En Raspberry Pi Powered Junk Drum Machine: 15 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Denne instruktør viser dig, hvordan du laver en Raspberry Pi -drevet robot -trommemaskine. Det er virkelig et sjovt, kreativt, interaktivt projekt. Jeg viser dig, hvordan du laver det interne arbejde, men de faktiske trommer vil være op til dig og give dig mulighed for at lave noget helt unikt for dig. Til min maskine har jeg brugt så mange fundne genstande, som jeg kan … hamre fra et klaver, der blev reddet fra mine naboer, et fiskenet jeg fandt på stranden, en tom bønnedåse, træskeer, en tom ølflaske, ølflasketoppe og en skrivebordsklokke blandt andet, men lad din fantasi gå amok - se hvad du har rundt omkring i huset, næsten alt hvad der larmer, når det kan blive ramt, og det vil virkelig gøre dit projekt til dit eget. du har 2 muligheder:

• En browserbaseret trinsekvens, som jeg har kaldt PiBeat - Det er sjovt og lader dig styre din trommemaskine interaktivt fra din Pi eller en hvilken som helst enhed på det samme netværk (f.eks. Din telefon, tablet eller computer). Vi installerer det på din Pi senere, men et eksempel kan ses her, og koden er i GitHub her.
• Et python -script til at programmere et trommemønster. Dette er en fantastisk måde at skabe en rytme for dig at jamme sammen med på din guitar osv.

Jeg forsøger at holde omkostningerne nede, og som du vil se i det næste trin, kræves der ikke dyre specialværktøjer. Jeg har også forsøgt at forklare, hvordan tingene fungerer i hvert trin, hvilket gør det til et godt projekt, selvom du er en relativ ny i verden af Pi's, kodning og elektronik og på et begrænset budget.

OK, lad os komme i gang!

Trin 1: Gå på indkøb

For at opbygge den interne mekanisme skal du bruge:

• 1x 40 Pin Raspberry Pi med Raspbian installeret på et SD, med strømkabel og mulighed for at oprette forbindelse til det (jeg har brugt en Raspberry Pi Zero Wireless med forud loddet header fra ModMyPi)
• 1x 5v 8 kanals relæ
• 1x pakke med hun- til hunstrømper (10 ledninger påkrævet)
• 2x 3 Amp Terminal strips (Du kan bruge et brødbræt eller perfboard, men terminal strips er billige og forhindrer kabler i at løsne sig, og da jeg lavede dette havde jeg ikke et loddejern)
• 1x 12v 10a strømforsyning
• 8x 12v 2a solenoider
• 8x 1N5401 ensretterdioder
• 50 cm 0,5 mm kabel (jeg fjernede kernerne fra et kabel med to kerner, da det var en omkostningseffektiv måde at få rød, sort og dobbelt kerne), selvom du bare kan bruge 1 farve, hvis du vil. Du vil måske ikke købe en større længde afhængigt af det hus, du vil bygge.

Du skal også bruge følgende værktøjer:

• Trådskærere
• Wire strippere
• Lille flad skruetrækker, cirka 3 mm
• Afhængigt af klemmerne, du får, har du muligvis også brug for en lille skruetrækker

Jeg har ikke angivet nogen dele eller værktøjer til at lave tromlerne og ethvert hus, du ikke vil lægge det i. Jeg viser dig, hvordan jeg lavede mine senere, men som sagt før jeg overlader den del til din fantasi.

Trin 2: Kør Pi op til relæet

Den maksimale spænding, der leveres af stifterne på Pi, er 5v. Vi kunne købe 5v solenoider og drive disse direkte fra Pi, men det ville ikke give det store slag, vores trommemaskine har brug for. Derfor bruger vi et relæ, der lader os tænde og slukke et højere spændingskredsløb (i vores tilfælde et 12v kredsløb indeholdende vores 12v solenoider) fra vores lavere spændings GPIO kredsløb.

Vores relæ har 8 kanaler, hvilket betyder, at vi kan tænde og slukke op til 8 solenoider uafhængigt. Hver kanal indeholder 4 stik; 3 bruges af højspændingskredsløbet, som vi vil se senere, og 1 som er en 'IN' -pin på det lavere spændingskredsløb, som vi vil forbinde vores Pi til. Når Pi's GPIO pin sender 5v på en given kanaler IN pin, tænder relæet for det tilsvarende 12v kredsløb.

