מכונת תוף זבל המופעלת באמצעות פטל: 15 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

מדריך זה יראה לך כיצד להכין מכונת תופים רובוטית המופעלת על ידי Raspberry Pi. זה באמת פרויקט מהנה, יצירתי ואינטראקטיבי. אני אראה לך כיצד לבצע את הפעולה הפנימית, אך התופים בפועל יהיו תלוי בך, ונותנים לך את ההזדמנות ליצור משהו ייחודי לך לחלוטין. במכונה שלי השתמשתי בכמה שיותר פריטים שנמצאו … פטישים מפסנתר שחולצו מדילוג השכנים שלי, רשת דייגים שמצאתי על החוף, פחית שעועית ריקה, כפיות עץ, בקבוק בירה ריק, פקקי בקבוקי בירה. ופעמון שולחן בין היתר, אבל תן לדמיון שלך להשתגע - ראה מה יש לך בבית, כמעט כל דבר שעושה רעש כאשר ניתן להשתמש בפגיעה, וזה באמת יהפוך את הפרויקט שלך לשלך. יש לך 2 אפשרויות:

• רצף צעדים מבוסס דפדפן שקראתי לו PiBeat - זה כיף גדול ומאפשר לך לשלוט במכונת התופים שלך באופן אינטראקטיבי מה- Pi שלך, או מכל מכשיר באותה רשת (כגון הטלפון, הטאבלט או המחשב שלך). נתקין אותו ב- Pi שלך מאוחר יותר, אך ניתן לראות תצוגה מקדימה כאן, והקוד נמצא ב- GitHub כאן.
• סקריפט פייתון לתכנת תבנית תופים. זוהי דרך מצוינת ליצור קצב עבורך להרים יחד עם הגיטרה שלך וכו '.

אני מנסה לשמור על עלויות וכפי שתראו בשלב הבא, אין צורך בכלים מומחים יקרים. ניסיתי גם להסביר כיצד הדברים פועלים בכל שלב, מה שהופך אותו לפרויקט מצוין גם אם אתה חדש יחסית לעולם של פי, קידוד ואלקטרוניקה ובתקציב מוגבל.

בסדר, בואו נצא לעבודה!

שלב 1: צא לקניות

כדי לבנות את המנגנון הפנימי תצטרך:

• 1x 40 Pin Raspberry Pi עם Raspbian מותקן ב- SD, עם כבל חשמל ויכולת להתחבר אליו (השתמשתי ב- Raspberry Pi Zero Wireless עם כותרת מולחמת מראש מ ModMyPi)
• ממסר 1x 5v 8 ערוצים
• חבילה אחת של חוטי מגשר נקבה לנקבה (צריך 10 חוטים)
• 2x 3 רצועות מסוף אמפר (אפשר להשתמש בלוח לחם או לוח פרפ, אבל רצועות מסוף הן זולות ומונעות כבלים להתרופף, ובעת הכנת זה לא היה ברשותי מגהץ הלחמה)
• 1x 12v 10a ספק כוח
• 8x 12v 2a סולנואידים
• 8x 1N5401 דיודות מיישר
• 50 ס"מ של כבל 0.5 מ"מ (הפשטתי את הליבות מכבל ליבה כפולה מכיוון שזו הייתה דרך חסכונית להשיג אדום, שחור וליבה כפולה), אם כי אתה יכול פשוט להשתמש בצבע אחד אם אתה רוצה. ייתכן שלא תרצה לקנות אורך גדול יותר בהתאם לדיור שברצונך לבנות.

תזדקק גם לכלים הבאים:

• מספרי תיל
• חשפניות חוטים
• מברג ראש ראש קטן, כ -3 מ"מ
• בהתאם לרצועות הטרמינל שתקבל, ייתכן שתזדקק גם למברג קטן צולבים

לא ציינתי חלקים או כלים לייצור התופים וכל דיור שלא תרצי להכניס אותו. אראה לך כיצד הכנתי את שלי מאוחר יותר, אך כאמור לפני שאשאיר את החלק הזה לדמיונך.

