یک دستگاه طبل آشغال با رزبری پای: 15 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

این دستورالعمل نحوه ساخت ماشین درام روباتیک با رزبری پای را به شما نشان می دهد. این واقعا یک پروژه سرگرم کننده ، خلاق و تعاملی است. من به شما نحوه انجام کارهای داخلی را نشان خواهم داد ، اما طبل های واقعی به شما بستگی دارد و به شما این فرصت را می دهد که چیزی کاملاً منحصر به فرد برای خود بسازید. برای دستگاهم تا آنجا که می توانم از وسایل پیدا شده استفاده کرده ام … چکش از پیانو که از همسایگان نجات یافته است ، تور ماهیگیری که در ساحل پیدا کردم ، قوطی لوبیا خالی ، قاشق چوبی ، یک بطری آبجو خالی ، سر بطری های آبجو و یک زنگ میز در میان چیزهای دیگر ، اما اجازه دهید تخیل شما دیوانه شود - ببینید آنچه در خانه دارید ، تقریباً از هر چیزی که هنگام ضربه سر و صدا ایجاد می کند می توانید استفاده کنید ، و این واقعاً پروژه شما را مختص شما خواهد کرد. برای کنترل آن ، شما 2 گزینه دارید:

• دنباله مرحله ای مبتنی بر مرورگر که PiBeat نامیده ام - این سرگرمی فوق العاده ای است و به شما امکان می دهد دستگاه درام خود را به صورت تعاملی از Pi خود یا هر دستگاهی در همان شبکه (مانند تلفن ، رایانه لوحی یا رایانه خود) کنترل کنید. بعداً آن را روی Pi شما نصب می کنیم ، اما پیش نمایش آن در اینجا قابل مشاهده است و کد در GitHub در اینجا قرار دارد.
• یک اسکریپت پایتون برای برنامه ریزی الگوی درام. این یک راه عالی برای ایجاد یک ریتم برای شما برای نوازندگی همراه با گیتار و غیره است.

من سعی می کنم هزینه ها را پایین نگه دارم و همانطور که در مرحله بعد خواهید دید ، هیچ ابزار تخصصی گران قیمت مورد نیاز نیست. من همچنین سعی کرده ام نحوه کار همه چیز را در هر مرحله توضیح دهم ، و آن را تبدیل به یک پروژه عالی می کند ، حتی اگر شما یک تازه وارد نسبی در دنیای Pi ، برنامه نویسی و الکترونیک و با بودجه محدود هستید.

خوب ، بیایید سر کار برویم!

مرحله 1: به خرید بروید

برای ایجاد مکانیسم داخلی ، به موارد زیر نیاز دارید:

• 1x 40 Pin Raspberry Pi با Raspbian نصب شده روی SD ، با کابل برق و قابلیت اتصال به آن (من از Raspberry Pi Zero Wireless با هدر از پیش لحیم شده از ModMyPi استفاده کرده ام)
• رله 1x 5v 8 کانال
• 1 بسته بسته های سیم جهنده زن به زن (10 سیم مورد نیاز است)
• نوارهای پایانه 2 آمپر 3 آمپر (می توانید از تخته نان یا ورق ورق استفاده کنید ، اما نوارهای ترمینال ارزان هستند و از شل شدن کابل ها جلوگیری می کنند ، و هنگام ساختن این دستگاه من لحیم کاری نداشتم)
• منبع تغذیه 1x 12v 10a
• شیر برقی 8x 12v 2a
• دیودهای اصلاح کننده 8x 1N5401
• 50 سانتی متر کابل 0.5 میلی متری (من هسته ها را از برخی کابل های دو هسته ای جدا کردم ، زیرا راهی مقرون به صرفه برای بدست آوردن قرمز ، سیاه و دو هسته ای بود) ، اگرچه می توانید فقط از 1 رنگ استفاده کنید. بسته به مسکنی که می خواهید بسازید ، ممکن است نخواهید طول بیشتری خریداری کنید.

