نگهدارنده تمپروم درامر: 30 قدم

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

مهمترین وظیفه یک درامر حفظ زمان است. این بدان معناست که مطمئن شوید ضرب آهنگ برای هر آهنگ ثابت می ماند.

Tempo Keeper Drummer's Tempo Keeper وسیله ای است که به نوازندگان طبل کمک می کند تا زمان بهتری را حفظ کنند. این شامل یک دیسک کوچک پیزو است که به سر طبل تله متصل می شود. هر بار که نوازنده طبل به طبل تله ضربه می زند ، دستگاه بر اساس زمان بین ضربه ها ضربه ها را در دقیقه نمایش می دهد. اگر گروه بطور ناخواسته شروع به افزایش یا کند شدن کند ، درامر بلافاصله آگاه می شود و می تواند یک اصلاح کوچک را برای حفظ سرعت ثابت انجام دهد.

در اجرای اخیر با گروهی که من برای آن درام می نوازم ، درامر دیگری از تماشاگران تصور می کرد گروه من در حال پخش در یک آهنگ کلیک است - مترونومی که هر ضربه را روی هدفونی که اعضای گروه می پوشند کلیک می کند - زیرا ضربات بسیار ثابت بود. در طول هر آهنگ چه تمجید و ادای احترامی به درامر Tempo Keeper!

مرحله 1: PARTS

در اینجا لیستی کامل از قطعات مورد نیاز برای ایجاد Drum Temp Keeper ، هزینه تقریبی و یادداشت هایی در مورد آنچه که من برای ایجاد معدن استفاده کردم وجود دارد. می توانید این قطعات را در وب سایت هایی مانند Amazon ، eBay ، Adafruit و SparkFun دریافت کنید. کم هزینه ترین قطعات معمولاً در eBay فروخته می شوند و از چین می آیند ، بنابراین رسیدن آنها چند هفته طول می کشد. اگر یک میکروکنترلر ارزان قیمت از چین دریافت می کنید (مانند من) باید از درایورهای متفاوتی استفاده کنید تا اینکه یک نام تجاری آردوینو از ایالات متحده بخرید. من اشاره کردم که برای بارگیری و نصب سایر درایورها باید چه کار کنید.

1. میکروکنترلر. من از کلون آردوینو نانو از چین استفاده کردم که هدرهایی که قبلاً لحیم شده بودند به همراه داشت. (4.50 دلار)

2. صفحه نمایش چهار رقمی. مطمئن شوید که یک صفحه نمایش چهار رقمی دارید که از چهار پین استفاده می کند. صفحه نمایش چهار رقمی 7 قسمتی دریافت نکنید زیرا به 12 پین نیاز دارد. (3.50 دلار)

3. محوطه پروژه. من از محوطه پروژه RadioShack 3 "x 2" x 1 "استفاده کردم. مطمئن شوید که پلاستیک است زیرا باید صفحه نمایش چهار رقمی را سوراخ کنید. (6.00 دلار)

4. Piezo از آنجا که این قسمت روی درام تله می نشیند و متحرک و لرزش زیادی دارد ، باید از پیزو با پوسته ای در اطراف آن استفاده کنید. نسخه های ارزان قیمت با روکش پلاستیکی وجود دارد ، اما من یکی را با بدنه ای قوی تر انتخاب کردم که برای وانت گیتار استفاده می شود. (10.00 دلار)

5. سیم فرمت برای پیزو. من از سیم معمولی 22 AWG استفاده کردم. (1.00 دلار)

6. مقاومت 10 کیلو اهم. 10K قهوه ای - مشکی - نارنجی - طلایی است. (0.25 دلار)

7. بسته باتری. این ساده ترین راه حل برای من بود زیرا من نمی خواستم با باتری های قلیایی دردسر داشته باشم ، این به عنوان پایه ای در زیر جعبه پروژه عمل می کند و برای همیشه دوام می آورد! برای چیزی کوچکتر ، احتمالاً می توانید از چند باتری سلول سکه ای استفاده کنید. (8.00 دلار)