På lavspændingssiden af relæet er der også en GND (jord) pin, som vi skal forbinde til PI'ens jord, og en VVC -pin til 5v -strømmen fra Pi.

Når Pi er slukket, skal du følge diagrammet for at forbinde relæet til Pi ved hjælp af jumperkablerne. Du behøver ikke at bruge jumpere i samme farve, men det kan hjælpe, når du følger billederne.

Trin 3: Lad os lave noget støj

Det er muligvis ikke vores fuldt udbyggede trommemaskine endnu, men i dette trin vil vi lave lidt støj, omend klik fra relæet. Vi vil introducere python -scriptet til at programmere trommemønstre, dette vil sætte os i stand til at teste, hvad vi har gjort indtil nu.

Scriptet er tilgængeligt og har en grund her.

Start din Pi op, åbn en terminal på Pi og download scriptet ved at køre:

wget

Du vil måske se koden og kommentarerne igennem for at få en idé om, hvad den gør, men lad os få lidt tilfredshed og køre den:

python3 array-sequencer.py

Hvis alt går efter planen, skal du høre kontakterne i relæets åbning og lukning og lyset på den tilsvarende kanal blinker. Tag et kig på sekvensvariablen inde i scriptet for at få en idé om, hvad der foregår - alle kanaler udløses sammen, derefter udløses hver enkelt. Det bliver ved med at køre, indtil du forlader scriptet ved at trykke på Ctrl + C.

Inden du fortsætter, er det en god idé at slukke for Pi igen, hvis der skulle opstå utilsigtede kortslutninger, når tingene forbindes.

Trin 4: Opret den positive side af vores kredsløb

For at drive 8 solenoider med en strømforsyning opretter vi et parallelt kredsløb. Du kan se et diagram over det færdige 12v kredsløb, men vi vil gå igennem det trin for trin.

Du kunne bruge et brødbræt eller perfboard, men jeg valgte terminalbånd, da de er billige, holder trådene stramt, og jeg ejede heller ikke et loddejern, da jeg lavede dette.

Vi skal effektivt tilslutte alle solenoider og en diode for hver solenoid (mere om dioder senere) til den 1 positive ledning i vores strømforsyning.

Ved hjælp af kutterne skal du selv skære klemlisten, så du har en blok på 8 par, der skærer i plastikbitten, der forbinder to blokke med hinanden. Pas på ikke at trimme metal.

Vi skal nu forbinde alle terminalerne ned ad den ene side af strimlen. Brug kutterne til at skære 7 stykker rød ledning, der er cirka 35 mm lang, og brug derefter trådstripperne til at fjerne omkring 5 mm isolering fra hver ende af hver ledning.

Brug nu ledningerne til at kæde alle terminalerne sammen langs den ene side af strimlen og holde ledningerne på plads ved hjælp af skruerne. Den første og sidste skrue vil kun have 1 ledning, mens resten vil have 2.

Trin 5: Tilføj solenoider og dioder

Da solenoider er elektromagneter, anbefales dioder for at beskytte dit kredsløb mod tilbageslag (du kan læse dybtgående om det her). Derfor vil vi give hver solenoid sin egen diode for at beskytte vores relæ.

Start med det første hul på den modsatte side af klemrækken, som du havde koblet sammen i det foregående trin. Indsæt 1 ledning i solenoiden, tilføj derefter og den ene ende af dioden i det samme hul. Da dioder kun tillader strøm af strøm på en måde, skal du sørge for, at sølvstrimlen på dioden er mod terminalstrimlen. Spænd skruen for at holde dem på plads. Gentag processen for de resterende 7 huller.

En af de solenoider, jeg modtog, var defekt, så da jeg tog billederne, byttede jeg den ud med en lavere forstærkermodel, som havde blå ledninger.

Trin 6: Tilslut den negative terminalstrimmel til magnetventilen og dioderne

Som vi gjorde med den positive side, få 1 klemrække og skær den ned, så du har endnu en strimmel på 8 par. Skru dioderne og solenoiderne fast på denne klemrække, så den afspejler plusklemrækken.

Trin 7: Opret relæforbindelsestråde

Vi er næsten klar til at forbinde relæet, men først skal vi have noget at forbinde det med. Skær 8 stykker sort tråd omkring 70 mm lang, og fjern derefter ca. 5 mm fra hver ende. Slut hver ledning til de 8 resterende stik på den negative klemrække.