همچنین به ابزارهای زیر نیاز خواهید داشت:

• سیم بر، دم باریک
• استریپرهای سیم
• پیچ گوشتی سر تخت کوچک ، حدود 3 میلی متر
• بسته به نوارهای پایانه ای که دریافت می کنید ، ممکن است به یک پیچ گوشتی کوچک متقاطع نیاز داشته باشید

من هیچ قطعه یا ابزاری برای ساخت طبل و هر خانه ای که نمی خواهید در آن قرار دهید ، ذکر نکرده ام. بعداً به شما نشان خواهم داد که چگونه دستگاه خود را ساختم ، اما همانطور که قبلاً گفته شد ، آن قسمت را به تصور شما می سپارم.

مرحله 2: پی را به رله وصل کنید

حداکثر ولتاژ ارائه شده توسط پین ها بر روی Pi 5 ولت است. ما می توانیم شیر برقی 5 ولت بخریم و این نیروها را مستقیماً از Pi تامین کنیم ، اما این نیازهای ماشین درام ما را برهم نمی زند. بنابراین ما از یک رله استفاده می کنیم که به ما امکان می دهد یک مدار ولتاژ بالاتر (در مورد ما مدار 12 ولت حاوی سلونوئیدهای 12 ولت ما) را از مدار GPIO ولتاژ پایین خود خاموش و روشن کنیم.

رله ما دارای 8 کانال است ، این بدان معناست که ما می توانیم تا 8 شیر برقی را به طور مستقل روشن و خاموش کنیم. هر کانال شامل 4 کانکتور است. 3 توسط مدار ولتاژ بالا استفاده می شود که بعداً خواهیم دید و 1 که یک پین IN در مدار ولتاژ پایین است که Pi خود را به آن متصل می کنیم. هنگامی که پین GPIO Pi 5 ولت را روی یک پین IN کانال مشخص ارسال می کند ، رله مدار 12 ولت مربوطه را روشن می کند.

در طرف ولتاژ پایین رله ، یک پین GND (زمین) وجود دارد که باید به زمین PI متصل کنیم و یک پین VVC برای قدرت 5 ولت از Pi.

با خاموش بودن Pi ، نمودار را دنبال کنید تا رله را با استفاده از کابل های بلوز به Pi متصل کنید. لازم نیست از پرش کننده های یک رنگ استفاده کنید ، اما ممکن است هنگام دنبال کردن تصاویر به شما کمک کند.

مرحله 3: اجازه دهید کمی سر و صدا ایجاد کنیم

ممکن است هنوز دستگاه طبل کامل ما نباشد ، اما در این مرحله ما نویز ایجاد می کنیم ، هرچند با کلیک بر روی رله. ما اسکریپت پایتون را برای برنامه ریزی الگوهای درام معرفی می کنیم ، این به ما این امکان را می دهد تا آنچه را که تاکنون انجام داده ایم آزمایش کنیم.

اسکریپت موجود است در اینجا یک اصل دارد.

Pi خود را راه اندازی کنید ، یک پایانه در Pi باز کنید و با اجرای برنامه اسکریپت را بارگیری کنید:

wget

ممکن است بخواهید کد و نظرات را بررسی کنید تا از عملکرد آن مطلع شوید ، اما اجازه دهید کمی لذت ببرید و آن را اجرا کنید:

python3 array-sequencer.py

اگر همه چیز طبق برنامه پیش رفت ، باید مخاطبین باز و بسته شدن رله را بشنوید و چراغ کانال مربوطه چشمک بزند. به متغیر توالی درون اسکریپت نگاه کنید تا بدانید چه اتفاقی می افتد - همه کانالها با هم فعال می شوند ، سپس هر کدام به صورت جداگانه فعال می شوند. تا زمانی که با فشردن Ctrl + C از اسکریپت خارج نشوید ، اجرا می شود.