8. کابل USB. این کابل برق Nano را از باتری تامین می کند و رابط بین رایانه شما و Nano را برای بارگذاری طرح ارائه می دهد. ($ 0.00 - همراه با میکروکنترلر)

9. تخته پرفکت. شما قطعات را به برد لحیم کرده و سپس فقط قسمتی را که استفاده می کنید برش دهید. (2.00 دلار)

10. تخته نان. من ابتدا نمونه اولیه این پروژه را با استفاده از تخته نان پلاستیکی و سیم های بلوز مونتاژ کردم. وقتی کار کردم درست کار کردم ، نسخه نهایی را به تخته پرفیو لحیم کردم. نیازی به انجام این کار ندارید ، اما توصیه می شود. (2.00 دلار)

11. Jumper Wires. برای مونتاژ ، آزمایش و لحیم کاری به چهار سیم زن به زن نیاز دارید. (1.00 دلار)

12. نوارهای Velcro. از velcro برای اتصال سنسور پیزو به درام تله استفاده کنید. همچنین می توانید از آن برای اتصال محوطه پروژه و بسته باتری استفاده کنید. (0.80 دلار)

کل هزینه تقریبی: 39.05 دلار

مرحله 2: ابزارها

در اینجا ابزارهایی که برای مونتاژ پروژه نیاز دارید آورده شده است

1. آهن لحیم کاری. هنگامی که نمونه اولیه کار می کند ، اجزا را از تخته نان به یک تخته پرفروش منتقل می کنید.

2. لحیم کاری. همان شماره 1

3. درمل یا ابزار مشابه. از این دستگاه برای برش ورق perf و ایجاد سوراخ در محوطه پروژه برای صفحه نمایش و پورت USB استفاده خواهید کرد.

4. نوار الکتریکی. سیمهای فرمت را به پیزو می چسبانید و سپس نوار برقی را در محلی که لحیم کرده اید می چسبانید.

5. پیچ گوشتی. برای باز کردن و سپس بستن محوطه پروژه به این مورد نیاز دارید.

6. کامپیوتر. شما طرح خود را روی رایانه می نویسید و آن را در میکروکنترلر بارگذاری می کنید.

7. نرم افزار Arduino IDE. (همچنین به عنوان یک ابزار مبتنی بر وب موجود است).

مرحله 3: چگونه کار می کند

قبل از جمع آوری آن ، درک نحوه عملکرد آن مفید است.

1. پیزو* یک جزء است که میزان ارتعاش را اندازه گیری می کند. ما پیزو را به درام تله و سیم های پیزو را به میکروکنترلر وصل می کنیم تا میزان ارتعاش موجود در درام تله را بخوانیم.

2. طرح میکروکنترلر پیزو را برای تعیین زمان ضربه به درام می خواند و زمان را ضبط می کند. دفعه بعد که بر طبل ضربه می زند ، به آن زمان اشاره می کند و تعداد ضربان در دقیقه را بر اساس این ضربه و ضربه قبلی محاسبه می کند.

3. ما همچنین یک صفحه نمایش دیجیتال را به میکروکنترلر متصل می کنیم. پس از محاسبه ضربان در دقیقه ، نتیجه را روی صفحه دیجیتال نمایش می دهد. می توانید آن قسمت از دستگاه را در هر مکانی که هنگام بازی برای شما قابل مشاهده است قرار دهید. معدن را کنار ارتفاع بالای زمین گذاشتم.

توجه: اگر در تله نوارهای چهارم را اجرا نمی کنید ، خواندن هر چیزی را که در حال پخش آن هستید نشان می دهد. منتظر بمانید تا به نواختن آهنگ آهنگ بازگردید تا سرعت آن مشخص شود.

* ما در این پروژه از پیزو به عنوان یک جزء INPUT برای اندازه گیری میزان ارتعاش استفاده می کنیم. در پروژه های دیگر ، وقتی از آن به عنوان یک جزء OUTPUT استفاده می کنید ، ارتعاش ایجاد می کند و به یک بلندگو تبدیل می شود!

