Một máy trống rác có hỗ trợ Raspberry Pi: 15 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Tài liệu có thể hướng dẫn này sẽ hướng dẫn bạn cách tạo một máy đánh trống rô-bốt chạy bằng Raspberry Pi. Nó thực sự là một dự án vui nhộn, sáng tạo, tương tác. Tôi sẽ chỉ cho bạn cách tạo ra hoạt động nội bộ, nhưng trống thực tế sẽ phụ thuộc vào bạn, mang đến cho bạn cơ hội để tạo ra thứ gì đó hoàn toàn độc đáo cho riêng bạn. Đối với chiếc máy của mình, tôi đã sử dụng nhiều vật dụng tìm thấy nhất có thể… búa từ một cây đàn piano được cứu từ những người hàng xóm của tôi bỏ qua, một lưới đánh cá tôi tìm thấy trên bãi biển, một lon đậu nướng rỗng, thìa gỗ, một chai bia rỗng, nắp chai bia và chuông để bàn trong số những thứ khác, nhưng hãy để trí tưởng tượng của bạn phát điên lên - xem những gì bạn có xung quanh nhà, chỉ có thể sử dụng bất cứ thứ gì tạo ra tiếng ồn khi bị đánh và nó sẽ thực sự biến dự án của bạn thành của riêng bạn. bạn có 2 lựa chọn:

• Trình tự bước dựa trên trình duyệt mà tôi gọi là PiBeat - Đây là một điều thú vị tuyệt vời và cho phép bạn điều khiển máy trống của mình một cách tương tác từ Pi hoặc bất kỳ thiết bị nào trên cùng một mạng (chẳng hạn như điện thoại, máy tính bảng hoặc máy tính của bạn). Chúng tôi sẽ cài đặt nó trên Pi của bạn sau, nhưng bạn có thể xem bản xem trước ở đây và mã có trong GitHub tại đây.
• Tập lệnh python để lập trình mẫu trống. Đây là một cách tuyệt vời để tạo ra một nhịp điệu để bạn có thể hòa vào cây đàn guitar của mình, v.v.

Tôi cố gắng giảm chi phí và như bạn sẽ thấy trong bước tiếp theo, không cần các công cụ chuyên dụng đắt tiền. Tôi cũng đã cố gắng giải thích cách mọi thứ hoạt động trong từng bước, khiến nó trở thành một dự án tuyệt vời ngay cả khi bạn là một người mới tương đối với thế giới của Pi, mã hóa và điện tử và với ngân sách hạn chế.

OK, bắt đầu làm việc!

Bước 1: Đi mua sắm

Để xây dựng cơ chế nội bộ, bạn sẽ cần:

• 1x 40 Pin Raspberry Pi với Raspbian được cài đặt trên SD, có cáp nguồn và khả năng kết nối vào nó (Tôi đã sử dụng Raspberry Pi Zero Wireless với đầu cắm được hàn sẵn từ ModMyPi)
• Rơ le 1x 5v 8 kênh
• 1x Gói dây nhảy từ nữ đến nữ (cần 10 dây)
• 2x 3 Amp
• Nguồn điện 1x 12v 10a
• 8x 12v 2a Solenoids
• Điốt chỉnh lưu 8x 1N5401
• 50cm của cáp 0,5mm (Tôi đã loại bỏ các lõi từ một số cáp lõi đôi vì đó là một cách hiệu quả về chi phí để có được lõi màu đỏ, đen và lõi đôi), mặc dù bạn chỉ có thể sử dụng 1 màu nếu muốn. Bạn có thể không mua chiều dài lớn hơn tùy thuộc vào ngôi nhà bạn muốn xây.

Bạn cũng sẽ cần các công cụ sau:

• Máy cắt dây
• Dụng cụ tuốt dây
• Tua vít đầu dẹt nhỏ, khoảng 3mm
• Tùy thuộc vào dải thiết bị đầu cuối bạn nhận được, bạn cũng có thể cần một trình điều khiển vít đầu chữ thập nhỏ

Tôi chưa liệt kê bất kỳ bộ phận hoặc công cụ nào để chế tạo trống và bất kỳ bộ phận nào mà bạn không nên đặt nó vào. Tôi sẽ chỉ cho bạn cách tôi tạo ra trống sau, nhưng như đã nói trước đây, tôi sẽ để phần đó tùy theo trí tưởng tượng của bạn.