قبل از شروع کار ، ایده خوبی است که هنگام اتصال سیم ها ، Pi را در صورت وجود هرگونه اتصال کوتاه تصادفی دوباره خاموش کنید.

مرحله 4: جنبه مثبت مدار ما را ایجاد کنید

برای تغذیه 8 شیر برقی با یک منبع تغذیه ، ما یک مدار موازی ایجاد می کنیم. می توانید نمودار مدار کامل 12 ولت را مشاهده کنید ، اما ما قدم به قدم آن را مرور می کنیم.

شما می توانید از تخته نان یا ورق ورق استفاده کنید ، اما من نوارهای ترمینال را انتخاب کردم زیرا ارزان هستند ، سیم ها را محکم نگه می دارند و همچنین هنگام ایجاد این دستگاه آهن لحیم کاری نداشتم.

به طور م ،ثر ، ما باید تمام سلونوئیدها و یک دیود برای هر یک از آن (بیشتر در مورد دیودها بعداً) به 1 سیم مثبت منبع تغذیه خود متصل کنیم.

با استفاده از برش ها ، نوار پایانه را خود ببرید تا یک بلوک 8 جفتی داشته باشید ، در قطعه پلاستیکی برش بزنید که دو بلوک را به هم متصل می کند. مراقب باشید هیچ فلزی را تراش ندهید.

اکنون باید تمام پایانه ها را در یک طرف نوار به هم وصل کنیم. از برش ها برای برش 7 قطعه سیم قرمز به طول حدود 35 میلی متر استفاده کنید ، سپس با استفاده از نوارهای سیمی حدود 5 میلی متر عایق را از هر سر هر سیم جدا کنید.

اکنون از سیم ها برای زنجیر زدن تمام پایانه ها در امتداد یک طرف نوار استفاده کنید و سیم ها را با استفاده از پیچ ها در جای خود نگه دارید. پیچ اول و آخر فقط 1 سیم دارد ، در حالی که بقیه 2 سیم دارند.

مرحله 5: سلونوئیدها و دیودها را اضافه کنید

از آنجایی که سلونوئیدها الکترومغناطیس هستند ، دیودها برای محافظت از مدار شما در برابر بازگشت به عقب توصیه می شوند (می توانید در اینجا در مورد آن بخوانید). بنابراین ما برای حفاظت از رله خود به هر شیر برقی دیود مخصوص خود را می دهیم.

در طرف مقابل نوار پایانه ای که در مرحله قبل به آن وصل کرده اید ، با اولین سوراخ شروع کنید. 1 سیم شیر برقی را وارد کنید ، سپس یک انتهای دیود را به یک سوراخ اضافه کنید. از آنجا که دیودها فقط جریان را به یک طرف مجاز می کنند ، مطمئن شوید که نوار نقره ای روی دیود به سمت نوار پایانه است. پیچ را محکم کنید تا آنها را در جای خود نگه دارد. فرآیند را برای 7 سوراخ باقی مانده تکرار کنید.

یکی از شیرهای برقی که دریافت کردم معیوب بود ، بنابراین در زمان گرفتن عکس آن را با مدل آمپر پایین تر که سیم آبی داشت عوض کردم.

مرحله 6: نوار پایانه منفی را به شیر برقی و دیودها وصل کنید

همانطور که با جنبه های مثبت آن کار کردیم ، 1 نوار ترمینال بگیرید و آن را برش دهید تا یک نوار دیگر از 8 جفت داشته باشید. دیودها و سلونوئیدها را به این نوار ترمینال بچسبانید تا نوار ترمینال plus را منعکس کند.

مرحله 7: سیم های اتصال رله را ایجاد کنید

ما تقریباً آماده اتصال رله هستیم ، اما ابتدا به چیزی برای اتصال آن نیاز داریم. 8 قطعه سیم سیاه را به طول 70 میلی متر برش دهید ، سپس هر انتهای آن را 5 میلی متر جدا کنید. هر سیم را به 8 اتصال دهنده باقیمانده در نوار پایانه منفی وصل کنید.