مرحله 4: نمونه اولیه BREADBOARD

از آنجا که لحیم کاری بهترین استعداد من نیست ، ابتدا یک دستگاه اولیه را با استفاده از یک تخته پلاستیکی پلاستیکی و سیم های بلوز کنار هم قرار دادم تا از کارکرد آن اطمینان حاصل کنم. هنگامی که کار می کرد ، آن را به یک تخته پرفروش منتقل کردم و لحیم کردم. اگر شما یک سازنده با تجربه هستید ، می توانید این قسمت را نادیده بگیرید و به جای آن مستقیماً به یک تخته چسب لحیم کنید.

1. میکروکنترلر را در وسط تخته نان قرار دهید به طوری که یک ستون پلاستیکی وجود داشته باشد که پین های سمت چپ تخته و پین ها را در سمت راست تخته جدا کند. مطمئن شوید که پورت USB در لبه تخته نان قرار دارد و در وسط قرار ندارد ، همانطور که در تصویر نشان داده شده است.

مرحله 5: اتصال PIEZO

پیزو یک سنسور آنالوگ است زیرا مقداری بین 0 تا 1024 گزارش می کند ، بنابراین باید به پین آنالوگ در آردوینو متصل شود. من از اولین پین آنالوگ A0 استفاده کردم.

1. سیم مثبت (قرمز) پیزو را به پین A0 در آردوینو وصل کنید.

2. سیم منفی (سیاه) پیزو را به یکی از پایه های پایه (GND) در آردوینو وصل کنید.

مرحله 6: مقاومت اتصال

مقاومت را به همان پایه هایی که پیزو به آن متصل شده است (A0 و GND) وصل کنید

(مهم نیست که کدام طرف مقاومت به کدام پین متصل می شود ؛ آنها یکسان هستند.)

مرحله 7: CONNECT DISPLAY CLIN PIN

واحد نمایش چهار رقمی به دو پین دیجیتالی در آردوینو متصل می شود. من از دو پین دیجیتالی اول در نانو استفاده کردم که D2 و D3 هستند.

با استفاده از کابل زن به مرد ، پین CLK روی صفحه را به پین D3 در آردوینو وصل کنید

مرحله 8: پین DIO را روی صفحه نمایش متصل کنید

پین DIO روی صفحه را به پین D2 در آردوینو با استفاده از کابل زن به مرد وصل کنید

مرحله 9: اتصال VCC پین VCC

پین VCC روی صفحه را به پین برق 5 ولت آردوینو با استفاده از کابل زن به مرد وصل کنید

مرحله 10: پین GND صفحه نمایش را وصل کنید

1. پین GND روی صفحه نمایش را با استفاده از کابل زن به مرد به پین GND در آردوینو وصل کنید.

این تنها چیزی است که برای نمونه الکترونیکی وجود دارد

مرحله 11: CH340 DRIVERS را بارگیری کنید (اختیاری)

اگر از Arduino ارزان تری از چین استفاده می کنید ، احتمالاً از تراشه CH340 برای ارتباط با رایانه استفاده می کند. شما باید درایورهای آن تراشه را بارگیری و نصب کنید. می توانید درایورهای رسمی را از این سایت بارگیری کنید (اگر به دقت نگاه کنید صفحه به زبان انگلیسی و چینی است). با اجرای برنامه درایورها را روی رایانه خود نصب کنید.

مرحله 12: بارگیری کتابخانه نمایش دیجیتال (TM1637)

نمایشگر چهار رقمی از تراشه TM1637 استفاده می کند. شما باید کتابخانه ای را بارگیری کنید که نمایش اعداد در صفحه دیجیتالی را آسان کند. به https://github.com/avishorp/TM1637 بروید. Clone یا Download را انتخاب کرده و Download Zip را انتخاب کنید. فایل را در رایانه خود ذخیره کنید.

مرحله 13: نصب کتابخانه نمایش دیجیتالی

1. نرم افزار Arduino IDE را بر روی کامپیوتر خود اجرا کنید. این طرح کلی یک طرح خالی را ارائه می دهد.

2. Sketch | را انتخاب کنید شامل کتابخانه |. ZIP Library را اضافه کنید … و فایلی را که از Github بارگیری کرده اید برای نصب کتابخانه انتخاب کنید.

