Arduino ovládaná zvonica/zvonkohra: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Jedná sa o sadu hudobných zvonov, ktoré sú poháňané solenoidmi a ovládané mikrokontrolérom Arduino. Existuje 8 zvonov pokrývajúcich jednu oktávu. Zvony sú ovládateľné z počítača, alebo veža môže stáť sama a hrať predprogramované melódie. Pozrite sa na záverečnú stránku, kde nájdete video z akcie.

Krok 1: Diely

Boli použité nasledujúce časti: 1 sada chromatických ručných zvončekov. Dostal som ich od svojho miestneho Aldi za 20 dolárov. Zahŕňajú rozsah od C do C. (tj. C, d, e, f, g, A, B, C). Drevený panel a konzoly na držanie zvonov a solenoidov na mieste. 10,8 dolárov solenoidy na údery zvonov. Tieto som mal uložené v odpadovom boxe. Dostal som ich od opravára písacích strojov, ktorý ich vyhadzoval. Podobné pravdepodobne nájdete aj na mikrokontroléri Ebay. Arudino. ~ 45 dolárov. Ja som svoj získal z elektroniky SparkFun. Dosky Prototo/Perf a rôzne komponenty na výrobu vlastného „štítu“pre arduino. 10 dolárov, doska vodiča Darlingtonu. Použil som jeden, ktorý som mal položený, ale verím, že sa nepredávajú samostatne. Malo by byť možné ho vyrobiť pomocou čipu ULN2803 za pár dolárov.

Krok 2: Spracovanie dreva

Tento krok prekvapivo trval najdlhšie. Kódovanie a zapojenie trvalo kratšie ako sušenie lepidla. Rám na to bol dosť jednoduchý. Len kus preglejky, do ktorej sa zmestia všetky zvony, a ešte niekoľko borovicových konzol pre solenoidy. Všetko bolo zlepené lepidlom PVA. Aby sa solenoidové konzoly stali opakovateľnejšími, urobil som šablónu v programe MS Visio a potom ju prilepil k drevu. Veľmi to pomohlo, aby boli všetky solenoidy v konštantnej vzdialenosti od zvona. Ak to urobíte, nemôžem sa dostatočne stresovať a starostlivo zmerať umiestnenie útočníkov. Zvony znejú celkom odlišne v závislosti od toho, kde ste ich zasiahli a „hodu“solenoidu.

Krok 3: Elektronika a zapojenie

Strana vodiča: Mal som to šťastie, že som mal okolo seba darlingtonského vodiča, čo značne zjednodušilo dizajn. Darlington je výkonový tranzistor, ktorý môžete použiť na pohon väčších nákladov, ako by normálne podporovali malé kolíky mikrokontroléra. Doska, ktorú som použil, je založená na čipe ULN2803, ktorý je celkom bežný a lacný. Upozorňujeme, že solenoidy nie sú (spravidla) navrhnuté tak, aby sa nimi dalo neustále jazdiť! Môžu sa roztopiť, ak tak urobíte! Viac informácií nájdete v sekcii softvéru. Strana Arduino: Išlo iba o nájdenie 8 IO pinov z arduina na ovládanie vstupov Darlingtonu. Pretože som chcel odosielať a prijímať sériové údaje, nemohol som použiť piny 0 a 1, a tak som na jednej strane použil číslice 2, 3, 4 a 5 a na druhej strane som ako digitálne výstupy použil štyri piny analógových vstupov.. Tiež som pridal potenciometer zapojený do analógového vstupu #5, ktorý slúži na ovládanie tempa. Na vizuálnu spätnú väzbu ovládača sa používajú dve diódy LED. Piny 8-13 boli zbytočné kvôli rozstupu funky arduino pinov (grr …) Poznámky k napájaniu: Aj keď som to pôvodne zapojil, aby som na pohon solenoidov používal externý napájací zdroj „Zistil som (náhodou), že výkon USB je dostatočný. Obával som sa, že náhly prúdový impulz spôsobí pokles napätia a mikrokontrolér„ zhasne “, ale zdá sa, že k tomu nedochádza. Počet najazdených kilometrov sa môže líšiť. Pretože je pre mňa oveľa pohodlnejšie používať napájanie USB, budem v tom pokračovať, kým nebudem mať problém.

Krok 4: Návrh softvéru

Cieľom stratégie bolo nechať zvonicu ovládať z počítača. Sériový odkaz Arduino USB bol ideálnym spôsobom, ako to urobiť. Arduino prijíma z počítača sériové údaje, ktoré zodpovedajú notám, ktoré sa majú hrať. Protokol je jednoduchý; všetky poznámky sú v ich textových ekvivalentoch ASCII. Existuje aj číselné číslo s premenlivým oneskorením. Napr. PC pošle: „cde2fgABC“a Arduino zahrá zvony 1, 2, 3, odpočíva na polovicu noty a potom zahrá zvony 4, 5, 6, 7 a 8. Tip na klobúk Johnovi Plocherovi za jeho projekt ServoBells, ktorý čiastočne inšpiroval Tento projekt. Arduino Side Code: Arduino kód prijíma sériové údaje, dekóduje, ktoré noty alebo oneskorenie sa má prehrať, a potom vhodne prepína solenoidy. Keď už o tom hovoríme. Zaistite, aby bol váš kód navrhnutý tak, aby solenoidy neboli zapnuté !. Ak necháte solenoid omylom zapnutý, roztaví sa. Vyriešil som to tak, že som zablokoval rutiny poznámok, kým sa solenoid nevypne, a nie neustále hlasovanie atď. Vedľajší kód PC: Program klienta bol napísaný v jazyku C#. Má tlačidlá pre každú jednotlivú notu, ako aj tlačidlá pre predprogramované melódie. Údaje poznámky sa odošlú na sériový port. Zdrojový kód všetkého je priložený. Miestnosť na vylepšenie:

Polyfónne noty

Vynechal som možnosť hrať súčasne dve noty, pretože som si nemyslel, že by to vyžadovali akékoľvek melódie, ktoré by sa zmestili do 1 oktávy. Okrem toho streľba z viac ako jednej solenoidovej nádoby

Zabitie frontu

Počítač odosiela veľké vety poznámok nadol k arduinu, ktoré ich potom spracováva, kým sa front nevyprázdni. Avšak pre veľké melódie to môže byť únavné a môže byť žiaduce byť schopný prerušiť bežeckú melódiu. To sa dá dosiahnuť tým, že v sériovej vete (napr. „X“) bude ako kód na vyprázdnenie vyrovnávacej pamäte použité iné písmeno.

Krok 5: Ovládanie zvonov

Ovládanie zvonov je veľmi jednoduché. Pripojte kábel USB a otvorte počítačový softvér. Kliknutím na jednotlivé tlačidlá zvončeka prehráte melódiu. Voliteľne sú k dispozícii tlačidlá na prehrávanie mierok, predprogramované melódie a tiež textové pole na zadávanie textu vo voľnom formáte. Zahrnul som video z hry zvonov. Zatiaľ sú naprogramované iba jednoduché melódie. Video je tu: https://blip.tv/file/1521415 (Ak niekto vie, ako hrať tému Futurama v jednej C až C oktáve, dajte mi prosím vedieť …)