نمونه اولیه Soundboard Arduino-Raspberry Pi: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

نمونه اولیه کمان صوتی ایجاد شده با آردوینو و رزبری پای راهی ساده برای پخش 4 صدا یا صداهای مختلف است در حالی که می توانید مجموعه صدا را با دستگیره تغییر دهید و مجموعه صدای فعلی را با صفحه LCD نمایش دهید.

*لطفاً توجه داشته باشید: کد پروژه 99٪ کامل است ، اما کاربردی نیست.

رزبری پای صفحه LCD 16x2 و رمزگذار چرخشی را کنترل می کند در حالی که آردوینو ورودی های آنالوگ مقاومت های حساس به نیرو (FSR) را می خواند و سیگنالی را برای پخش صدا به آردوینو ارسال می کند. هر دوی ما قبلاً در این کلاس از آردوینو یا Pi استفاده نکرده بودیم ، اما استاد ما همه ابزارها و راهنمایی های لازم را به ما داد تا بتوانیم به راحتی این پروژه را کدگذاری و بسازیم. TinkerCad ، یک ابزار آنلاین رایگان مدل سازی سه بعدی توسط AutoDesk ، برای مدل سازی پروژه ما استفاده شد.

دشوارترین قسمت پروژه یافتن راهی برای ارتباط Arduino و Raspberry Pi با ارتباط سریال بود. ما در ابتدا فقط می خواستیم از Pi برای کل پروژه استفاده کنیم ، اما برای خواندن سیگنال آنالوگ از FSR ها به Arduino نیاز داشتیم. ما به راحتی قادر به ارسال خطوطی از کلمات یا اعداد از آردوینو و نمایش آن بر روی Pi بودیم ، اما مسئله زمانی مطرح شد که سعی کردیم این مقادیر را در پایتون بخوانیم و آنها را در دستورات شرط برای پردازش آنها پیاده سازی کنیم.

مهارت های مورد نیاز

• درک ساده C/C ++ برای برنامه نویسی آردوینو
• درک ساده پایتون برای برنامه نویسی رزبری پای
• آشنایی با نحوه سیم کشی یک تخته نان
• مهارت های اولیه مدل سازی سه بعدی
• تمایل به یادگیری و توسعه برنامه نویسی ، سیم کشی و ساختن چیزی به طور مرتب

لیست قسمت ها

1 عدد تمشک پای 3

1 x Elegoo Uno یا Arduino Uno

تخته نان 1 x 830 کراوات

1 x GPIO Breakout Board (RSP-GPIO)

1 عدد کابل روبان برای برد برک آوت

4 مقاومت کوچک حساس به نیروی کوچک

1 x صفحه اصلی LCD 16x2 کاراکتر

1 عدد ماژول رمزگذار روتاری

24 x سیم نر به زن

10 x سیم نر به نر

مقاومت 4 x 10k

پتانسیومتر 1 x 10k

1 عدد زانو پد باغ (فروشگاه دلار)

مرحله 1: FSR را با آردوینو آزمایش کنید

ابتدا تصمیم گرفتیم FSR را با آردوینو امتحان کنیم. FSR ها یک سیگنال آنالوگ ارسال می کنند و بنابراین ما مجبور شدیم از آردوینو استفاده کنیم زیرا Pi بدون مدارهای دیگر آنالوگ را دریافت نمی کند. ما می خواستیم آستانه ها را آزمایش کنیم تا مطمئن شویم که پرس ها تحت فشار خوبی هستند. ما دریافتیم که این عدد حدود 150 از مجموع 1000 مورد است. پلاتر سریال در IDE آردوینو برای این مرحله بسیار مفید بود.

مرحله 2: برنامه های هیئت مدیره را ترسیم کنید

سپس برنامه ها را برای هیئت مدیره ترسیم و اندازه گیری کردیم. ما می خواستیم 4 پد برای پخش صداها ، یک نقطه برای صفحه LCD برای نمایش گروه صوتی فعلی و یک رمزگذار دوار برای تغییر گروه صدا داشته باشیم.

مرحله 3: برد را در TinkerCad مدل کنید

پس از تدوین برنامه ها ، ما تخته را از یک وب سایت آنلاین و رایگان مدل سازی سه بعدی به نام TinkerCad توسط Autodesk مدل کردیم. ما آن را به شما توصیه می کنیم که نمی خواهید پول زیادی صرف نرم افزارهای بزرگ مدل سازی سه بعدی کنید زیرا استفاده از آن آسان است ، بر اساس ابر است و از چاپ سه بعدی پشتیبانی کامل دارد.

پس از مدلسازی ، باید آن را به 2 قسمت تقسیم کنیم تا روی چاپگر جا شود. این بسیار خوب چاپ شد ، اما اشتباه من این بود که اندازه شکاف صفحه LCD را خیلی خوب نکردم (این اشتباه را نکنید!) ما در سمت چپ و راست فایل های. STL را بارگذاری کرده ایم اگر می خواهید آنها را بررسی کنید.

