שומר הטמפו של המתופף: 30 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

התפקיד החשוב ביותר של מתופף הוא לשמור זמן. זה אומר לוודא שהקצב נשאר קבוע לכל שיר.

ה- Tempo Keeper של המתופף הוא מכשיר שעוזר למתופפים לשמור על זמן טוב עוד יותר. הוא מורכב מדיסק פיצו קטן המתחבר לראש תוף המלכודת. בכל פעם שהמתופף פוגע בתוף המלכודת, המכשיר מציג את הפעימות לדקה בהתבסס על הזמן שבין משיכות. אם הלהקה מתחילה להאיץ או להאט בלי כוונה, המתופף הופך מודע באופן מיידי ויכול לבצע תיקון קטן כדי לשמור על קצב עקבי.

בהופעה שהתקיימה לאחרונה עם להקה שאני מנגן עליה בתופים, מתופף אחר בקהל חשב שהלהקה שלי מנגנת לרצועה של קליקים - מטרונום שלוחץ כל פעימה לאוזניות שחברי הלהקה לובשים - כי הקצב היה כל כך יציב לכל שיר. איזו מחמאה ומחווה לשומר הטמפו של המתופף!

שלב 1: חלקים

להלן רשימה מלאה של החלקים הדרושים לך ליצירת שומר הטמפ 'לתופים, העלות המשוערת והערות לגבי מה בדיוק השתמשתי ליצירת שלי. אתה יכול להשיג את החלקים האלה באתרים כמו אמזון, eBay, Adafruit ו- SparkFun. החלקים הזולים ביותר בדרך כלל נמכרים ב- eBay והם מגיעים מסין, כך שיוכל לקחת מספר שבועות להגיע. אתה צריך להשתמש במנהגים שונים אם אתה מקבל מיקרו-בקר זול מסין (כפי שעשיתי) מאשר אם אתה קונה שם מותג Arduino מארה ב. ציינתי מה עליך לעשות כדי להוריד ולהתקין את מנהלי ההתקנים האחרים.

1. מיקרו -בקר. השתמשתי בשיבוט Arduino Nano מסין שהגיע עם הכותרות שכבר מולחמו. ($ 4.50)

2. תצוגה בת ארבע ספרות. הקפד לקבל תצוגה בת ארבע ספרות המשתמשת בארבעה סיכות. אל תקבל צג בן ארבעה ספרות בן 7 קטעים מכיוון שהוא דורש 12 סיכות. ($ 3.50)

3. מעטפת הפרויקט. השתמשתי במארז פרוייקטים של RadioShack בגודל 3 "x 2" x 1 ". וודא שהוא פלסטיק מכיוון שעליך לחתוך חור לתצוגה בת ארבע ספרות. ($ 6.00)

4. פיז'ו מכיוון שחלק זה יושב על תוף המלכודת והוא נתון לתנועה רבה ולרטט, כדאי להשתמש בפייזו עם מעטפת סביבו. ישנן גרסאות זולות עם מעטפת פלסטיק, אבל בחרתי באחת עם מעטפת חזקה יותר המשמשת לאיסוף גיטרות. ($ 10.00)

5. חוט מאריך לפיצו. השתמשתי בחוט רגיל 22 AWG. ($ 1.00)

6. התנגדות 10K אוהם. 10K הוא חום - שחור - כתום - זהב. ($ 0.25)

7. מארז סוללות. זה היה הפתרון הקל ביותר בשבילי מכיוון שלא רציתי להתעסק עם סוללות אלקליין, הוא משמש כבסיס מתחת לקופסת הפרויקט והוא נמשך לנצח! למשהו קטן יותר, אתה יכול כנראה להשתמש בכמה סוללות מטבע. ($ 8.00)

8. כבל USB. הכבל מספק כוח ל- Nano מחבילת הסוללות ומספק את הממשק בין המחשב שלך ל- Nano להעלאת הסקיצה. (0.00 $ - כלול עם המיקרו -בקר)

9. לוח פרפ. אתה תלחם את הרכיבים ללוח ואז תחתוך רק את החלק בו אתה משתמש. ($ 2.00)

10. לוח לחם. הרכבתי לראשונה אב טיפוס של הפרויקט הזה באמצעות לוח לחם מפלסטיק וחוטי מגשר. ברגע שזה עבד כמו שצריך, הלחמתי גרסה אחרונה ללוח הפרפ. אינך צריך לעשות זאת, אך מומלץ. ($ 2.00)

11. חוטי מגשר. אתה צריך ארבעה חוטים בין נקבה להרכבה, בדיקה והלחמה. ($ 1.00)

12. רצועות סקוטש. השתמש בעזרת הוולקרו כדי לחבר את חיישן הפיזו לתוף המלכודת. תוכל גם להשתמש בו לחיבור מארז הפרויקט וחבילת הסוללות. ($ 0.80)

סה"כ עלות משוערת: $ 39.05

שלב 2: כלים

להלן הכלים הדרושים להרכבת הפרויקט

1. מלחם. ברגע שאב הטיפוס עובד, תעביר את הרכיבים מלוח הלוח ללוח פרפ.