مرحله 8: اتصالات رایج رله را سیم کشی کنید

نگاهی به رله بیندازید که از طرف شما توسط بلوزها به Pi وصل شده است. هر کانال دارای 3 مخاطب است ، از چپ به راست آنها معمولاً باز (NO) ، معمولی (COM) و معمولاً بسته (NC) نامیده می شوند. ما فقط می خواهیم که سلونوئیدهای ما هنگامی که ولتاژ زیادی روی پین IN کانال ها وجود دارد روشن شوند ، بنابراین از تماس معمولاً باز استفاده خواهیم کرد. اگر بخواهیم از تماس معمولی بسته استفاده کنیم ، برعکس اتفاق می افتد - شیر برقی تا زمانی که ولتاژ بالا روی پین IN ارسال نشود ، روشن خواهد بود. ما همچنین از تماس مشترک برای تکمیل مدار استفاده خواهیم کرد.

از آنجا که این یک مدار موازی است ، ما تمام مخاطبین متداول روی رله را زنجیر می کنیم. 7 قطعه سیم سیاه را به طول 60 میلی متر برش دهید و از هر سر آن 5 میلی متر جدا کنید. در امتداد رله تمام اتصالات COM (وسط هر مجموعه 3 تایی) را به یکدیگر متصل کنید. اولین و آخرین فقط یک سیم ، بقیه 2 سیم خواهند داشت.

مرحله 9: رله را به بقیه مدار ما وصل کنید

اکنون وقت آن است که رله را به بقیه مدار خود وصل کنیم. انتهای بدون اتصال سیم سیاه از یک سر نوار پایانه منفی را بردارید و آن را به اولین یا آخرین مخاطبین معمولاً باز (NO) روی رله وصل کنید. این کار را برای 7 قطعه دیگر سیم تکرار کنید و هر سیم را به کنتاکت NO بعدی وصل کنید.

مرحله 10: منبع تغذیه 12 ولت را وصل کنید

در مرحله اول ، برای جلوگیری از هرگونه شوک ، مطمئن شوید که منبع تغذیه شما خاموش است و از برق جدا شده است.

منبع تغذیه من از eBay استفاده شده است و دوشاخه 12 ولت مردانه قبلاً خاموش شده است. با فرض اینکه هنوز پریز برق شما وجود دارد ، می توانید کانکتور DC متناظر زن را خریداری کنید ، یا دوشاخه را قطع کرده و آن را به 2 سیم مانند سیم من بازگردانید. در هر صورت ، شما نیاز به دو سیم قرمز (مثبت) و احتمالاً سفید (منفی) دارید. سیم مثبت منبع تغذیه را به اولین تماس روی بلوک پایانه مثبت و منفی را به اولین تماس مشترک روی رله وصل کنید. برای سهولت این کار ، از 150 میلی متر سیم قرمز و مشکی استفاده کردم که انتهای آنها بین اتصالات رفت و با استفاده از نوار ترمینال به هم متصل شد.

مرحله 11: آن را روشن کنید

با خاموش بودن منبع تغذیه ، همه اتصالات خود را سریع بررسی کنید. وقتی خوشحال شدید ، دوباره Pi را بوت کنید. دوباره اسکریپت مرحله 3 را اجرا کنید:

python3 array-sequencer.py

شیر برقی شما هنوز حرکت نمی کند ، اما باید صدای رله را بشنوید و روشن کنید همانطور که در مرحله 3 عمل کردید. عرضه! دوباره اسکریپت را اجرا کنید ، تمام شیر برقی های رقصنده شما باید زنده شوند. کار خوب!

من بدشانس بودم - همانطور که در ویدئو مشاهده می کنید یکی دیگر از شیرهای برقی من کار نمی کرد ، اما این تقصیر من بود زیرا قبلاً با محکم کردن پیچ ثابت ، یکی از آنها را خراب کردم.

