ANDI - Генератор на произволен ритъм - Електроника: 24 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

ANDI е машина, която генерира случаен ритъм с натискане на бутон. Всеки ритъм е уникален и може да бъде променен с пет копчета. ANDI е резултат от университетски проект, който се занимаваше с вдъхновение на музиканти и изследване на нови начини за работа с ударни бийтове. Повече информация за проекта можете да намерите на andinstruments.com

По време на фазата на проектиране на ANDI много вдъхновение беше взето от общността на производителите и особено от вълнуващи проекти тук в Instructables. За да върна услугата, написах тази инструкция за това как да проектирам електрическата верига за генератора на биене на ANDI. Това е проста схема с пет въртящи се копчета, които контролират възпроизвеждането на къси барабанни звуци, съхранени на микро-SD карта чрез Arduino Nano.

Тази инструкция обхваща създаването на електронната схема и кодът, програмиран на Arduino, и използваните звуци на барабана се намират тук. Кодът е обяснен с коментари в кодовия файл и няма да се задълбочавам в кода в този урок.

ANDI има външна част от алуминий и шперплат и не съм включил изработката на външната страна в тази инструкция.

Ако има интерес от задълбочено обяснение на кода или как да направите това, той ще бъде добавен в бъдеще.

В противен случай това ви дава свободата да проектирате свой собствен корпус за вашия ANDI-тактов генератор.

Следвайте моя проект ANDinstruments в instagram за медийни актуализации на проекта: @and_instruments

Стъпка 1: Как да следвате урока

Опитах се да направя тази инструкция възможно най -подробна, за да дам на хората от всички нива на умения достъп до нея.

Това означава, че понякога може да се чувствате прекалено подробни и бавни, така че, моля, ускорете стъпките, с които вече се чувствате комфортно.

За по-задълбочено разбиране на някои ключови части от схемата добавих връзки към други инструкции, уроци и страници в wikipedia, които ви помагат да разберете какво се случва.

Чувствайте се свободни да препроектирате веригата и да пренапишете кода, както сметнете за добре и ако го направите, моля свържете се към andinstruments.com и кредитирайте източника.

Моля, коментирайте или ми изпратете имейл на [email protected], ако имате въпроси относно Instructable или някакви идеи как да подобрим веригата или урока!

Стъпка 2: Съберете компоненти

Използвал съм следните компоненти за проектиране на веригата:

• 39x30 дупки от 3 островни ленти
• Arduino nano съвместим V3.0 ATMEGA328 16M
• (2x) 15x1 мъжки щифт за Arduino
• MicroSD пробив с превключвател на нивата (SparkFun Shifting μSD Breakout)
• 7x1 мъжки щифт за MicroSD Breakout
• Micro SDHC-карта (Intenso 4 GB Micro SDHC-карта клас 4)
• (4x) 10k Ohm потенциометри (Alps 9mm Размер на металния вал Snap RK09L114001T)
• (4x) 0.1uF керамични кондензатори (Vishay K104K15X7RF53L2)
• 1k Ohm резистор (Metal Film Resistor 0.6W 1%)
• 3,5 мм аудио жак за монтаж на панел (Kycon STPX-3501-3C)
• Ротационен енкодер с бутон за превключване (Bourns Encoders PEC11R-4025F-S0012)
• Превключвател (1-полюсни спойки за включване на MTS-102)
• 9 -волтова лента за батерията (Keystone екранирана 9 -волтова батерия тип I)
• 9 -волтова батерия
• Плътна жица с различни цветове

Ще се опитам да обясня избора си на компоненти в целия Instructable. По време на процеса на проектиране на веригата основно се стремях да направя този проект възможно най -евтин и малък. Затова се опитах да запазя всички компоненти, монтирани на лентата, така че свързващите ги проводници да могат да минават по дъската.

Ако имате някакви предложения как да подобрите веригата, моля, коментирайте или ми изпратете имейл.

Стъпка 3: Намерете някои инструменти

Използвам следните инструменти и оборудване за този проект:

• Платформа за тестване на компоненти, преди да ги запоите към лентата
• Малък чифт клещи за рязане на проводници
• Автоматична машина за сваляне на тел
• Чифт клещи за огъване на жици с твърда сърцевина и крака на компоненти
• Поялник с регулируема температура
• „Помощни ръце“да държат лентата по време на запояване
• Малък усилващ високоговорител и 3,5 мм аудио кабел за тестване на аудио изхода на схемите

Стъпка 4: Следвайте схемата

Тази схема е направена с Fritzing и препоръчвам двойна проверка с нея през целия процес, за да видите, че не сте пропуснали нито един компонент или връзка.