2. הלחמה. אותו דבר כמו מספר 1.

3. Dremel או כלי דומה. תוכל להשתמש בזה כדי לחתוך את לוח הפרפור וליצור חורים במארז הפרויקט לתצוגה ויציאת ה- USB.

4. קלטת חשמל. אתה תלחם חוטי הארכה לפיאזו ולאחר מכן תשים סרט חשמלי מסביב למקום שהלחמת.

5. מברג. אתה צריך את זה כדי לפתוח ולסגור את מארז הפרויקט.

6. מחשב. אתה תכתוב את השרטוט שלך במחשב ותעלה אותו למיקרו -בקר.

7. תוכנת Arduino IDE. (זמין גם ככלי מבוסס אינטרנט).

שלב 3: איך זה עובד

לפני שאתה מחבר את זה, זה מועיל להבין איך זה עובד.

1. פיזו* הוא רכיב המודד כמה רטט יש. אנו מחברים את הפיצו לתוף המלכודת ואת חוטי הפיצו למיקרו -בקר כדי לקרוא כמה רעידות קיימות על תוף המלכודת.

2. שרטוט המיקרו -בקר קורא את הפיצו כדי לקבוע מתי התוף נפגע, והוא מתעד את השעה. בפעם הבאה שהתוף נפגע, הוא מציין את הזמן הזה ומחשב את הפעימות לדקה על סמך הלהיט הזה והלהיט הקודם.

3. אנו מצמידים גם תצוגה דיגיטלית למיקרו -בקר. לאחר שהוא מחשב פעימות לדקה, הוא מציג את התוצאה בתצוגה הדיגיטלית. אתה יכול לשים את החלק הזה של המכשיר בכל מקום שנראה לך בזמן שאתה משחק. הנחתי את שלי ליד הכובע הגבוה על הרצפה.

הערה: אם אינך משחק רבע תווים על המלכודת, הקריאה תשקף את כל מה שאתה משחק. המתן עד שתחזור לנגן את קצב השיר כדי לקבוע את המהירות.

* אנו משתמשים בפייזו כמרכיב INPUT בפרויקט זה למדידת כמות הרטט. בפרויקטים אחרים, כאשר אתה משתמש בו כרכיב OUTPUT, הוא יוצר רעידות והופך לדובר!

שלב 4: פרוטוטייפ לוח

מכיוון שהלחמה היא לא הכישרון הכי טוב שלי, קודם כל חיברתי מכשיר אב טיפוס בעזרת לוח פלסטיק וחוטי מגשר כדי להבטיח שהוא עובד. ברגע שזה עבד, העברתי אותו ללוח פרפר והלחמתי אותו. אם אתה יוצר ותיק, אתה יכול לדלג על החלק הזה ולהלחם ישירות ללוח perf.

1. הנח את המיקרו -בקר באמצע לוח הלחם כך שיהיה עמוד פלסטיק המפריד בין הסיכות בצד השמאלי של הלוח לבין הסיכות בצד ימין של הלוח. וודא שיציאת ה- USB נמצאת בקצה לוח הלחם ולא באמצע, כפי שמוצג בתמונה.

שלב 5: חבר PIEZO

הפייזו הוא חיישן אנלוגי מכיוון שהוא מדווח על ערך בין 0 ל- 1024, ולכן הוא צריך להתחבר לסיכה אנלוגית בארדואינו. השתמשתי בסיכה האנלוגית הראשונה, A0.

1. חבר את החוט החיובי (האדום) של הפיז'ו לסיכה A0 על הארדואינו.

2. חבר את החוט השלילי (השחור) של הפיאזו לאחד מסיכות הקרקע (GND) בארדואינו.

שלב 6: חיבור נגד

חבר את הנגד לאותם סיכות שאליה מחובר הפיאזו (A0 ו- GND)

(לא משנה איזה צד של הנגד מתחבר לאיזה סיכה; הם זהים).