Trin 8: Forbind relæets fælles stik

Tag et kig på relæet, der holder den side, der er forbundet af jumpere til Pi, væk fra dig. Hver kanal har 3 kontakter, fra venstre mod højre kaldes de normalt åbne (NO), fælles (COM) og normalt lukkede (NC). Vi vil kun have vores solenoider til at tænde, når der er en høj spænding på kanalerne IN pin, så vil bruge den normalt åbne kontakt. Hvis vi i stedet skulle bruge den normalt lukkede kontakt ville det modsatte ske - solenoiden ville være tændt, indtil der sendes en høj spænding på IN -stiften. Vi vil også bruge den fælles kontakt til at fuldføre kredsløbet.

Da dette er et parallelt kredsløb, vil vi daisy kæde alle de almindelige kontakter på relæet. Skær 7 stykker sort tråd ca. 60 mm lang og fjern 5 mm fra hver ende. Arbejd langs relæet, der forbinder alle COM -kontakterne (midten af hvert sæt med 3) sammen. Den første og den sidste vil kun have en ledning, resten vil have 2.

Trin 9: Tilslut relæet til resten af vores kredsløb

Nu er det tid til at forbinde relæet til resten af vores kredsløb. Tag den ikke fastgjorte ende af det sorte stykke ledning fra den ene ende af den negative klemrække, og tilslut den til enten den første eller sidste af de normalt åbne (NO) kontakter på relæet. Gentag dette for de 7 andre ledninger, der forbinder hver ledning til den næste NO -kontakt.

Trin 10: Tilslut 12v strømforsyningen

For det første, for at undgå stød, skal du sørge for, at din strømforsyning er slukket og frakoblet lysnettet.

Min strømforsyning blev brugt fra eBay med 12v hanstikket allerede fjernet. Hvis du antager, at din stadig har stikket, kan du enten købe det matchende kvindelige DC -stik eller skære stikket af og fjerne det tilbage til de 2 ledninger som mit. Uanset hvad skal du ende med 2 ledninger, den røde (positive) og sandsynligvis hvid (negative). Tilslut strømforsyningens positive ledning til den første kontakt på den positive klemrække og den negative til den første fælles kontakt på relæet. For at gøre dette lettere brugte jeg omkring 150 mm rød og sort ledning med enderne fjernet til at gå mellem forbindelserne og tilsluttet ved hjælp af en klemrække.

Trin 11: Fyr det op

Mens din strømforsyning stadig er slukket, skal du give alle dine forbindelser et hurtigt tjek. Når du er glad, skal du starte Pi op igen. Kør scriptet fra trin 3 igen:

python3 array-sequencer.py

Dine solenoider vil ikke bevæge sig endnu, men du skal høre relæet klikke og lyse, ligesom du gjorde i trin 3. Afslut scriptet (Ctrl + C), og nu er det det øjeblik, du har ventet på - tænd for strømmen levere! Kør scriptet igen, dine alle dansende solenoider skulle nu komme til live. Godt arbejde!

Jeg var uheldig - som du kan se i videoen fungerede en anden af mine solenoider ikke, men det var min skyld, da jeg tidligere beskadigede en ved at stramme en fastgørelsesbolt for meget.

Trin 12: Redigering af Array-sequencer.py

Brug lidt tid på at lege med array-sequencer.py. Brug din foretrukne editor (nano, geany osv.) Til at foretage ændringer i scriptet. Prøv at gøre følgende og kør scriptet igen efter hver ændring for at se dets effekt:

• Skift bpm -variablen fra 120 til et andet tal, sig 200 for at øge tempoet.
• I sekvensvariablen skal du ændre nogle 0'er til 1'er for at spille flere trommer.
• Dupliker de sidste 3 linjer før den afsluttende firkantparentes i sekvensvariablen for at tilføje flere slag til sløjfen

Trin 13: Installer trommesekvensen

Nu er det, når tingene bliver rigtig sjove, vi skal installere sequencer på din Pi. Dette vil give os en webgrænseflade, der lader Python udløse GPIO -benene over webstikkontakter.

Kildekoden er tilgængelig i Github her, men forudsat at du fulgte ledningerne i Instructable, kan vi downloade og køre den forudkompilerede version. Åbn en terminal på din Pi, og kør følgende

# Opret og naviger ind i et bibliotek til vores projekt

mkdir pibeat cd pibeat # Download kildekoden wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Udpak filerne tar -zxf pibeat.tar.gz # Installer python -kravene pip3 install -r krav. txt # Kør webserveren python3 server.py

Hvis alt er vellykket i output, skal du se følgende output:

======== Kører på https://0.0.0.0:8080 =========

(Tryk på CTRL+C for at afslutte)

Find dig Pi's IP -adresse. Åbn en webbrowser, og indtast derefter IP -adressen efterfulgt af: 8080/index.html (dette er den port, applikationen lytter til efterfulgt af filnavnet) i adresselinjen. For eksempel, hvis din Pi's IP -adresse er 192.168.1.3, skal du indtaste 192.168.1.3:8080/index.html i adresselinjen. Trommesekvenseren vises.