مرحله 12: ویرایش Array-sequencer.py

کمی وقت بگذارید و با array-sequencer.py بازی کنید. برای ایجاد تغییر در اسکریپت از ویرایشگر مورد علاقه خود (نانو ، geany و غیره) استفاده کنید. سعی کنید موارد زیر را انجام دهید و پس از هر تغییر ، اسکریپت را دوباره اجرا کنید تا تأثیر آن را ببینید:

• برای افزایش سرعت ، متغیر bpm را از 120 به عدد دیگر ، مثلاً 200 تغییر دهید.
• در متغیر ترتیب ، برای نواختن درام بیشتر ، 0 را به 1 تغییر دهید.
• 3 خط آخر را قبل از براکت مربع بسته در متغیر ترتیب تکرار کنید تا ضربات بیشتری به حلقه اضافه شود

مرحله 13: دنبال کننده درام را نصب کنید

اکنون این زمانی است که همه چیز واقعاً سرگرم کننده می شود ، ما قصد داریم ترتیب سنج را روی Pi شما نصب کنیم. این به ما یک رابط وب می دهد که به پایتون اجازه می دهد پین های GPIO را روی سوکت های وب فعال کند.

کد منبع در Github در اینجا موجود است ، اما با فرض اینکه سیم کشی را در دستورالعمل دنبال کرده اید ، می توانیم نسخه پیش کامپایل شده را بارگیری و اجرا کنیم. یک پایانه روی Pi خود باز کنید و موارد زیر را اجرا کنید

# ایجاد و هدایت به یک فهرست برای پروژه ما

mkdir pibeat cd pibeat # بارگیری کد منبع wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # استخراج فایل ها tar -zxf pibeat.tar.gz # نیازهای python pip3 install -r مورد نیاز txt # وب سرور python3 server.py را اجرا کنید

در خروجی ، اگر همه چیز موفقیت آمیز باشد ، باید خروجی زیر را مشاهده کنید:

======== در حال اجرا در https://0.0.0.0:8080 ========

(برای خروج CTRL+C را فشار دهید)

آدرس IP Pi خود را پیدا کنید. یک مرورگر وب را باز کنید ، سپس IP را وارد کنید و به دنبال آن: 8080/index.html (این پورتی است که برنامه به آن گوش می دهد و پس از آن نام فایل) را در نوار آدرس وارد کنید. به عنوان مثال ، اگر آدرس IP Pi شما 192.168.1.3 است ، 192.168.1.3:8080/index.html را در نوار آدرس وارد کنید. ترتیب سنج درام ظاهر می شود.

دکمه پخش را فشار دهید و دستگاه درام شما باید شروع به پخش کند. تا زمانی که دلتان راضی است ، با دنبال کننده بازی کنید.

تا زمانی که یک مسیر شبکه به Pi شما وجود دارد ، می توانید از هر دستگاهی به رابط وب Pi دسترسی داشته باشید - آن را از طریق تلفن همراه یا رایانه لوحی خود امتحان کنید.

مرحله 14: ساخت طبل و مسکن خود

اینجاست که می توانید تعداد زیادی اسپاگتی الکترونیکی خود را به یک دستگاه طبل واقعی تبدیل کنید. همانطور که قبلاً گفته شد ، آنچه شما در اینجا انجام می دهید به شما بستگی دارد. تقریباً از هر چیزی که هنگام ضربه سر و صدا ایجاد می کند می توان استفاده کرد و جایی است که شما واقعاً می توانید پروژه خود را به چیزی منحصر به فرد خود تبدیل کنید.

من در اطراف خانه خود برای ایده هایی برای طبل هایی که بطری آبجو ، قوطی ، تکان دهنده ، سر بطری ها و قاشق ها را تهیه می کردم ، غوغا کردم. تور ماهیگیری در ساحل پیدا شد و زنگ میز و کاستانت تمساح از eBay آمد. من یک پیانو شکسته را در یک اسکیپ پیدا کردم ، این چکش بطری و قوطی را در اختیار داشت ، همراه با گیره چوبی برای نگه داشتن زنگ در جای خود و میله های فلزی برای چرخاندن و نگه داشتن قاشق ها در محل.