שלב 7: חבר PIN PIN לתצוגה

יחידת התצוגה של ארבע ספרות מתחברת לשני סיכות דיגיטליות בארדואינו. השתמשתי בשני הסיכות הדיגיטליות הראשונות ב- Nano, שהן D2 ו- D3.

חבר את סיכת CLK בתצוגה לסיכה D3 בארדואינו באמצעות כבל נקבה לזכר

שלב 8: חיבור PIN DIO לתצוגה

חבר את סיכת ה- DIO בתצוגה לסיכת D2 בארדואינו באמצעות כבל נקבה לזכר

שלב 9: חבר PIN VCC לתצוגה

חבר את סיכת VCC בתצוגה אל פין החשמל 5V בארדואינו באמצעות כבל נקבה לזכר

שלב 10: חיבור PIN GND לתצוגה

1. חבר את סיכת GND בתצוגה לסיכת GND בארדואינו באמצעות כבל נקבה לזכר.

זה כל מה שיש לאב טיפוס האלקטרוניקה

שלב 11: הורדה של מנהלי התקנים CH340 (אופציונלי)

אם אתה משתמש בארדואינו זול יותר מסין, הוא כנראה משתמש בשבב CH340 כדי לתקשר עם מחשב. עליך להוריד ולהתקין את מנהלי ההתקנים של השבב הזה. אתה יכול להוריד את מנהלי ההתקן הרשמיים מאתר זה (הדף באנגלית וסינית אם אתה מסתכל מקרוב). התקן את מנהלי ההתקנים במחשב האישי שלך על -ידי הפעלת קובץ ההפעלה.

שלב 12: הורדת ספריית התצוגה הדיגיטלית (TM1637)

הצג בן ארבע ספרות משתמש בשבב TM1637. עליך להוריד ספרייה שמקלת על הצגת מספרים בתצוגה הדיגיטלית. עבור אל https://github.com/avishorp/TM1637. בחר שיבוט או הורד ובחר הורד מיקוד. שמור את הקובץ במחשב שלך.

שלב 13: התקן את ספריית התצוגה הדיגיטלית

1. הפעל את תוכנת Arduino IDE במחשב שלך. הוא יציג את המתווה לשרטוט ריק.

2. בחר סקיצה | כלול ספרייה | הוסף את. ZIP Library ובחר את הקובץ שהורדת מ- Github להתקנת הספרייה.

שלב 14: בחר לוח ARDUINO ויציאה

1. חבר את ה- Arduino למחשב באמצעות כבל USB. לאחר מכן עבור ל- IDE של Arduino ולסקיצה החדשה שפתוחה.

2. בחר את הלוח הנכון, למשל Arduino Nano.

3. בחר את היציאה שאליה Arduino מחובר במחשב.

שלב 15: סקצ ': רקע

1. בכדי לקבוע אם התוף נפגע, קראנו את סיכת חיישן הפיז'ו A0. הפייזו מודד את כמות הרטט על תוף המלכודת ונותן לנו ערך בין 0 (ללא רטט) ל -1024 (רטט מרבי).

2. מכיוון שיכולות להיות כמה רעידות קלות מהמוזיקה ומהכלים האחרים, איננו יכולים לומר שכל קריאה מעל לאפס מעידה על פגיעה בתוף. עלינו לאפשר קצת רעש כאשר אנו בודקים את הקריאה מהפייזו. אני קורא לערך הזה THRESHHOLD ובחרתי 100. המשמעות היא שכל קריאה מעל 100 מצביעה על פגיעה בתוף. כל דבר במאה ומטה הוא רק רעש. רמז: אם המכשיר מציג קריאות כאשר לא פגעת בתוף, הגדל ערך זה.

3. מכיוון שאנו מחשבים פעימות לדקה, עלינו לעקוב אחר הזמן של כל שבץ לתוף. המיקרו -בקר עוקב אחר מספר האלפיות השנייה שחלפו מאז שהתחיל. ערך זה זמין לנו עם הפונקציה millis (), שהיא מספר שלם ארוך (סוג ארוך).

שלב 16: סקצ ': הגדרה מוקדמת

הקלד את הדברים הבאים בחלק העליון של הסקיצה, מעל פונקציית ההתקנה. (אם אתה מעדיף, תוכל להוריד את המערכון הסופי בסוף ההסבר).

1. ראשית, כלול את שתי הספריות הדרושות לנו: TM1637Display שהורדת ו- math.h.

2. לאחר מכן, הגדר את הסיכות בהן אנו משתמשים. אם אתה נזכר מהרכבת המכשיר, סיכת CLK היא סיכה דיגיטלית 2, סיכת DIO היא סיכה דיגיטלית 3 וסיכת הפיז'ו היא A0 (0 אנלוגי).