Bước 2: Nối dây Pi vào rơ le

Điện áp tối đa được cung cấp bởi các chân trên Pi là 5v. Chúng tôi có thể mua các solenoid 5v và cấp nguồn trực tiếp từ Pi, nhưng điều đó sẽ không mang lại hiệu quả lớn cho nhu cầu máy trống của chúng tôi. Do đó, chúng tôi đang sử dụng một rơ le cho phép chúng tôi bật và tắt mạch điện áp cao hơn (trong trường hợp của chúng tôi là mạch 12v có chứa đế 12v của chúng tôi) từ mạch GPIO điện áp thấp hơn của chúng tôi.

Rơ le của chúng tôi có 8 kênh, điều này có nghĩa là chúng tôi có thể bật và tắt tối đa 8 solenoids một cách độc lập. Mỗi kênh chứa 4 đầu nối; 3 được sử dụng bởi mạch điện áp cao mà chúng ta sẽ thấy ở phần sau, và 1 là chân 'IN' trên mạch điện áp thấp hơn mà chúng ta sẽ kết nối Pi của mình với. Khi chân GPIO của Pi gửi 5v trên một chân IN kênh nhất định, rơle sẽ bật mạch 12v tương ứng.

Ở phía hạ áp của rơ le, cũng có một chân GND (nối đất) mà chúng ta cần kết nối với đất của PI, và một chân VVC cho nguồn 5v từ Pi.

Khi Pi đã tắt, hãy làm theo sơ đồ để kết nối rơ le với Pi bằng cáp nhảy. Bạn không nhất thiết phải sử dụng jumper cùng màu, nhưng nó có thể hữu ích khi làm theo các hình ảnh.

Bước 3: Hãy tạo ra tiếng ồn

Nó có thể chưa phải là máy trống hoàn chỉnh của chúng tôi, nhưng trong bước này, chúng tôi sẽ tạo ra một số tiếng ồn, mặc dù có tiếng nhấp chuột từ rơ le. Chúng tôi sẽ giới thiệu tập lệnh python để lập trình các mẫu trống, điều này sẽ cho phép chúng tôi kiểm tra những gì chúng tôi đã làm cho đến nay.

Tập lệnh có sẵn có một ý chính ở đây.

Khởi động Pi của bạn, mở một thiết bị đầu cuối trên Pi và tải xuống tập lệnh bằng cách chạy:

wget

Bạn có thể muốn xem qua mã và nhận xét để biết nó hoạt động gì, nhưng hãy để có được sự hài lòng và chạy nó:

python3 array-sequencer.py

Nếu mọi việc diễn ra như kế hoạch, bạn sẽ nghe thấy các điểm tiếp xúc trong rơ le đóng mở và đèn trên kênh tương ứng nhấp nháy. Hãy xem biến trình tự bên trong tập lệnh để biết điều gì đang xảy ra - tất cả các kênh sẽ được kích hoạt cùng nhau, sau đó từng kênh sẽ được kích hoạt riêng lẻ. Nó sẽ tiếp tục chạy cho đến khi bạn thoát khỏi tập lệnh bằng cách nhấn Ctrl + C.

Trước khi tiếp tục, bạn nên tắt Pi một lần nữa nếu không xảy ra bất kỳ sự cố ngắn mạch nào khi nối dây mọi thứ.

Bước 4: Tạo mặt tích cực của mạch của chúng ta

Để cấp nguồn cho 8 solenoids với một nguồn điện, chúng ta sẽ tạo ra một mạch song song. Bạn có thể xem sơ đồ của mạch 12v đã hoàn thành, nhưng chúng ta sẽ đi từng bước một.

Bạn có thể sử dụng breadboard hoặc perfboard, nhưng tôi đã chọn dải đầu cuối vì chúng rẻ, giữ chặt dây và tôi cũng không có mỏ hàn khi tạo ra thứ này.

Một cách hiệu quả, chúng ta cần kết nối tất cả các solenoid và một diode cho mỗi solenoid (sẽ nói thêm về các diode sau) với 1 dây dương của nguồn điện của chúng ta.

Sử dụng máy cắt, cắt riêng dải thiết bị đầu cuối để bạn có một khối gồm 8 cặp, cắt ở bit nhựa nối hai khối với nhau. Hãy cẩn thận để không cắt bất kỳ kim loại nào.

Bây giờ chúng ta cần nối tất cả các thiết bị đầu cuối xuống một bên của dải. Sử dụng máy cắt để cắt 7 đoạn dây màu đỏ dài khoảng 35mm, sau đó dùng kìm tước dây để loại bỏ khoảng 5mm cách điện từ mỗi đầu của mỗi dây.