שלב 2: העבר את הפי אל הממסר

המתח המרבי המסופק על ידי הפינים בפי הוא 5 וולט. נוכל לקנות סולנואידים של 5V ולהפעיל אותם ישירות מה- Pi, אבל זה לא ייתן את הכוח הגדול למכונת התופים שלנו. לכן אנו משתמשים בממסר המאפשר לנו להפעיל ולכבות מעגל מתח גבוה יותר (במקרה שלנו מעגל 12 וולט המכיל את הסולנואידים שלנו 12 וולט) ממעגל ה- GPIO במתח נמוך יותר.

הממסר שלנו כולל 8 ערוצים, המשמעות היא שאנו יכולים להדליק ולכבות עד 8 סולנואידים באופן עצמאי. כל ערוץ מכיל 4 מחברים; 3 משמשים את מעגל המתח הגבוה שנראה מאוחר יותר, ו -1 שהוא סיכת 'IN' במעגל המתח התחתון שאליו נחבר את ה- Pi שלנו. כאשר סיכת ה- GPIO של ה- Pi שולחת 5 וולט על פין IN של ערוצים נתון, הממסר יפעיל את מעגל ה -12 וולט המתאים.

בצד המתח הנמוך של הממסר, יש גם סיכת GND (קרקע) אותה עלינו לחבר לקרקע של ה- PI, וסיכת VVC לכוח 5V מהפי.

כאשר ה- Pi כבוי, עקוב אחר התרשים כדי לחבר את הממסר ל- Pi באמצעות כבלי המגשר. אינך צריך להשתמש במגשרים בצבע זהה, אך זה עשוי לעזור כאשר אתה עוקב אחר התמונות.

שלב 3: בואו לעשות קצת רעש

יתכן שזו עדיין לא מכונת התופים המלאה שלנו, אבל בשלב זה אנחנו הולכים לעשות קצת רעש, אם כי לחיצות מהממסר. נציג את סקריפט הפיתון לתכנת דפוסי תופים, זה יאפשר לנו לבדוק מה עשינו עד כה.

לתסריט הזמין יש תמצית כאן.

אתחל את ה- Pi שלך, פתח מסוף ב- Pi והורד את הסקריפט על ידי הפעלה:

wget

ייתכן שתרצה לעיין בקוד ובהערות כדי לקבל מושג על מה הוא עושה, אך מאפשר לקבל סיפוק ולהפעיל אותו:

python3 array-sequencer.py

אם הכל מתוכנן אתה צריך לשמוע את אנשי הקשר בפתיחה וסגירה של הממסר ואת האור בערוץ המתאים. תסתכל על משתנה הרצף בתוך הסקריפט כדי לקבל מושג מה קורה - כל הערוצים יופעלו יחד, ואז כל אחד יופעל בנפרד. הוא ימשיך לפעול עד שתצא מהתסריט על ידי הקשה על Ctrl + C.

לפני שתמשיך, כדאי לכבות את ה- Pi שוב במקרה של קצר חשמלי מקרי בעת חיווט הדברים.

שלב 4: צור את הצד החיובי של המעגל שלנו

כדי להפעיל 8 סולנואידים עם ספק כוח אחד ניצור מעגל מקביל. אתה יכול לראות תרשים של מעגל 12V שהושלם, אבל אנחנו הולכים לעבור עליו צעד אחר צעד.

אתה יכול להשתמש בלוח לחם או לוח פרפר, אבל בחרתי ברצועות מסוף מכיוון שהן זולות, מחזיקות בחוטים בחוזקה, וגם לא היה ברשותי מגהץ בעת יצירת זה.

למעשה, עלינו לחבר את כל הסולנואידים, ודיודה לכל סולנואיד (עוד על דיודות בהמשך) לחוט החיובי 1 של ספק הכוח שלנו.

בעזרת החותכים, חותכים את רצועת המסוף כך שיהיה לכם בלוק של 8 זוגות, חותכים בביסת הפלסטיק שמחברת שני בלוקים זה לזה. היזהר לא לקצץ אף מתכת.

כעת עלינו לחבר את כל הטרמינלים בצד אחד של הרצועה. השתמש בחותכים כדי לחתוך 7 חתיכות חוט אדום באורך של כ -35 מ"מ, ולאחר מכן השתמש בפשיטות החוט כדי להסיר כ -5 מ"מ של בידוד מכל קצה של כל חוט.

כעת השתמש בחוטים כדי לשרשר את כל המסופים יחדיו לאורך צד אחד של הרצועה, והחזק את החוטים במקומם באמצעות הברגים. הבורג הראשון והאחרון יהיה בעל חוט אחד בלבד, והשאר יהיה בעל 2.