من هر درام را به یک جزء مستقل تبدیل کردم ، بنابراین اگر یکی از آنها بشکند یا از آن راضی نباشم ، می توانم آن را بدون سر و صدای زیاد با دیگری خاموش کنم.

سلونوئیدها دارای سوراخ های پیچ هستند که نیاز به پیچ M3 دارند. حفاری سوراخ ها در چوب کمی دشوار بود زیرا باید موقعیت را به درستی انجام دهید ، اما پیدا کردید که شیر برقی را در موقعیت خود نگه داشته و سپس حفره ها را قبل از حفاری به خوبی نشان دهید.

من بیشتر از MDF 6 میلی متری (برش های فروشگاه DIY محلی خود) برای طبل ها در کنار چند تکه چوب قراضه ، که با چسب یا پیچ نگه داشته می شوند ، استفاده کردم.

چکش های روی قوطی و بطری آبجو احتمالاً غیر ضروری هستند ، زیرا شما می توانید ضربه مستقیم را مستقیماً از شیر برقی دریافت کنید ، اما من می خواستم تا آنجا که ممکن است در دستگاه حرکت کنم تا از نظر بصری جالب شود.

مسکن

محفظه یک جعبه ساده خشن و آماده ساخته شده از تخته سه لا 3.6 میلی متر ، MDF 18 میلی متری و مقداری چوب نواری است. من تخته سه لا نازکی را برای جلوی جعبه می خواستم تا وقتی با قاشق ضربه می خورد طنین انداز شود ، اما انتخاب چوب عمدتا به وسیله آنچه در سوله داشتم و قسمت چوب قراضه در مغازه DIY محلی من انجام می شد. من یک پلت فرم در پایین جعبه برای نگهداری وسایل الکترونیکی و یک سکوی دیگر برای نگه داشتن طبل ها ساختم. برای ساخت جعبه:

1. 2 اندازه مساوی از MDF را برش دهید تا انتهای آن دو شود. 4 قطعه چوب استریپ (من از 34 میلی متر در 12 میلی متر استفاده کردم) 50 میلی متر کوتاهتر از عرض دلخواه جعبه 3. چوب استریپ را به دو انتهای MDF میخ بزنید تا شکل جعبه ایجاد شود. چوب نوار چوبی را در فاصله 1 سانتی متری از بالا و پایین جعبه قرار دهید. 2 تکه تخته سه لا را برش دهید تا با عرض و ارتفاع جعبه مطابقت داشته باشد. اینها را با میخ به mdf و stripwood به جلو و پشت جعبه وصل کنید. یک تکه تخته سه لا را برش دهید تا داخل جعبه جا بیفتد و قطعات چوبی نواری را برای نگه داشتن وسایل برقی روی آن قرار دهید. من نیمی از طول جعبه را ساخته ام. یک تکه تخته سه لا دیگر را بریزید تا درام ها را به آن وصل کنید. این روی قطعات بالای چوب نوار چوبی قرار می گیرد. سوراخی را در نزدیکی سکوی پایینی قطع کنید تا کابل های برق از طریق آن تغذیه شوند.

رنگ آمیزی

برای رنگ آمیزی ، من از لایه زیرین آکریلیک پرایمر و سپس گلدان های تستر Crown Matt استفاده کردم. گلدان های تستر راهی مناسب برای بدست آوردن رنگ های متنوع با قیمت ارزان هستند.

مرحله 15: بنشینید و لذت ببرید

و در آنجا آن را دارید ، یک دستگاه طبل بسیار زیبا. خلاصه دنباله در ویدیوی یوتیوب را می توانید در اینجا پیدا کنید.

اگر پیش می روید و خودتان این کار را انجام می دهید ، لطفاً به اشتراک بگذارید ، دوست دارم ببینم به چه نتیجه ای می رسید. خوش بگذره!