Компонентите на схемата не изглеждат точно като тези, които съм използвал в моята схема, но показва как да свържете проводниците и щифтовете са на същите места като на моите компоненти.

Стъпка 5: Свържете Arduino към платката за прекъсване на MicroSD картата

Препоръчвам да започнете проекта, като тествате двата най-важни компонента на схемата: Arduino Nano и платката за пробив на MicroSD картата. Правя това на макет и когато работи добре, запоявам компонентите на лента, което го прави постоянен.

Ако искате да научите повече за това как работи платката за прекъсване на MicroSD, препоръчвам да прочетете този урок от Adafruit: Урок за пробиване на Micro SD карта.

Припоявайте заглавки на щифтове към дъската Arduino и прекъсващата платка MicroSD. Използвам макет, за да задържа мъжки щифтове на място, докато запоявам. Може да е трудно да се направи добра спойка и ще намерите някои дефектни в моите примерни изображения. Препоръчвам да изгледате някои уроци за запояване, преди да започнете, ако за първи път използвате поялник.

Свържете пробивната платка MicroSD към Arduino на макета в следния ред:

• Arduino щифт GND -> MicroSD GND
• Arduino щифт 5V -> MicroSD VCC
• Arduino щифт D10 -> MicroSD CS
• Arduino щифт D11 -> MicroSD DI
• Arduino щифт D12 -> MicroSD D0
• Arduino щифт D13 -> MicroSD SCK (също съм го виждал, наречен CLK)

CD-щифтът на MicroSD платката не се използва в този проект.

Стъпка 6: Подгответе MicroSD картата

Свържете MicroSD картата към компютър с адаптер. Използвам адаптер за MicroSD карта към SD карта. Форматирайте MicroSD картата със софтуера SD Formatter от SD Association:

Използвам настройката „Презаписване на формат“, която изтрива всичко на MicroSD картата, въпреки че картата ми е чисто нова и вече празна. Правя това, защото се препоръчва в много уроци за използване на SD-карти с Arduino. Посочете името на картата и натиснете „Форматиране“. Това обикновено отнема около 5 минути за мен и завършва със съобщението „Форматът на картата е завършен!“. Затворете SDFormatter.

Качете всички компресирани звукови клипове.wav файлове в основната директория на MicroSD картата, намерена тук. Извадете MicroSD картата след приключване на качването и я поставете обратно в пробивната платка MicroSD.

Ако знаете как да се ориентирате в аудио софтуера, можете да добавите свои собствени звукови клипове вместо моите, ако ги кръстите по същия начин, както в моите примерни файлове. Файловете трябва да са 8-битови.wav-файлове с честота на дискретизация 44 100Hz.

Стъпка 7: Тествайте MicroSD картата

Качете „CardInfoTest10“-кода в Arduino, за да тествате връзката с MicroSD картата. Този код е създаден от Limor Fried 2011 и модифициран от Tom Igoe 2012 и е намерен и обяснен на уебсайта на Arduino тук.

Отворете серийния монитор на 9600 бода и потвърдете, че получавате следното съобщение:

„Инициализиране на SD карта … Окабеляването е правилно и картата е налична.

Тип карта: SDHC

Тип на звука е FAT32”

След това следва много редове текст, които не са важни за нас сега.

Ако искате да научите как работи серийният монитор, разгледайте този урок от Adafruit: Serial monitor arduino.

Стъпка 8: Запоявайте Arduino и MicroSD платката за прекъсване към лентата

Изключете Arduino от компютъра и внимателно издърпайте Arduino и MicroSD пробивната платка от чертежа. Използвам малка отвертка с плоска глава и я размърдвам между пластмасовата част на заглавията за мъжки щифтове и платката на няколко места, докато компонентите се разхлабят достатъчно, за да се повдигнат на ръка.

Поставете дъската и обърнете лентата така, че медните острови да са обърнати надолу. Сега е време да запоите Arduino и MicroSD платката за прекъсване на лентата, за да направите тези части от проекта постоянни. Не забравяйте, че е много трудно да премахнете компонентите след запояването им върху лентата, затова се уверете, че са поставени правилно в правилните позиции и че са притиснати възможно най -плътно до лентата, за да им се даде добра механична якост след запояване.

Използвам изолационна лента, за да държа компонентите по време на запояване, защото когато запоявате, трябва да обърнете лентата с главата надолу, за да видите медните острови и мъжки щифтове, където трябва да се извърши запояването.

