Tháp chuông điều khiển Arduino / Carillon: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Đây là một bộ chuông âm nhạc được điều khiển bởi các solenoit và được điều khiển bởi một bộ vi điều khiển Arduino. Có 8 chuông bao gồm một quãng tám. Có thể điều khiển chuông từ PC hoặc tháp có thể đứng độc lập và phát các giai điệu được lập trình sẵn. Hãy xem trang cuối cùng để xem video hoạt động của nó.

Bước 1: Các bộ phận

Các bộ phận sau đã được sử dụng: 1 bộ tạ tay màu sắc. Tôi nhận được những thứ này từ Aldi địa phương của tôi với giá 20 đô la. Chúng trải dài trong phạm vi từ C đến C. (tức là c, d, e, f, g, A, B, C). Bảng điều khiển và giá đỡ bằng gỗ để giữ chuông và đế cắm vào đúng vị trí. $ 10,8 Solenoids để đánh chuông. Tôi đã có những thứ này đặt xung quanh trong hộp rác của tôi. Tôi lấy chúng từ một người thợ sửa máy đánh chữ, người đang vứt chúng đi. Bạn có thể tìm thấy điều tương tự trên vi điều khiển Ebay. Arudino. ~ $ 45. Tôi nhận được từ SparkFun điện tử. Proto / bảng Perf và các thành phần linh kiện khác để làm 'lá chắn' tùy chỉnh của tôi cho arduino. 10 đô la bảng điều khiển Darlington. Tôi đã sử dụng một cái tôi đã đặt xung quanh, nhưng tôi tin rằng chúng không được bán riêng. Sẽ có thể làm cho nó bằng cách sử dụng chip ULN2803 với một vài đô la.

Bước 2: Chế biến gỗ

Đáng ngạc nhiên là bước này mất nhiều thời gian nhất. Quá trình viết mã và đi dây mất ít thời gian hơn so với việc keo khô. Khung cho việc này khá đơn giản. Chỉ cần một miếng ván ép để giữ tất cả các chuông, cộng với một số giá đỡ bằng gỗ thông cho các nắp đế. Tất cả mọi thứ đều được dán với nhau bằng keo PVA. Để làm cho các giá đỡ điện từ trở nên lặp lại hơn, tôi đã tạo ra một chiếc bút chì trong MS Visio và sau đó dán nó vào gỗ. Điều này đã giúp rất nhiều để có tất cả các solenoid ở một khoảng cách không đổi so với chuông. Nếu bạn làm điều này, tôi không thể đủ căng thẳng để đo lường cẩn thận các vị trí của tiền đạo. Chuông phát ra khá khác nhau tùy thuộc vào nơi bạn đánh chúng và 'ném' của cuộn dây điện từ.

Bước 3: Điện tử & Hệ thống dây điện

Bên lái xe: Tôi đã may mắn có một người lái xe darlington đặt xung quanh, điều này đã đơn giản hóa thiết kế rất nhiều. Darlington là một bóng bán dẫn điện mà bạn có thể sử dụng để điều khiển các tải nặng hơn so với các chân vi điều khiển nhỏ bé thường hỗ trợ. Bo mạch mà tôi đã sử dụng dựa trên chip ULN2803, khá phổ biến và rẻ tiền. Xin lưu ý: Solenoids (thường) không được thiết kế để chạy liên tục! Chúng có thể tan chảy nếu bạn làm vậy! Xem phần phần mềm để biết thêm thông tin. Phíarduino: Đây chỉ là vấn đề của việc tìm 8 chân IO từ arduino để điều khiển các đầu vào Darlington. Bởi vì tôi muốn gửi và nhận dữ liệu nối tiếp, tôi không thể sử dụng chân 0 & 1, vì vậy tôi đã sử dụng các chữ số 2, 3, 4 & 5 ở một bên và sử dụng bốn trong số các chân đầu vào tương tự ở phía bên kia làm đầu ra kỹ thuật số. Tôi cũng đã thêm một chiết áp nối với đầu vào tương tự số 5, được sử dụng để điều khiển nhịp độ. Hai đèn LED được sử dụng để phản hồi hình ảnh của trình điều khiển. Tôi đã tình cờ phát hiện ra rằng nguồn điện của USB đã đủ. Số dặm của bạn có thể thay đổi. Vì sẽ thuận tiện hơn cho tôi khi chỉ sử dụng nguồn USB, tôi sẽ tiếp tục làm điều đó cho đến khi gặp sự cố.

Bước 4: Thiết kế phần mềm

Chiến lược thiết kế Mục tiêu cho việc này là có tháp chuông được điều khiển từ PC. Liên kết USBSerial của Arduino là cách lý tưởng để làm điều này. Arduino nhận dữ liệu nối tiếp từ PC tương ứng với nốt nhạc cần phát. Giao thức rất đơn giản; các ghi chú đều ở dạng văn bản tương đương ASCII của chúng. Ngoài ra còn có một số dưới dạng độ trễ có thể thay đổi. PC gửi: "cde2fgABC" và Arduino phát chuông 1, 2, 3, nghỉ trong nửa nốt nhạc và sau đó phát chuông 4, 5, 6, 7 và 8. Dự án này. Arduino Side Code: Mã arduino nhận dữ liệu nối tiếp, giải mã ghi chú nào hoặc độ trễ để phát, sau đó chuyển đổi các solenoids một cách thích hợp. Đảm bảo rằng mã của bạn được thiết kế sao cho các chất độc không bị lưu lại !. Nếu bạn để điện từ nhầm vào, nó sẽ bị tan chảy. Tôi đã giải quyết vấn đề này bằng cách chặn các quy trình ghi chú của mình cho đến khi điện từ được tắt, thay vì liên tục thăm dò, v.v. PC Side Code: Chương trình máy khách được viết bằng C #. Nó có các nút cho từng nốt nhạc riêng lẻ, cũng như các nút cho các giai điệu được lập trình sẵn. Dữ liệu ghi chú được gửi đến cổng nối tiếp. Mã nguồn của mọi thứ được đính kèm.

Ghi chú đa âm

Tôi đã bỏ qua khả năng để hai nốt nhạc được chơi đồng thời, vì tôi không nghĩ rằng bất kỳ giai điệu nào có khả năng phù hợp với 1 quãng tám sẽ yêu cầu chúng. Ngoài ra, kích hoạt nhiều hơn một lon điện từ

Giết hàng đợi

PC gửi các câu ghi chú lớn xuống arduino, sau đó xử lý chúng cho đến khi hàng đợi trống. Tuy nhiên, đối với những giai điệu lớn, điều này có thể gây mệt mỏi và bạn có thể mong muốn làm gián đoạn giai điệu đang chạy. Điều này có thể được thực hiện bằng cách có một số chữ cái khác trong câu nối tiếp (ví dụ: 'x') làm mã để xóa bộ đệm.

Bước 5: Vận hành chuông

Vận hành chuông khá đơn giản. Cắm cáp USB và mở phần mềm PC. Bạn có thể nhấp vào các nút chuông riêng lẻ để phát một giai điệu. Tùy chọn có các nút để phát thang âm, giai điệu được lập trình sẵn và cũng có một hộp văn bản để nhập văn bản dạng tự do. Tôi đã bao gồm một video về tiếng chuông đang phát. Cho đến nay chỉ có các giai điệu đơn giản được lập trình trong. Video ở đây: https://blip.tv/file/1521415 (Nếu ai biết cách chơi chủ đề Futurama trong quãng tám C đến C, vui lòng cho tôi biết….)