпка 9: Свържете релето към останалата част на нашата верига

Сега е време да свържем релето с останалата част от нашата верига. Вземете необвързания край на черното парче тел от единия край на отрицателната клемна лента и го свържете към първия или последния от нормално отворените (NO) контакти на релето. Повторете това за останалите 7 парчета тел, като свържете всеки проводник към следващия NO контакт.

Стъпка 10: Свържете 12v захранване

Първо, за да избегнете шок, уверете се, че захранването е изключено и изключено от електрическата мрежа.

Моето захранване беше използвано от eBay с 12V мъжки щепсел, който вече беше отстранен. Ако приемем, че вашият все още има щепсела, можете или да закупите подходящия женски DC конектор, или да го отрежете и да го отстраните обратно към 2 -те проводника като моя. Така или иначе, трябва да завършите с 2 проводника, червения (положителен) и вероятно бял (отрицателен). Свържете положителния проводник на захранването към първия контакт на положителния клемен блок, а отрицателният към първия общ контакт на релето. За да направя това по -лесно, използвах около 150 мм червен и черен проводник с оголени краища, за да преминавам между връзките и свързан с клемна лента.

Стъпка 11: Запалете го

Когато захранването ви все още е изключено, проверете бързо всичките си връзки. След като сте щастливи, стартирайте отново Pi. Стартирайте отново скрипта от стъпка 3:

python3 array-sequencer.py

Вашите соленоиди все още няма да се движат, но трябва да чуете релето да щракне и да светне точно както сте направили в стъпка 3. Прекратете скрипта (Ctrl + C) и сега е моментът, който сте чакали - включете захранването доставка! Пуснете сценария отново, всичките ви танцуващи соленоиди сега трябва да оживеят. Добра работа!

Нямах късмет - както можете да видите във видеото, друг от моите соленоиди не работеше, но това беше моя вина, тъй като преди това повредих един, като затегнах фиксиращ болт.

Стъпка 12: Редактиране на Array-sequencer.py

Отделете малко време, за да си поиграете с array-sequencer.py. Използвайте любимия си редактор (nano, geany и т.н.), за да направите промени в скрипта. Опитайте да направите следното и да стартирате отново скрипта след всяка промяна, за да видите неговия ефект:

• Променете променливата bpm от 120 на друго число, да речем 200, за да увеличите темпото.
• В променливата на последователността променете някои 0 на 1, за да свирите повече барабани.
• Дублирайте последните 3 реда преди затварящата квадратна скоба в променливата за последователност, за да добавите още удари към цикъла

Стъпка 13: Инсталирайте секвенсора на барабана

Сега, когато нещата станат наистина забавни, ще инсталираме секвенсора на вашия Pi. Това ще ни даде уеб интерфейс, който позволява на Python да задейства GPIO щифтовете през уеб гнездата.

Изходният код е достъпен в Github тук, но ако приемете, че сте следвали окабеляването в Instructable, можем да изтеглим и стартираме предварително компилираната версия. Отворете терминал на вашия Pi и изпълнете следното

# Създайте и навигирайте в директория за нашия проект

mkdir pibeat cd pibeat # Изтеглете изходния код wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Извлечете файловете tar -zxf pibeat.tar.gz # Инсталирайте изискванията на python pip3 install -r изисквания. txt # Стартирайте уеб сървъра python3 server.py

В изхода, ако всичко е успешно, трябва да видите следния изход:

======== Работи на https://0.0.0.0:8080 ========

(Натиснете CTRL+C, за да излезете)

Намерете IP адреса на Pi. Отворете уеб браузър, след това въведете IP, последван от: 8080/index.html (това е портът, който приложението слуша, последвано от името на файла) в адресната лента. Например, ако IP адресът на вашия Pi е 192.168.1.3, въведете 192.168.1.3:8080/index.html в адресната лента. Ще се появи секвенсорът на барабана.

Натиснете бутона за възпроизвеждане и вашата барабанна машина трябва да започне да свири. Играйте със секвенсора, докато сърцето ви е доволно.

Докато има мрежов маршрут до вашия Pi, можете да получите достъп до уеб интерфейса на Pi от всяко устройство - опитайте го от мобилния си телефон или таблет.

Стъпка 14: Изградете вашите барабани и жилища

Тук можете да превърнете купчината си електронни спагети в истинска барабанна машина. Както казахме по -рано, това, което ще направите тук, зависи от вас. Може да се използва почти всичко, което вдига шум при удар и е мястото, където наистина можете да трансформирате проекта си в нещо уникално за вас.

Имах добро ровене из дома си за идеи за барабаните, които предоставиха бирена бутилка, консерва, шейкър, капачки и лъжици. Мрежата за риболов е намерена на плажа, а звънецът от бюрото и кастанетът от крокодили са от eBay. Намерих счупено пиано в прескачане, което осигури чуковете за бутилката и кутията, заедно с дървено сваляне за задържане на камбаната на място и метални пръти, за да се въртят и да държат лъжиците на място.

Направих всеки барабан самостоятелен компонент, така че ако някой се счупи или не съм доволен от него, мога да го изключа с друг без прекалено много шум.

Соленоидите идват с отвори за болтове, изискващи болтове М3. Пробиването на дупките в дървото беше малко сложно, тъй като трябва да постигнете правилното позициониране, но установихте, че държите соленоида на място, след което маркирате дупките с брада, преди пробиването да работи добре.

Използвах най -вече 6 мм MDF (изрезки от местния магазин за домашни любимци) за барабаните по няколко парчета скрап дърво, държани заедно с лепило или винтове.

Чуковете върху консервата и бутилката бира вероятно са излишни, тъй като можете да получите само добър удар направо от соленоида, но аз исках да направя възможно най -много движение в машината, за да я направя визуално интересна.

Жилища

Корпусът е обикновена груба и готова кутия, изработена от 3.6 мм шперплат, 18 мм MDF и малко ивица. Исках тънък шперплат за предната част на кутията, така че той да резонира при удар с лъжица, но изборът на дървесина се ръководеше главно от това, което вече имах в навеса и секцията за скрап в моя местен магазин „Направи си сам“. Направих платформа в долната част на кутията, за да запазя електрониката, и друга платформа, която да държи барабаните. За да направите кутията:

1. Изрежете 2 равни размера MDF, за да направите краищата2. Нарежете 4 парчета ивица (използвах 34 мм х 12 мм) с 50 мм по -къса от желаната ширина на кутията3. Заковайте дървения материал към 2 -те края на MDF, за да оформите формата на кутията. Поставете лентата на около 1 см от горната и долната част на кутията. Изрежете 2 парчета шперплат, за да съответстват на ширината и височината на кутията. Прикрепете ги към предната и задната част на кутията, като забиете пирони към MDF и лентата. Нарежете парче шперплат, за да се побере вътре в кутията, и поставете върху долните парчета ивица, за да държите електрониката. Направих моя около половината от дължината на кутията. Изрежете друго парче шперплат, към който да прикрепите барабаните. Това седи върху горните парчета дървесина. Изрежете дупка близо до долната платформа, за да прокарате захранващите кабели.

Живопис

За боядисване използвах акрилен грунд Undercoat, последван от саксии за тестване на Crown Matt. Тестерните саксии са добър начин да получите различни цветове на евтина цена.

Стъпка 15: Отпуснете се и се забавлявайте

И ето го, доста готина барабанна машина. Същността на последователността във видеоклипа в YouTube можете да намерите тук.

Ако продължите и направите своя собствена, моля споделете, ще се радвам да видя какво ще измислите. Забавлявай се!