Използвам „помощни ръце“по време на запояване, за да избегна поставянето на лентата и хлабавите компоненти на масата. Ако лежат, хлабавите компоненти могат да се движат малко и плътното прилягане към лентата може да се загуби.

Повторете процеса за пробивната платка MicroSD. Първо го поставете плътно на правилното място и го закрепете с изолационна лента.

Тъй като прекъсващата платка MicroSD има само мъжки щифтове от едната страна, тя ще бъде закрепена в накланящо се положение. Не виждам никакъв проблем с това, затова го закрепвам с ъгъл с изолационна лента и той стои плътно след запояване.

След това обръщам лентата с главата надолу и използвам „ръцете си за помощ“, докато запоявам.

Стъпка 9: Свържете копчето за регулиране на силата на звука и нискочестотния филтър към таблата

Сега е време да добавите компоненти към лентата за изход на звук и контрол на силата на звука. Компонентите ще бъдат свързани помежду си с цветна жица с плътно жило.

Потенциометърът действа като регулатор на силата на звука, когато се завърти, той увеличава съпротивлението си и това намалява силата на звука. Ако искате да научите повече за потенциометрите, можете да разгледате тази страница в wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Potentiometer.

Резисторът от 1k Ohm и керамичният кондензатор от 0, 1 uF действат като нискочестотен филтър за премахване на шума с висока височина. Ако искате да научите повече за нискочестотните филтри, можете да разгледате тази страница в wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Low-pass_filter

Запоявах тези компоненти към лентата, преди да запоя проводниците между разкъсващата платка MicroSD и Arduino. Правя това, защото искам проводниците за изхода на звука да се намират близо до лентата.

Започнете с изравняване на металните крака на потенциометъра, ако те са огънати като моите в примера. По този начин можете да поставите краката през отворите на лентата, за да увеличите здравината, която държи потенциометъра на място върху лентата.

Избутайте потенциометъра през отворите на лентата съгласно схемата на фризиране.

Използвайте клещи, за да огънете опорните крака на потенциометъра към лентата.

Сега е време да свържете потенциометъра към Arduino. Нарежете жицата с твърдо жило на правилната дължина.

Използвайте инструмент за кабелна лента, за да отстраните около 5 мм пластмаса от всеки край на проводника, за да изложите метала вътре.

Използвайте клещите, за да огънете жицата, така че да пасне на лентата.

Избутайте проводника през отворите в лентата, свързвайки го с десния щифт на потенциометъра и щифта Arduino D9. Огънете жицата в задната част на лентата, за да държите жицата на място, докато се добавят още компоненти. Все още не запоявайте.

Повторете процеса, като добавите проводник към средния щифт на потенциометъра и празен щифт вдясно от потенциометъра според схемите за фризиране.

Добавете 1k Ohm резистор към отвор до проводника от средния щифт на потенциометъра.

Използвайте клещите, за да огънете единия крак на кондензатора два пъти, за да го поставите в два отвора в лентата съгласно схемата на фризиране.

Натиснете кондензатора през отворите в лентата, така че единият крак да споделя дупка с резистора, а единият крак да мине през отвор на празен остров с 3 отвора вдясно от резистора.

Натиснете надолу кондензатора достатъчно далеч, така че да не е по -високо от лентата от рафта на потенциометъра под резбите. Това е така, защото металната горна част на корпуса ще опира в рафта на потенциометъра и следователно кондензаторът не трябва да пречи на върха.

Добавете още два проводника, за да свържете заземяването на arduino към левия щифт на потенциометъра и продължете оттам към отвор, свързан към кондензатора.

Стъпка 10: Запоявайте копчето за контрол на силата на звука и нискочестотния филтър към таблата

След като огънете всички проводници от задната страна на лентата, така че компонентите и проводниците да не паднат, можете да обърнете лентата с главата надолу. Използвам „ръцете си за помощ“, за да държа лентата с главата надолу. Уверете се, че огънатите крака на компонентите и проводниците не пречат на други. Понякога огънатите крака могат да се използват за преодоляване на пролуката между различните медни острови. Обикновено това е добре да се направи със земята и 5V щифтовете на Arduino, защото много компоненти често са свързани с тези два. В този случай използвам тази техника върху заземяващия щифт на Arduino.

След запояване използвам остър клещи, за да отрежа краката и проводниците там, където са твърде дълги.

Стъпка 11: Свържете MicroSD Breakout Board към Arduino

Сега е време да свържете пробивната платка MicroSD към Arduino. Започнете, като свържете проводник между земята на Arduino към земята на MicroSD платката. Сега използвам разширението на заземяващия щифт на Arduino, който създадох чрез запояване на края на проводника, който минава между Arduino и левия щифт на потенциометъра към съседния меден остров до заземяващия щифт на Arduino.