Bây giờ sử dụng dây để xâu chuỗi tất cả các đầu cuối lại với nhau dọc theo một bên của dải, giữ các dây tại chỗ bằng cách sử dụng các vít. Ốc vít đầu tiên và cuối cùng sẽ chỉ có 1 dây, trong khi phần còn lại sẽ có 2.

Bước 5: Thêm Solenoids và Điốt

Vì solenoit là nam châm điện, nên điốt được khuyên dùng để bảo vệ mạch của bạn khỏi hiện tượng bay ngược (bạn có thể đọc chuyên sâu về điều đó tại đây). Do đó, chúng tôi sẽ cung cấp cho mỗi diode điện từ riêng của nó để bảo vệ rơle của chúng tôi.

Ở phía đối diện của dải đầu cuối mà bạn đã đấu dây với nhau ở bước trước, bắt đầu với lỗ đầu tiên. Cắm 1 dây của điện từ, sau đó thêm vào và một đầu của điốt vào cùng một lỗ. Vì điốt chỉ cho phép dòng điện chạy theo một chiều, nên đảm bảo rằng sọc bạc trên điốt hướng về dải đầu cuối. Vặn vít để giữ chúng cố định. Lặp lại quy trình cho 7 lỗ còn lại.

Một trong những bộ sạc duy nhất mà tôi nhận được bị lỗi, vì vậy tại thời điểm chụp ảnh, tôi đã đổi nó cho một mẫu amp thấp hơn có dây màu xanh lam.

Bước 6: Kết nối dải thiết bị đầu cuối âm với Solenoid và điốt

Như chúng ta đã làm với mặt tích cực, lấy 1 dải đầu cuối và cắt nó xuống để bạn có một dải 8 cặp khác. Vặn các điốt và đế cắm vào dải đầu cuối này để nó phản chiếu dải đầu cuối cộng.

Bước 7: Tạo dây kết nối chuyển tiếp

Chúng tôi gần như đã sẵn sàng để kết nối rơ le, nhưng trước tiên chúng tôi cần một cái gì đó để kết nối nó. Cắt 8 đoạn dây đen dài khoảng 70mm, sau đó dải khoảng 5mm ở mỗi đầu. Gắn mỗi dây vào 8 đầu nối còn lại trên dải cực âm.

Bước 8: Nối dây các đầu nối chung của rơle

Hãy nhìn vào rơ le giữ bên được kết nối bởi jumper với Pi cách xa bạn. Mỗi kênh có 3 tiếp điểm, từ trái sang phải chúng được gọi là thường mở (NO), chung (COM) và thường đóng (NC). Chúng tôi chỉ muốn các solenoids của chúng tôi bật khi có điện áp cao trên chân IN của các kênh, vì vậy sẽ sử dụng tiếp điểm thường mở. Nếu chúng ta sử dụng tiếp điểm thường đóng thì điều ngược lại sẽ xảy ra - bộ điện từ sẽ bật cho đến khi điện áp cao được gửi trên chân IN. Chúng tôi cũng sẽ sử dụng tiếp điểm chung để hoàn thành mạch.

Vì đây là một mạch song song, chúng tôi sẽ nối chuỗi tất cả các tiếp điểm chung trên rơle. Cắt 7 đoạn dây đen dài khoảng 60mm và cắt bỏ 5mm mỗi đầu. Làm việc dọc theo rơ le kết nối tất cả các tiếp điểm COM (giữa của mỗi bộ 3) với nhau. Đầu tiên và cuối cùng sẽ chỉ có một dây, phần còn lại sẽ có 2.

Bước 9: Kết nối rơ le với phần còn lại của mạch của chúng tôi

Bây giờ đã đến lúc kết nối rơ le với phần còn lại của mạch của chúng ta. Lấy đầu không gắn của đoạn dây màu đen từ một đầu của dải cực âm và nối nó với đầu tiếp điểm đầu tiên hoặc cuối cùng của tiếp điểm thường mở (NO) trên rơ le. Lặp lại điều này cho 7 đoạn dây khác, kết nối mỗi dây với tiếp điểm NO tiếp theo.

Bước 10: Kết nối nguồn điện 12v

Đầu tiên, để tránh bị điện giật, hãy đảm bảo rằng nguồn điện của bạn đã được tắt và rút phích cắm khỏi nguồn điện.