مرحله 14: برد و بندر ARDUINO را انتخاب کنید

1. آردوینو را با کابل USB به رایانه خود وصل کنید. سپس به Arduino IDE و طرح جدید باز شده بروید.

2. برد مناسب را انتخاب کنید ، برای مثال Arduino Nano.

3. پورتی را که آردوینو به کامپیوتر شما متصل است انتخاب کنید.

مرحله 15: طرح: پیش زمینه

1. برای تعیین اینکه آیا درام ضربه خورده است ، پین سنسور پیزو A0 را می خوانیم. پیزو میزان ارتعاش روی درام تله را اندازه گیری می کند و مقدار بین 0 (بدون ارتعاش) و 1024 (حداکثر ارتعاش) را به ما می دهد.

2. از آنجا که ممکن است برخی از ارتعاشات جزئی از موسیقی و سایر سازها وجود داشته باشد ، نمی توانیم بگوییم که هر گونه خواندن بالای صفر نشان دهنده ضربه به طبل است. وقتی قرائت پیزو را بررسی می کنیم باید مقداری نویز ایجاد کنیم. من این مقدار را THRESHHOLD می نامم و 100 را انتخاب کردم. این بدان معناست که هر قرائتی بالای 100 نشان دهنده ضربه به طبل است. هر چیزی 100 یا کمتر فقط نویز است. نکته: اگر دستگاه در هنگام عدم برخورد به درام نشان می دهد ، این مقدار را افزایش دهید.

3. از آنجا که ما در حال محاسبه ضربان در دقیقه هستیم ، باید زمان هر ضربه را به طبل پیگیری کنیم. میکروکنترلر تعداد میلی ثانیه هایی را که از زمان شروع به کار سپری شده است ، پیگیری می کند. این مقدار با تابع millis () که یک عدد صحیح طولانی است (نوع طولانی) در دسترس ما است.

مرحله 16: SKETCH: PRE-SETUP

موارد زیر را در بالای طرح ، بالای عملکرد راه اندازی ، تایپ کنید. (در صورت تمایل ، می توانید طرح نهایی را در پایان توضیحات بارگیری کنید).

1. ابتدا ، دو کتابخانه مورد نیاز خود را وارد کنید: TM1637Display که بارگیری کرده اید و math.h.

2. بعد ، پین هایی را که استفاده می کنیم تعریف کنید. اگر از مونتاژ دستگاه به یاد می آورید ، پین CLK پین دیجیتال 2 ، پین DIO پین دیجیتال 3 و پین Piezo A0 (آنالوگ 0) است.

3. در حال حاضر THRESHHOLD را 100 تعریف کنید.

4. سپس ، دو متغیر مورد نیاز برای طرح به نام خواندن (خواندن سنسور پیزو فعلی) و lastbeat (زمان سکته قبلی) ایجاد کنید.

5. در نهایت ، کتابخانه TM1637 را با ارسال شماره های پینی که از CLK و DIO استفاده می کنیم ، اولیه کنید.

// کتابخانه ها

#شامل #شامل // پین ها #تعریف CLK 2 #تعریف DIO 3 #تعریف PIEZO A0 #تعریف THRESHHOLD 100 // متغیرها در خواندن ؛ long lastBeat؛ // راه اندازی کتابخانه صفحه نمایش TM1637 نمایش صفحه نمایش (CLK ، DIO) ؛

مرحله 17: SKETCH: SETUP FUNCTION

اگر در حال ساختن طرح به صورت گام به گام هستید ، برای تابع setup () موارد زیر را تایپ کنید.

1. از عملکرد pinMode برای اعلام پین پیزو به عنوان یک پین INPUT استفاده کنید ، زیرا ما قصد داریم از آن بخوانیم.

2. از عملکرد setBrightness برای تنظیم صفحه نمایش دیجیتال در روشن ترین سطح استفاده کنید. از مقیاس 0 (حداقل روشن) تا 7 (روشن ترین) استفاده می کند.