Продължете да огъвате края на проводника от задната страна на лентата, за да задържите жицата на място и изчакайте с запояване, докато всички проводници между Arduino и прекъсващата платка MicroSD са на мястото си.

Добавете проводник между CS-щифта на MicroSD пробивната платка и D10-пина на Arduino.

Продължете с проводник между DI-щифта на MicroSD платката и D11-пина на Arduino.

Свържете DO на MicroSD пробивната платка с D12-пина на Arduino.

Свържете SCK-щифта на MicroSD пробивната платка (на друга MicroSD пробивна платка, която използвах преди този щифт да се нарича CLK вместо SCK) с D13-пина на Arduino.

Последният свързан проводник е между VCC-пина на MicroSD платката и 5V-пина на Arduino.

Проводниците могат да бъдат малко тесни, но се уверете, че металните части на проводниците не се допират една до друга.

Завъртете лентата и се уверете, че проводниците все още са на мястото си.

Стъпка 12: Запоявайте MicroSD Breakout Board към таблата

Нанесете спойка и отрежете останалите краища на проводника.

Стъпка 13: Свържете и запояйте аудио жака към таблата

Сега е време да свържете аудио жака към лентата. Започнете, като закрепите проводниците към аудио жака и огънете проводниците около щифтовете на аудио жака, за да ги накарате да останат на място.

Може да е трудно да държите жицата на място по време на запояване. Отново използвам „ръцете си за помощ“за това.

Свържете проводниците на аудио жака към лентата за съхранение според схемата на фризиране и огънете проводниците от задната страна на лентата, за да ги задържите на място.

Обърнете лентата с главата надолу и поставете спойка към проводниците на аудио жака. След това отрежете остатъчните проводници с клещи.

Стъпка 14: Тествайте аудио жака

Сега е време да тествате аудио изхода. Свържете Arduino към компютъра и качете „andi_testsound“-кода, намерен тук.

Свържете аудио жака с 3,5 мм аудио кабел (същия тип конектор, който обикновените слушалки използват) към усилен високоговорител. В това видео свързвам аудио жака към малък Bluetooth високоговорител, който също има 3,5 мм „Audio In“вход на гърба. Тази схема няма да работи със свързани слушалки, тъй като липсва усилване на звука. Arduino все още трябва да бъде свързан с компютъра, за да получи захранване. Кодът „andi_testsound“възпроизвежда различни звукови клипове от MicroSD картата и ако всичко работи, сега ще чуете произволен ритъм през високоговорителя. Можете също да завъртите потенциометъра, за да увеличите или намалите силата на звука на изхода.

Стъпка 15: Свържете и запоявайте потенциометрите към таблата

Сега е време да добавим останалите потенциометри, които се използват като копчета за управление на генерирания ритъм. Прочетете повече за използването на потенциометри като аналогови входове с Arduino на уебсайта на Arduino: Четене на потенциометър (аналогов вход).

Използвайте клещи, за да изправите краката на потенциометрите, които нямат електрическа функция, точно както беше направено с първия потенциометър.

Поставете потенциометрите на правилното място според схемата на Fritzing с всичките пет крака на компонентите през отворите.

Огънете двата странични крака от задната страна на лентата, за да й придадете някаква механична якост по време на запояване.

Запоявайте всичките пет крака, дори ако страничните крака нямат никаква електрическа функция. Това придава на потенциометрите малко допълнителна механична якост.

Стъпка 16: Свържете и запойте кондензаторите към таблата

Кондензаторите се добавят между изходния извод на сигнала и заземителния извод на потенциометрите, за да се направи сигналът по-стабилен. Прочетете повече за изглаждането на входа в тази инструкция: Гладък вход за потенциометър.

Добавете кондензаторите към лентата съгласно схемата на Fritzing. Натиснете ги най -близо до лентата, така че горната им част да не е над рафта на потенциометрите.

Огънете краката на кондензаторите от задната страна на лентата, за да ги задържите на място по време на запояване.

Запоявате краката и отрязвате остатъчната дължина.

Стъпка 17: Свържете и запояйте въртящия се енкодер към таблата

Изправете двата странични крака на въртящия се енкодер, така че да лежат плътно до лентата. Правя това, защото моите въртящи се енкодери имат странични крака, които са твърде големи, за да се прокарат през отвор за лента.

Натиснете въртящия се енкодер през лентата на правилното място според схемата на Fritzing.