مرحله 4: صفحه LCD را آزمایش کنید

ما قبلاً از صفحه نمایش در آردوینو استفاده کرده بودیم و راه اندازی آن بسیار آسان بود. با این حال ، اجرای آن با Pi دشوارتر بود. با چندین ساعت عیب یابی در Google و خرابکاری با سیم ، سرانجام کار را شروع کردیم. لطفاً کد پایانی پایتون را در انتها ببینید تا نحوه عملکرد آن را ببینید. ما از چند وب سایت برای کمک به ما در سیم کشی و نوشتن کد استفاده کردیم. آنها را بررسی کنید:

learn.adafruit.com/drive-a-16x2-lcd-direct…

www.raspberrypi-spy.co.uk/2012/07/16x2-lcd…

مرحله 5: رمزگذار روتاری را با صفحه LCD تست کنید

سپس می خواستیم ببینیم آیا می توانیم صفحه LCD را هنگام چرخاندن رمزگذار ، متن آن تغییر دهیم. رمزگذار مقدار مشخصی از زاویه یا چرخش ندارد ، بنابراین در کد ما تعداد دفعات چرخش در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت را شمردیم و آن را تا 3 شمردیم. اگر زیر 0 باشد ، به 3 باز می گردد. این اعداد را می توان برای هر تعداد مجموعه صدا که دوست دارید تنظیم کرد ، اما ما فقط یک مجموعه صدا را آزمایش کردیم. مطمئن شوید که صداهای شما در همان پوشه/محل قرارگیری محل اجرای کد اصلی پایتون قرار دارند.

مرحله 6: هیئت مدیره را جمع کنید

FSR ها در زیر چهار شکاف مختلف قرار می گیرند. ما آنها را متمرکز کردیم و آنها را ضبط کردیم. ما نوار چسب یا حتی چسباندن را توصیه می کنیم زیرا اسکاچ ساده در چسبیدن به مواد چاپ سه بعدی وحشتناک بود. پس از یک سفر سریع به فروشگاه دلار ، ما یک پد زبر باغی نرم و در عین حال پیچدار پیدا کردیم که می توانیم آن را به چهار قسمت تقسیم کنیم تا به عنوان دکمه روی تخته استفاده شود. آنها را طوری برش می دهیم که بتوانند محکم در نقاط خود قرار بگیرند تا بتوانند در جای خود بمانند ، اما در صورت نیاز به راحتی برداشته شوند.

مرحله 7: همه چیز را سیم کشی کنید

پس از مونتاژ برد و قرار دادن FSR ها ، رمزگذار و صفحه در محل ، همه چیز را سیم کشی کردیم. شما می توانید از 2 تخته نان استفاده کنید ، اما ما توانستیم همه چیز را روی یک قرار دهیم. تصویر شبیه به هم ریختگی به نظر می رسد ، اما ما یک نمودار کلی را در یک برنامه رایگان به نام Fritzing تهیه کردیم. توجه داشته باشید که می توانید پین هایی را که می خواهید همه چیز را به آن وصل کنید تغییر دهید ، اما نمودار با کد ما مطابقت دارد.

مرحله 8: برنامه نویسی همه چیز را به پایان برسانید

این قسمت مشکل بود همانطور که در مقدمه گفته شد ، ما نمی توانیم این قسمت را تکمیل کنیم. کد 99 all در آنجا وجود دارد ، اما قسمتی که کار نمی کند ، ارتباط سریال از Arduino به Pi بود. وقتی آردوینو را با کابل USB به Pi متصل کردیم ، می توانیم اطلاعات را به راحتی ارسال کنیم ، اما Pi نمی تواند کاری انجام دهد جز نمایش این اطلاعات روی صفحه. ما می خواستیم بتوانیم بگوییم کدام دکمه فشار داده شده است و صدای خاصی را پخش می کند ، اما داده هایی که از طریق ارتباطات می آیند نمی توانند در دستور شرط قرار گیرند تا آزمایش شود چه دکمه ای فشار داده شده است.

لطفاً کد پیوست را مشاهده کنید ، یادداشت ها در کد پایتون برای Pi توضیح داده شده است. کد آردوینو باید 100٪ باشد.

مرحله 9: نتیجه گیری

به طور کلی ، این پروژه برای ما دو نفر یک تجربه یادگیری بزرگ بود و ما امیدواریم که این نوشتار بتواند به دانش آموزان ، معلمان یا صاحب نظران آینده الهام بخش برای پروژه خود باشد و آنها را با یادگیری از اشتباهات ما راهنمایی کند. فریاد بزنید استاد روباتیک فوق العاده ما که در طول زمان ما در کلاس بسیار کمک کرد و به ما این فرصت را داد که در کلاس COMP ارشد لذت ببریم و چیزهای زیادی یاد بگیریم! ممنون که خواندید:)