3. از آنجایی که ما ضربه درام قبلی نداریم ، آن متغیر را روی زمان فعلی تنظیم کنید.

void setup () {

// تنظیم پین pinMode (PIEZO ، INPUT) ؛ // تنظیم روشنایی صفحه نمایش display.setBrightness (7)؛ // اولین ضربه را به عنوان lastBeat = millis () ضبط کنید؛ }

مرحله 18: SKETCH BODY: THE LOGIC

اگر در حال ساختن طرح به صورت مرحله به مرحله هستید ، تابع حلقه اصلی () را وارد کنید.

1. مقدار سنسور پیزو را بخوانید تا زمانی که سنسور مقداری بالاتر از آستانه را بخواند ، که نشان دهنده ضربه به درام تله است. زمان فعلی سکته مغزی را به این شکل ذخیره کنید.

2. سپس برای محاسبه ضربان در دقیقه ، تابع calcBPM را فراخوانی کنید. زمان این ضربه و زمان آخرین ضربه را برای محاسبه تابع عبور دهید. (مرحله بعدی شامل بدنه تابع است). نتیجه را در bpm ذخیره کنید.

3. در مرحله بعد ، با ارسال نتیجه به تابع از کتابخانه TM1347 به نام showNumberDec () ، ضربان در دقیقه را روی صفحه نمایش LED نشان دهید.

4. در نهایت ، زمان ضربه قبلی (lastbeat) را زمان این ضربه (thisbeat) قرار دهید و منتظر ضربه بعدی به طبل باشید.

حلقه خالی () {

// آیا ضربه درام دریافت کردیم؟ int piezo = analogRead (PIEZO) ؛ if (piezo> THRESHHOLD) {// زمان را ضبط کنید ، bpm را محاسبه کرده و نتیجه را به مدت طولانی نمایش دهید thisBeat = millis ()؛ int bpm = حساب BPM (thisBeat ، lastBeat) ؛ display.showNumberDec (ضربان در دقیقه) ؛ // thisBeat در حال حاضر lastBeat برای درام بعدی است lastBeat = thisBeat؛ }}

مرحله 19: طرح: ضربات محاسبه در هر دقیقه

نکته: این تابع را در بالای تابع setup در برنامه قرار دهید تا مجبور نباشید آن را دوبار اعلام کنید.

برای محاسبه نمونه به نمودار بالا مراجعه کنید.

1. یک عملکرد برای محاسبه ضربان در دقیقه (bpm) ایجاد کنید. زمان ضربه درام (thisTime) و زمان ضربه قبلی درام (lastTime) را به عنوان پارامترها بپذیرید.

2. زمان بین دو ضربه درام را کم کنید و همانطور که گذشت ، ذخیره کنید. تفاوت زمان تعداد ضربان (1) در میلی ثانیه (ms) را فراهم می کند.

3. ضربان در میلی ثانیه را به ضربان در دقیقه تبدیل کنید. از آنجا که 1000 میلی ثانیه در ثانیه وجود دارد ، 1000 را بر زمان بین دو ضربه تقسیم کنید تا ضربات (1) در ثانیه بدست آید. از آنجا که 60 ثانیه در دقیقه وجود دارد ، آن را در 60 ضرب کنید تا ضربان (1) در دقیقه به دست آید. نتیجه نهایی را گرد آورید تا یک عدد صحیح (عدد کامل) برگردد.

در صورت تمایل ، می توانید طرح نهایی را از این مرحله بارگیری کنید

int hesabBPM (long thisTime ، long lastTime طولانی) {

long elapsed = thisTime - lastTime؛ دو ضربه در دقیقه = دور (1000. / سپری شده * 60.) ؛ بازگشت (int) bpm ؛ }

مرحله 20: ذخیره و بارگذاری

1. در Arduino IDE ، File را انتخاب کرده و Save را انتخاب کنید. نام طرح خود را تایپ کرده و روی Save کلیک کنید تا طرح ذخیره شود (فقط باید اولین بار که آن را ذخیره می کنید نام آن را بگذارید).