След това използвам изолационна лента, за да задържа въртящия се енкодер на място, докато запоявам, защото щифтовете на енкодера не го държат достатъчно добре на място.

Запояйте въртящия се енкодер и отстранете лентата.

Стъпка 18: Свързване и запояване на проводници Свързване на потенциометрите към Arduino (1/2)

Добавете сигналните кабели от средните щифтове на всеки потенциометър към десния щифт Arduino съгласно схемата на Fritzing.

Направете същото с 5V проводниците, свързващи последователно десните щифтове на потенциометъра с VCC-щифта на MicroSD платката.

Огънете проводниците от задната страна на лентата.

Запоявайте проводниците и отрежете остатъчната метална част от проводниците.

Стъпка 19: Свързване и запояване на проводници Свързване на потенциометрите към Arduino (2/2)

Започва да се претъпква от предната страна на лентата, така че искаме да добавим последните проводници към задната страна, за да свържем последните щифтове на компонентите. Сега, когато потенциометрите и въртящият се енкодер са на мястото си, лентата може да стои сама с главата надолу, което помага по време на запояване на проводници направо на гърба.

Започнете с измерване на три проводника с еднаква дължина, които ще свързват заземяващите щифтове на потенциометрите. Тези проводници няма да преминават през отворите, а вместо това да бъдат запоени, докато лежат до десния щифт според схемата на Fritzing.

Това е по -трудно, отколкото да запоявате проводник, който е преминал през дупка и е огънат, така че започнете с един проводник наведнъж и внимавайте да не припокривате спойката на различни щифтове.

Стъпка 20: Свързване и запояване на проводници Свързване на въртящия се енкодер към Arduino

Сега продължете, като добавите два по-къси проводника, за да свържете заземяващите проводници на потенциометрите към въртящия се енкодер.

Запоявайте проводниците, като оставите лентата да стои самостоятелно върху потенциометрите.

Добавете три проводника, свързващи въртящия се енкодер към arduino съгласно схемата на Fritzing и накрая добавете къс проводник, свързващ заземяващия щифт на MicroSD пробив към заземяващия щифт на най-близкия потенциометър. Запоявайте проводниците един по един.

Стъпка 21: Тествайте пълния ANDI-код

Сега е време да тестваме пълната версия на кода, който се намира тук. Свържете Arduino към компютъра и качете ANDI-кода.

След това свържете кабела на високоговорителя към аудио изхода и тествайте потенциометрите и въртящия се енкодер. Ако чуете много високи шумове, не се притеснявайте, това се дължи на захранването на Arduino с USB кабела. В следващата стъпка ще запоявате конектор за батерия и превключвател на захранването към лентата и след това Arduino вече не трябва да се захранва от компютъра.

Стъпка 22: Свържете и запоявайте конектора на батерията към таблата

Конекторът за батерията свързва 9V батерия като източник на захранване към лентата за ленти. Превключвателят ще включи или изключи проекта чрез свързване или скъсване на червения проводник на конектора на батерията.

Изрежете червения проводник на около 10 см от държача на конектора на батерията и огънете края на проводника около средния щифт на превключвателя. След това свържете друг проводник с дължина около 20 см към един от външните щифтове на превключвателя.

Запояйте двата червени проводника към превключвателя, като използвате „ръцете за помощ“, за да държите проводниците на място.

Свържете края на червения проводник към Vin-щифта на Arduino и черния проводник към заземяващия щифт на местата съгласно схемата на Fritzing.

Огънете проводниците от задната страна на лентата и завъртете дъската, за да я запоите на място.

Използвайте превключвателя, за да включите Arduino и вижте дали светодиодите на микроконтролера се включват.

Стъпка 23: Тествайте веригата

Завъртете крайния ляв потенциометър докрай обратно на часовниковата стрелка, за да намалите силата на звука и след това включете кабела на високоговорителя към аудио конектора. Високоговорителят също трябва да е с минимална сила на звука, докато свързва лентата, за да се избегнат всякакви високи шумове, които понякога могат да възникнат при натискане на кабела на високоговорителя в аудио конектора.

Стъпка 24: Оградете го по свой начин

Страхотна работа, свършили сте! Сега от вас зависи да оградите веригата така или иначе. Избрах да сложа веригата си в заграждение от алуминий и брезов шперплат, боядисани в тъмно, но не се колебайте да го направите, както искате.

Моля, оставете коментар или ми изпратете имейл на [email protected] с вашите схеми или ако имате въпроси или подобрения, които да споделите!

Втора награда в Първия конкурс за автори 2018

Вицешампион в Epilog Challenge 9

Вицешампион в Arduino Contest 2017