שלב 5: הוסף את הסולנואידים והדיודות

מכיוון שסולנואידים הם אלקטרומגנטים, דיודות מומלצות כדי להגן על המעגל שלך מפני התרסקות (אתה יכול לקרוא על זה לעומק כאן). לכן אנו נותנים לכל סולנואיד דיודה משלו כדי להגן על הממסר שלנו.

בצד הנגדי של רצועת המסוף שאליה חיברת יחד בשלב הקודם, התחל עם החור הראשון. הכנס חוט אחד של הסולנואיד, ולאחר מכן הוסף וקצה אחד של הדיודה לאותו חור. מכיוון שדיודות מאפשרות רק את זרימת הזרם בכיוון אחד, וודא כי פס הכסף בדיודה פונה לרצועת הטרמינל. הדק את הבורג כדי להחזיק אותם במקומם. חזור על התהליך במשך 7 החורים הנותרים.

אחד הסולנואידים שקיבלתי היה פגום, כך שבזמן הצילום החלפתי אותו לדגם מגבר נמוך יותר בעל חוטים כחולים.

שלב 6: חבר את רצועת הטרמינל השלילי לסולנואיד ולדיודות

כפי שעשינו עם הצד החיובי, קבל רצועת מסוף אחת וחתוך אותה כך שיהיה לך רצועה נוספת של 8 זוגות. הברג את הדיודות והסולנואידים ברצועת הטרמינל הזו כך שהיא משקפת את רצועת הטרמינל.

שלב 7: צור את חוטי החיבור ממסר

אנחנו כמעט מוכנים לחבר את הממסר, אבל קודם כל צריך משהו לחבר אליו. חותכים 8 חתיכות חוט שחור באורך של כ -70 מ"מ ואז מפשיטים בערך 5 מ"מ מכל קצה. חבר כל חוט ל -8 המחברים הנותרים ברצועת הטרמינל השלילית.

שלב 8: חבר את המחברים הנפוצים של ממסר

תסתכל על הממסר שמחזיק את הצד המחובר על ידי המגשרים אל ה- Pi הרחק ממך. לכל ערוץ יש 3 אנשי קשר, משמאל לימין הם נקראים פתוחים בדרך כלל (NO), נפוצים (COM) וסגורים בדרך כלל (NC). אנחנו רק רוצים שהסולנואידים שלנו יופעלו כאשר יש מתח גבוה בסיכה IN של הערוצים, ולכן נשתמש במגע הפתוח בדרך כלל. אם היינו משתמשים במגע הסגור בדרך כלל במקום ההפך היה קורה - הסולנואיד היה דולק עד שנשלח מתח גבוה על סיכת IN. אנו נשתמש גם באיש הקשר המשותף להשלמת המעגל.

מכיוון שמדובר במעגל מקביל, נשרשר את כל המגעים הנפוצים בממסר. חותכים 7 חתיכות חוט שחור באורך של כ -60 מ"מ ומפשיטים 5 מ"מ מכל קצה. עבודה לאורך הממסר המחברת את כל אנשי הקשר של COM (באמצע כל סט של 3) יחד. הראשון והאחרון יכיל רק חוט אחד, לשאר 2.

שלב 9: חבר את הממסר לשאר המעגל שלנו

עכשיו הגיע הזמן לחבר את הממסר לשאר המעגלים שלנו. קח את הקצה הבלתי מחובר של פיסת החוט השחורה מקצה אחד של רצועת הטרמינל השלילית, וחבר אותו לקשר הראשון או האחרון של אנשי הקשר הפתוחים (NO) בדרך כלל בממסר. חזור על פעולה זו עבור 7 חתיכות החוט האחרות, מחבר כל חוט למגע ה- NO הבא.

שלב 10: חבר את ספק הכוח 12V

ראשית, כדי להימנע מכל הלם, ודא שספק הכוח שלך כבוי ומנותק מהחשמל.