3. לעת עתה, הגדר את ה- THRESHHOLD להיות 100.

4. לאחר מכן, צור שני משתנים הדרושים לנו עבור המערכון הנקרא קריאה (קריאת חיישן הפיאזו הנוכחית) ו- lastbeat (זמן השבץ הקודם).

5. לבסוף, אתחל את ספריית TM1637 על ידי העברת מספרי הסיכה שבהם אנו משתמשים ב- CLK וב- DIO.

// ספריות

#include #include // Pins #define CLK 2 #define DIO 3 #define PIEZO A0 #define THRESHHOLD 100 // משתנים int קריאה; long lastBeat; // הגדר ספריית תצוגה TM1637 תצוגת תצוגה (CLK, DIO);

שלב 17: סקצ ': פונקציית התקנה

אם אתה בונה את הסקיצה שלב אחר שלב, הקלד את הדברים הבאים עבור פונקציית ההתקנה ().

1. השתמש בפונקציית pinMode כדי להכריז על סיכת הפיז'ו כסיכת INPUT, מכיוון שאנו הולכים לקרוא ממנה.

2. השתמש בפונקציית setBrightness כדי להגדיר את התצוגה הדיגיטלית לרמה הבהירה ביותר. הוא משתמש בסולם מ 0 (פחות בהיר) עד 7 (הכי בהיר).

3. מכיוון שאין לנו שבץ תופים קודם לכן, הגדר את המשתנה הזה לזמן הנוכחי.

הגדרת בטל () {

// הגדר סיכות pinMode (PIEZO, INPUT); // הגדר display.setBrightness בהירות התצוגה (7); // רשמו את הלהיט הראשון כמו עכשיו lastBeat = millis (); }

שלב 18: גוף סקיצה: הלוגיקה

הקלד את הפעולות הבאות לפונקציית הלולאה הראשית () אם אתה בונה את הסקיצה שלב אחר שלב.

1. קרא את הערך של חיישן הפיאזו עד שהחיישן יקרא ערך מעל הסף, המציין פגיעה בתוף המלכודת. שמור את הזמן הנוכחי של שבץ כמו פעימה זו.

2. לאחר מכן, התקשר לפונקציית calcBBM לחישוב פעימות לדקה. העבר את הפונקציה את הזמן של שבץ זה ואת זמן השבץ האחרון לחישוב. (השלב הבא מכיל את גוף הפונקציה). אחסן את התוצאה ב- bpm.

3. לאחר מכן, הצג את הפעימות לדקה על צג ה- LED על ידי העברת התוצאה לפונקציה מספריית TM1347 הנקראת showNumberDec ().

4. לבסוף, הגדר את הזמן של השבץ הקודם (פעימה אחרונה) להיות הזמן של פעימה זו (פעימה זו) והמתן לפגיעה הבאה בתוף.

לולאת חלל () {

// האם קיבלנו להיט תופים? int piezo = analogRead (PIEZO); אם (piezo> THRESHHOLD) {// רשום את הזמן, חשב את הדקה לדקה והצג את התוצאה ארוכה thisBeat = millis (); int bpm = calculateBPM (thisBeat, lastBeat); display.showNumberDec (bpm); // thisBeat הוא כעת LastBeat ללהיט התוף הבא lastBeat = thisBeat; }}

שלב 19: סקצ ': חישוב פעימות לדקה

רמז: שים את הפונקציה הזו מעל פונקציית ההתקנה בתוכנית כך שלא תצטרך להצהיר עליה פעמיים.

עיין בתרשים לעיל לחישוב מדגם.

1. צור פונקציה לביצוע חישוב פעימות לדקה (bpm). קבל את פרק הזמן של שבץ התוף הזה (ThisTime) ואת הזמן של משיכת התוף הקודמת (LastTime).

2. הפחת את הזמן בין שני להיטי התוף ושמור אותו כפי שחלף. הפרש הזמן מספק את מספר הפעימות (1) לכל מילי שניות (ms).

3. המירו פעימות לאלפיות השנייה לפעימות לדקה. מכיוון שיש 1000 אלפיות השנייה בשנייה, חלקו 1000 לפי הזמן בין שתי המהלכים כדי לקבל פעימות (1) לשנייה. מכיוון שיש 60 שניות בדקה, הכפל את זה ב- 60 כדי לקבל פעימות (1) לדקה. עגול את התוצאה הסופית כדי להחזיר ערך שלם (מספר שלם).