Nguồn điện của tôi được sử dụng từ eBay với phích cắm nam 12v đã bị ngắt. Giả sử bạn vẫn còn phích cắm, bạn có thể mua đầu nối DC nữ phù hợp hoặc cắt phích cắm ra và dải lại thành 2 dây như của tôi. Dù bằng cách nào, bạn cần phải kết thúc với 2 dây, màu đỏ (dương) và có thể là màu trắng (âm). Nối dây dương của nguồn điện với tiếp điểm đầu tiên trên khối cực dương và cực âm với tiếp điểm chung đầu tiên trên rơ le. Để làm cho việc này dễ dàng hơn, tôi đã sử dụng khoảng 150mm dây màu đỏ và đen với các đầu được tước bỏ để đi giữa các kết nối và được kết nối bằng dải đầu cuối.

Bước 11: Bắn lên

Khi nguồn điện của bạn vẫn bị tắt, hãy kiểm tra nhanh tất cả các kết nối của bạn. Sau khi hài lòng, hãy khởi động lại Pi. Chạy lại tập lệnh từ bước 3:

python3 array-sequencer.py

Các solenoids của bạn vẫn chưa di chuyển, nhưng bạn sẽ nghe thấy tiếng nhấp chuột chuyển tiếp và sáng lên giống như bạn đã làm trong bước 3. Chấm dứt tập lệnh (Ctrl + C), và bây giờ là thời điểm bạn đã chờ đợi - bật nguồn cung cấp! Chạy lại kịch bản, tất cả các ca khúc nhảy múa của bạn giờ đây sẽ trở nên sống động. Làm tốt lắm!

Tôi đã không may mắn - như bạn có thể thấy trong video, một trong những ống dẫn duy nhất của tôi không hoạt động, nhưng đây là lỗi của tôi vì trước đây tôi đã làm hỏng một chiếc ống dẫn do siết quá chặt một chốt cố định.

Bước 12: Chỉnh sửa Array-sequencer.py

Hãy dành một chút thời gian để chơi với array-sequencer.py. Sử dụng trình chỉnh sửa yêu thích của bạn (nano, geany, v.v.) để thực hiện các thay đổi đối với tập lệnh. Hãy thử làm như sau và chạy lại tập lệnh sau mỗi lần thay đổi để xem hiệu quả của nó:

• Thay đổi biến bpm từ 120 thành một số khác, chẳng hạn như 200 để tăng nhịp độ.
• Trong biến thứ tự, thay đổi một số số 0 thành số 1 để chơi nhiều trống hơn.
• Nhân đôi 3 dòng cuối cùng trước dấu ngoặc vuông đóng trong biến thứ tự để thêm nhiều nhịp hơn vào vòng lặp

Bước 13: Cài đặt Drum Sequencer

Bây giờ đây là lúc mọi thứ trở nên thực sự vui vẻ, chúng tôi sẽ cài đặt bộ tuần tự vào Pi của bạn. Điều này sẽ cung cấp cho chúng ta một giao diện web cho phép Python kích hoạt các chân GPIO trên các ổ cắm web.

Mã nguồn có sẵn trong Github ở đây, nhưng giả sử bạn đã làm theo cách nối dây trong Có thể hướng dẫn, chúng tôi có thể tải xuống và chạy phiên bản biên dịch trước. Mở một thiết bị đầu cuối trên Pi của bạn và chạy như sau

# Tạo và điều hướng vào một thư mục cho dự án của chúng tôi

mkdir pibeat cd pibeat # Tải xuống mã nguồn wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Giải nén tệp tar -zxf pibeat.tar.gz # Cài đặt yêu cầu python pip3 cài đặt -r yêu cầu. txt # Chạy máy chủ web python3 server.py

Trong đầu ra, nếu tất cả đều thành công, bạn sẽ thấy kết quả sau:

======== Chạy trên https://0.0.0.0:8080 ========

(Nhấn CTRL + C để thoát)

Tìm địa chỉ IP của Pi. Mở trình duyệt web, sau đó nhập IP theo sau: 8080 / index.html (đây là cổng mà ứng dụng đang lắng nghe, theo sau là tên tệp) vào thanh địa chỉ. Ví dụ: nếu địa chỉ IP của Pi của bạn là 192.168.1.3, hãy nhập 192.168.1.3:8080/index.html vào thanh địa chỉ. Bộ chỉnh âm trống sẽ xuất hiện.

Nhấn nút phát và máy trống của bạn sẽ bắt đầu chơi. Chơi xung quanh với trình tự sắp xếp cho đến khi trái tim của bạn hài lòng.

Miễn là có một tuyến mạng đến Pi của bạn, bạn có thể truy cập giao diện web của Pi từ bất kỳ thiết bị nào - hãy thử nó từ điện thoại di động hoặc máy tính bảng của bạn.