אספקת החשמל שלי השתמשה מאיביי כשהתקע הזכר של 12V כבר הוסר. בהנחה שלך עדיין יש את התקע, אתה יכול לקנות את מחבר DC הנשי התואם, או לחתוך את התקע ולפשט אותו בחזרה לשני החוטים כמו שלי. כך או כך, אתה צריך בסופו של דבר עם 2 חוטים, האדום (החיובי) וכנראה הלבן (השלילי). חבר את החוט החיובי של ספק הכוח למגע הראשון בבלוק המסוף החיובי, ואת השלילי למגע הנפוץ הראשון בממסר. כדי להקל על זה, השתמשתי בסביבות 150 מ מ של חוט אדום ושחור כשהקצוות מופשטים כדי לעבור בין החיבורים ומחוברים באמצעות פס מסוף.

שלב 11: הפעל אותו

כאשר ספק הכוח שלך עדיין כבוי, בדוק מחדש את כל החיבורים שלך. לאחר שמח, אתחל את ה- Pi שוב. הפעל שוב את התסריט משלב 3:

python3 array-sequencer.py

הסולנואידים שלך עדיין לא יזוזו, אך עליך לשמוע את לחיצת הממסר ולהאיר בדיוק כפי שעשית בשלב 3. סיים את התסריט (Ctrl + C), ועכשיו זה הרגע שחיכית לו - הפעל את המתח לְסַפֵּק! הפעל את התסריט שוב, כל הסולנואידים הרוקדים שלך אמורים להתעורר לחיים. עבודה טובה!

היה לי מזל - כפי שאתה יכול לראות בסרטון אחד אחר מהסולנואידים שלי לא עבד, אבל זו הייתה אשמתי מכיוון שפגעתי בעבר בשל הידוק יתר של בורג תיקון.

שלב 12: עריכת Array-sequencer.py

קח קצת זמן לשחק עם array-sequencer.py. השתמש בעורך המועדף עליך (nano, geany וכו ') כדי לבצע שינויים בתסריט. נסה לבצע את הפעולות הבאות והפעל מחדש את הסקריפט לאחר כל שינוי כדי לראות את השפעתו:

• שנה את משתנה bpm מ -120 למספר אחר, נניח 200 כדי להגדיל את הקצב.
• במשתנה הרצף, שנה מספר 0 ל -1 כדי לשחק יותר תופים.
• שכפל את 3 השורות האחרונות לפני סוגר המרובע הסוגר במשתנה הרצף כדי להוסיף פעימות נוספות ללולאה

שלב 13: התקן את רצף התופים

עכשיו כאשר הדברים נהיים ממש כיפיים, אנחנו הולכים להתקין את הסקוונסר על הפי שלך. זה עומד לתת לנו ממשק אינטרנט המאפשר לפייתון להפעיל את סיכות GPIO על שקעי אינטרנט.

קוד המקור זמין ב- Github כאן, אך בהנחה שעקבת אחר החיווט ב- Instructable נוכל להוריד ולהריץ את הגרסה המורכבת מראש. פתח מסוף ב- Pi שלך והפעל את הפעולות הבאות

# צור ונווט בספרייה לפרויקט שלנו

mkdir pibeat cd pibeat # הורד את קוד המקור wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # חלץ את הקבצים tar -zxf pibeat.tar.gz # התקן את דרישות python ההתקנה pip3 install -r דרישות. txt # הפעל את שרת האינטרנט python3 server.py

בפלט, אם הכל מוצלח אתה אמור לראות את הפלט הבא:

======== פועל ב- https://0.0.0.0:8080 =========

(הקש CTRL+C כדי לסיים)

מצא לך את כתובת ה- IP של פי. פתח דפדפן אינטרנט ולאחר מכן הזן את ה- IP ואחריו: 8080/index.html (זוהי היציאה בה האפליקציה מאזינה ואחריה שם הקובץ) בשורת הכתובת. לדוגמה, אם כתובת ה- IP של ה- Pi שלך היא 192.168.1.3, הזן 192.168.1.3:8080/index.html בשורת הכתובת. רצף התופים יופיע.

לחץ על כפתור ההפעלה ומכונת התופים שלך אמורה להתחיל לנגן. שחק עם הרצף עד שהלב שלך יהיה שבע.

כל עוד יש מסלול רשת ל- Pi שלך, תוכל לגשת לממשק האינטרנט של ה- Pi מכל מכשיר - נסה זאת מהנייד או מהטאבלט שלך.