2. Sketch را انتخاب کرده و Upload را انتخاب کنید تا طرح را در Arduino خود بارگذاری کرده و برای آزمایش آماده شوید.

مرحله 21: باتری را وصل کرده و پروتوتایپ را آزمایش کنید

قبل از جمع آوری نسخه نهایی دستگاه را آزمایش کنید.

1. بسته باتری را به میکروکنترلر t وصل کنید

2. پیزو را روی درام تله قرار دهید و آن را با انگشت خود در جای خود نگه دارید.

3. چند بار بر طبل تله ضربه بزنید و بررسی کنید که قرائت بر اساس ضربات درام شما ضربان در دقیقه را ارائه می دهد.

3. وقتی درست کار کرد ، می توانید نسخه نهایی را لحیم کنید.

مرحله 22: سیم های اتصال لحیم کاری به PIEZO

1. از آنجا که پیزو روی طبل تله قرار می گیرد و بقیه دستگاه در جای دیگری قرار می گیرد ، باید مقدار سیم را روی پیزو افزایش دهید. انتهای پیزو را به سه فوت سیم بچسبانید تا شل شدن بیشتری ایجاد شود.

نکته: اگر سیم فرمتان رنگی نیست ، سیم قرمز و پیسی را علامت بزنید.

مرحله 23: اجزای را به PERF BOARD منتقل کنید

در مرحله بعد ، مدار را از روی نان پلاستیکی به تخته پرف منتقل کرده و قطعات را لحیم کنید. نسخه لحیم کاری شده باید مشابه نسخه ورق نان باشد.

1. میکروکنترلر را از ورق پلاستیکی به برد پرف منتقل کنید ، مطمئن شوید که مجموعه پین های چپ و راست به هم متصل نشده اند و کانکتور USB در جهت درست قرار دارد. هر پین را به تخته پرف لحیم کنید.

2. سیمهای بلند پیزو را که وصل کرده اید (سیم سیاه به GND و سیم قرمز به A0) لحیم کنید.

3. مقاومت را به پین های مشابه پیزو لحیم کنید.

4. صفحه نمایش را همانطور که روی تخته نورد سیم کشی شده بود لحیم کنید (CLK تا D3 ؛ DIO تا D2 ؛ VCC به +5V و GND به GND).

مرحله 24: TRIM PERF BOARD

1. قسمتهای بلااستفاده برد برد را با دقت برش دهید تا میکروکنترلر در محوطه پروژه جا بگیرد.

مرحله 25: محاصره پروژه: اصلاح صفحه نمایش دیجیتال

1. از یک dremel یا ابزار مشابه برای برش یک سوراخ در بالای محوطه پروژه برای نصب صفحه نمایش دیجیتال استفاده کنید.

مرحله 26: محصور شدن پروژه: اصلاح USB

1. یک سوراخ در قسمت محوطه پروژه برای پورت USB برش دهید.

مرحله 27: محوطه پروژه: برش برای سیم های PIEZO

در طرف مقابل از محل اتصال USB میکروکنترلر ، یک شکاف کوچک برای سیمهای پیزو برش دهید.

مرحله 28: جمع آوری واحد نهایی

1. صفحه نمایش را در بالای محوطه پروژه نصب کنید تا در حفره ای که ایجاد کرده اید جا بیفتد.

2. برد پرف را با میکروکنترلر در قسمت پایین محوطه پروژه نصب کنید تا پورت USB از طریق سوراخی که ایجاد کرده اید قابل دسترسی باشد.

نکته: من یک تکه چوب پنبه کوچک را بین دو تخته گذاشتم تا به هم دست نزنند.

مرحله 29: پیچ پروژه را به هم متصل کنید

سیم های پیزو را از طریق شکافی که ایجاد کرده اید وصل کنید و محوطه پروژه را به هم وصل کنید.

مرحله 30: نصب پیزو و آزمایش

1. پیزو را با استفاده از نوارهای Velcro روی سر طبل تله سوار کنید.

2. لطفاً بقیه دستگاه را روی زمین یا مکان دیگری قرار دهید که هنگام نواختن طبل به راحتی قابل مشاهده است.

3. با افزایش مهارت های زمان سنجی ، هم گروهان خود را تحت تأثیر قرار دهید!