Tryk på play -knappen, og din trommemaskine skal begynde at spille. Leg med sequencer, indtil dit hjerte er tilfreds.

Så længe der er en netværksrute til din Pi, kan du få adgang til Pi's webgrænseflade fra enhver enhed - prøv det fra din mobil eller tablet.

Trin 14: Byg dine trommer og boliger

Det er her, du får forvandlet din bunke elektronisk spaghetti til en rigtig trommemaskine. Som sagt før er det op til dig, hvad du gør her. Næsten alt, hvad der larmer, når det rammer, kan bruges, og hvor du virkelig kan omdanne dit projekt til noget unikt for dig.

Jeg havde en god rode rundt i mit hjem efter ideer til tromlerne, som gav ølflasken, dåsen, shakeren, flaskeoverfladerne og skeerne. Fiskenettet blev fundet på stranden, og skrivebordsklokken og krokodille -kastanjen kom fra eBay. Jeg fandt et ødelagt klaver i et spring, dette gav hammerne til flasken og dåsen sammen med trædowling for at holde klokken på plads og metalstænger til at dreje og holde skeerne på plads.

Jeg lavede hver tromle til en selvstændig komponent, så hvis en går i stykker, eller jeg ikke er tilfreds med den, kan jeg skifte den ud med en anden uden for meget ballade.

Magneterne leveres med bolthuller, der kræver M3 bolte. At bore hullerne i træet var en smule vanskelig, da du er nødt til at få placeringen helt rigtigt, men fandt at holde magnetventilen på plads og derefter markere hullerne med en bradawl, før boringen fungerede godt.

Jeg brugte mest 6 mm MDF (udskæringer fra min lokale byggemarked) til tromlerne langs et par stykker skrot, holdt sammen med enten lim eller skruer.

Hamrene på dåsen og ølflasken er sandsynligvis unødvendige, da du bare kunne få et godt hit lige fra magnetventilen, men jeg ville gerne have så meget bevægelse i maskinen som muligt for at gøre det visuelt interessant.

Boliger

Huset er en enkel ru og klar kasse fremstillet af 3,6 mm krydsfiner, 18 mm MDF og noget stripwood. Jeg ville have tynd krydsfiner til kassens forside, så det ville give genlyd, når det blev ramt med en ske, men trævalgene blev hovedsageligt drevet af, hvad jeg allerede havde i skuret og skrot -træafsnittet i min lokale byggemarked. Jeg lavede en platform i bunden af kassen for at beholde elektronikken, og en anden platform til at holde tromlerne. For at lave kassen:

1. Skær 2 lige store størrelser MDF for at lave enderne2. Skær 4 stykker stribetræ (jeg brugte 34 mm x 12 mm) 50 mm kortere end den ønskede bredde på kassen3. Spik stribetræet til de 2 MDF -ender for at danne kassen. Læg løvtræet ca. 1 cm væk fra toppen og bunden af kassen. Skær 2 stykker krydsfiner, så de matcher kassens bredde og højde. Sæt disse på forsiden og bagsiden af kassen ved at sømme til mdf og stripwood.5. Skær et stykke krydsfiner, så det passer ind i kassen, og læg det på de nederste stykker af træ til at holde elektronikken. Jeg lavede min cirka halvdelen af kassen. Skær endnu et stykke krydsfiner til at fastgøre tromlerne til. Dette sidder på de øverste stykker stripwood.7. Skær et hul nær den nederste platform for at føre strømkablerne igennem.

Maleri

Til at male brugte jeg Acryl Primer Undercoat efterfulgt af Crown Matt testgryder. Testgryderne er en god måde at få forskellige farver til en billig pris.

Trin 15: Læn dig tilbage og have det sjovt

Og der har du det, en ret sej trommemaskine. Kernen i sekvensen i youtube -video kan findes her.

Hvis du går videre og laver din egen, bedes du dele, jeg ville elske at se, hvad du finder på. Hav det sjovt!