אם אתה מעדיף, תוכל להוריד את הסקיצה הסופית משלב זה

int calculateBPM (long thisTime, long lastTime) {

עבר זמן רב = thisTime - lastTime; פעמיים לדקה = עגול (1000. / חלף * 60.); החזר (int) bpm; }

שלב 20: שמור והעלאה

1. ב- IDE Arduino, בחר קובץ ובחר שמור. הקלד שם לשרטוט שלך ולחץ על שמור כדי לשמור את הסקיצה (עליך לתת לו רק שם בפעם הראשונה שאתה שומר אותו).

2. בחר סקיצה ובחר העלה כדי להעלות את הסקיצה לארדואינו שלך והתכונן לבדיקה.

שלב 21: חבר את הסוללה ובדוק את הפרוטוטיפ

בדוק את המכשיר לפני שאתה מרכיב את הגרסה הסופית.

1. חבר את מארז הסוללות לבקר המיקרו

2. מניחים את הפאיזו על תוף סריגים ומחזיקים אותו במקום עם האצבע.

3. פגע בתוף המלכודת כמה פעמים וודא שהקריאה מספקת את הפעימות לדקה בהתבסס על משיכות התוף שלך.

3. ברגע שזה עובד כראוי, אתה יכול לרתך את הגירסה הסופית.

שלב 22: חוטי הארכת מכר לפיאצו

1. מכיוון שהפייזו יהיה על תוף המערבולת ושאר היחידה תהיה במקום אחר, עליך להאריך את כמות החוט על הפיזו. הלחם את קצות הפיצו עד כשלושה מטרים של חוט כדי לספק רפיון נוסף.

רמז: אם חוט ההרחבה שלך אינו צבעוני, סמן מהו האדום ומהו החוט השחור מהפיצו.

שלב 23: העבר רכיבים ללוח מושלם

לאחר מכן, העבר את המעגל מלוח הפלסטיק ללוח הפרפר והלחם את הרכיבים. גרסת הלחמה צריכה להיות זהה לגרסת לוח הלחם.

1. העבר את הבקר מהקרש מלוח הפלסטיק ללוח ה perf, וודא שמערכות הפינים השמאליות והימניות אינן מחוברות ומחבר ה- USB פונה לכיוון הנכון. הלחמה כל סיכה ללוח perf.

2. הלחמו את חוטי הפיצו הארוכים שחיברתם (חוט שחור ל- GND וחוט אדום ל- A0).

3. הלחם את הנגד לאותם סיכות כמו הפאיזו.

4. הלחם את יחידת התצוגה כפי שהיא מחוברת על לוח הלחם (CLK ל- D3; DIO ל- D2; VCC ל- +5V ו- GND to GND).

שלב 24: חיתוך לוח PERF

1. חותכים בזהירות את החלקים שאינם בשימוש בלוח הפרפ, כך שהמיקרו -בקר יתאים למארז הפרויקט.

שלב 25: סגירת פרויקט: שינוי תצוגה דיגיטלית

1. השתמש בכלי dremel או דומה כדי לחתוך חור בחלק העליון של מארז הפרויקט כך שיתאים לתצוגה הדיגיטלית.

שלב 26: סגירת פרויקט: שינוי USB

1. חותכים חור בצד מארז הפרויקט ליציאת ה- USB.

שלב 27: סגירת פרויקט: חריץ לחוטי פיאצו

בקצה הנגדי מהמקום שבו נמצא חיבור ה- USB של המיקרו -בקר, חותכים חריץ קטן לחוטי הפיזו.

שלב 28: יחידת סופי הרכבה

1. הרכיבו את הצג בחלק העליון של מארז הפרויקט כך שיתאים לחור שיצרתם.

2. הרכיב את לוח ה perf עם המיקרו -בקר בתחתית מארז הפרויקט כך שיציאת ה- USB תהיה נגישה דרך החור שיצרת.

רמז: שמתי חתיכת לוח שעם קטנה בין שני הלוחות כדי שלא ייגעו זה בזה.

שלב 29: בידוד סגירת פרוייקט ביחד

התאם את חוטי הפיזו דרך החריץ שיצרת והברג את מארז הפרויקט יחדיו.

שלב 30: הרכבת פיאצו ובדיקה

1. הרכיבו את הפיצו על ראש תוף המלכודת בעזרת רצועות סקוטש.

2. אנא אנא השאר את המכשיר על הרצפה או במיקום אחר שקל לצפות בו בזמן שאתה מנגן על תופים.

3. התרשמו מחברי הלהקה בעזרת כישורי זמן הזמן המשופרים שלכם!