Bước 14: Xây dựng Trống và Nhà ở của bạn

Đây là nơi bạn có thể biến đống mì Ý điện tử của mình thành một chiếc máy đánh trống thực thụ. Như đã nói trước đây, những gì bạn làm ở đây là tùy thuộc vào bạn. Chỉ có thể sử dụng bất cứ thứ gì gây ra tiếng ồn khi bị đánh và là nơi bạn thực sự có thể biến dự án của mình thành một thứ gì đó độc đáo đối với bạn.

Tôi đã lục lọi khắp nhà để tìm ý tưởng cho những chiếc thùng phuy cung cấp chai bia, lon, bình lắc, nắp chai và thìa. Lưới đánh cá được tìm thấy trên bãi biển, chuông để bàn và cá sấu castanet đến từ eBay. Tôi tìm thấy một cây đàn piano bị hỏng trong một lần bỏ qua, điều này cung cấp búa cho chai và lon, cùng với chốt gỗ để giữ chuông tại chỗ và các thanh kim loại để xoay và giữ thìa tại chỗ.

Tôi đã làm cho mỗi chiếc trống thành một thành phần độc lập, vì vậy nếu một chiếc bị hỏng hoặc tôi không hài lòng với nó, tôi có thể chuyển nó bằng một chiếc trống khác mà không quá phiền phức.

Các solenoids đi kèm với các lỗ bu lông yêu cầu bu lông M3. Việc khoan các lỗ vào gỗ là một chút khó khăn vì bạn phải có được vị trí vừa phải, nhưng được thấy giữ đế điện từ ở vị trí sau đó đánh dấu các lỗ bằng bradawl trước khi khoan hoạt động tốt.

Tôi chủ yếu sử dụng gỗ MDF 6mm (hàng ngoại thất từ cửa hàng tự làm tại địa phương của tôi) cho các trống dọc theo một vài mẩu gỗ vụn, được giữ với nhau bằng keo hoặc vít.

Những chiếc búa trên lon và chai bia có lẽ là không cần thiết, vì bạn có thể nhận được một cú đánh tốt ngay từ bộ phận điện từ, nhưng tôi muốn chuyển động trong máy càng nhiều càng tốt để làm cho nó thú vị về mặt hình ảnh.

Nhà ở

Vỏ là một hộp thô đơn giản và sẵn sàng được làm từ ván ép 3,6mm, MDF 18mm và một số gỗ dải. Tôi muốn ván ép mỏng cho mặt trước của hộp để nó sẽ tạo ra tiếng vang khi dùng thìa nhấn vào, nhưng các lựa chọn gỗ chủ yếu được thúc đẩy bởi những gì tôi đã có trong nhà kho và phần gỗ phế liệu trong cửa hàng tự làm tại địa phương của tôi. Tôi làm một bệ ở dưới cùng của hộp để giữ đồ điện tử và một bệ khác để giữ trống. Để làm hộp:

1. Cắt 2 tấm MDF có kích thước bằng nhau để làm hai đầu. Cắt 4 miếng gỗ dải (tôi đã sử dụng 34mm x 12mm) ngắn hơn 50mm so với chiều rộng mong muốn của hộp3. Đóng đinh thanh gỗ vào 2 đầu MDF để tạo thành hình hộp. Đặt thanh gỗ cách mặt trên và dưới cùng của hộp khoảng 1 cm. Cắt 2 miếng ván ép sao cho phù hợp với chiều rộng và chiều cao của hộp. Gắn chúng vào mặt trước và mặt sau của hộp bằng cách đóng đinh vào mdf và gỗ dải.5. Cắt một miếng ván ép để vừa bên trong hộp và đặt các miếng gỗ dải dưới cùng để giữ các thiết bị điện tử. Tôi đã làm cho của tôi khoảng một nửa chiều dài của hộp. Cắt một miếng ván ép khác để gắn các trống vào. Điều này nằm trên các miếng gỗ dải trên cùng. Cắt một lỗ gần bệ dưới cùng để luồn dây cáp điện qua.

Bức tranh

Để sơn, tôi sử dụng sơn lót Acrylic Primer sau đó là chậu thử Crown Matt. Các chậu thử nghiệm là một cách tốt để có được nhiều màu sắc khác nhau với giá rẻ.

Bước 15: Ngồi lại và vui chơi

Và bạn đã có nó, một chiếc máy trống khá tuyệt. Ý chính cho trình tự trong video youtube có thể được tìm thấy tại đây.

Nếu bạn tiếp tục và làm của riêng bạn, xin vui lòng chia sẻ, tôi rất muốn xem những gì bạn nghĩ ra. Chúc vui vẻ!