שלב 14: בניית התופים והשיכון שלך

כאן אתה יכול להפוך את ערימת הספגטי האלקטרונית שלך למכונת תופים אמיתית. כאמור, מה שאתה עושה כאן תלוי בך. כמעט כל דבר שעושה רעש כשניתן להשתמש במכה הוא המקום שבו אתה באמת יכול להפוך את הפרויקט שלך למשהו ייחודי עבורך.

חיטטתי טוב בבית שלי אחר רעיונות לתופים שסיפקו את בקבוק הבירה, הפחית, השייקר, ראשי הבקבוקים והכפות. רשת הדייג נמצאה על החוף, ופעמון השולחן ופסל התנין הגיעו מאיביי. מצאתי פסנתר שבור בדילוג, זה סיפק את הפטישים לבקבוק ויכל, יחד עם זרוע עץ להחזיק את הפעמון במקומו ומוטות מתכת כדי להסתובב ולהחזיק את הכפות במקומן.

הפכתי כל תוף למרכיב עצמאי, כך שאם אחד נשבר או שאני לא מרוצה ממנו, אני יכול לכבות אותו עם אחר בלי יותר מדי מהומה.

הסולנואידים מגיעים עם חורי בריח הדורשים ברגי M3. קידוח החורים לתוך העץ היה קצת מסובך מכיוון שאתה צריך לקבל את המיקום בדיוק כמו שצריך, אך מצאת את החזקת הסולנואיד במקומה ואז סימון החורים בעזרת צמיד לפני הקידוח עובד היטב.

השתמשתי בעיקר ב- 6 מ מ MDF (ניתוקים מחנות העשייה המקומית שלי) לתופים לאורך כמה פיסות עץ גרוטאות, שהוחזקו יחד עם דבק או ברגים.

הפטישים על הפחית ובקבוק הבירה הם כנראה מיותרים, מכיוון שאתה יכול לקבל רק מכה טובה היישר מהסולנואיד, אבל רציתי לקבל כמה שיותר תנועה במכונה כדי להפוך אותה למעניינת מבחינה ויזואלית.

דיור

הדיור הוא קופסה פשוטה מחוספסת ומוכנה העשויה דיקט 3.6 מ"מ, 18 מ"מ MDF וקצת פסי עץ. רציתי דיקט דק לחלק הקדמי של הקופסה, כך שהוא יהדהד כאשר יכה אותו בכף, אך בחירות העץ מונעות בעיקר על ידי מה שכבר היה לי במחסן ומקטע עץ הגרוטאות בחנות העשייה המקומית שלי. יצרתי פלטפורמה בתחתית הקופסה לשמירה על האלקטרוניקה ופלטפורמה נוספת לאחיזת התופים. להכנת הקופסה:

1. חותכים 2 גדלים שווים של MDF ליצירת הקצוות 2. חותכים 4 חתיכות פסי עץ (השתמשתי ב -34 מ"מ x 12 מ"מ) קצרים ב -50 מ"מ מהרוחב הרצוי של הקופסה. מסמר את העץ ל -2 קצות ה- MDF ליצירת צורת הקופסה. שים את העץ במרחק של כ- 1 ס"מ מהחלק העליון והתחתון של הקופסה. חותכים 2 חתיכות דיקט כך שיתאימו לרוחב ולגובה הקופסה. צרף את אלה לחלק הקדמי והאחורי של הקופסה על ידי מסמר ל- mdf ו- stripwood. חותכים חתיכת דיקט כך שיתאים בתוך הקופסה ומניחים על פיסות התחתונה של עץ הרצועה כדי להחזיק את האלקטרוניקה. הכנתי את שלי כחצי מאורך הקופסה.6. חותכים חתיכת דיקט נוספת לחיבור התופים. זה יושב על החלקים העליונים של פס עץ.7. חותכים חור ליד הרציף התחתון כדי להעביר את כבלי החשמל.

צִיוּר

לצביעה, השתמשתי במעיל תחתית אקריליק ואחריו סירים לבוחן קראון מאט. סירי הבוחן הם דרך טובה להשיג מגוון צבעים במחיר זול.

שלב 15: שב ותהנה

והנה, מכונת תופים די מגניבה. את תמצית הרצף בסרטון יוטיוב ניתן למצוא כאן.

אם תמשיכי ותכיני בעצמך אנא שתפי, אשמח לראות מה תמצא. תעשה חיים!