Ahududu Pi ile Çalışan Önemsiz Davul Makinesi: 15 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu Eğitim Tablosu size Raspberry Pi ile çalışan bir robotik davul makinesinin nasıl yapıldığını gösterecektir. Gerçekten eğlenceli, yaratıcı, interaktif bir proje. Size iç işleri nasıl yapacağınızı göstereceğim, ancak asıl davullar size kalmış olacak ve size tamamen size özel bir şey yapma fırsatı verecek. Elimden geldiğince çok buluntu malzeme kullandım makinem için… komşularımdan kurtarılan piyanonun çekiçleri, sahilde bulduğum balık ağı, boş bir fasulye konservesi, tahta kaşıklar, boş bir bira şişesi, bira şişesi kapakları ve diğer şeylerin yanı sıra bir masa zili, ancak hayal gücünüzün çıldırmasına izin verin - evin etrafında ne olduğunu görün, vurulduğunda ses çıkaran hemen hemen her şey kullanılabilir ve projenizi gerçekten size ait hale getirecektir. 2 seçeneğiniz var:

• PiBeat adını verdiğim tarayıcı tabanlı bir adım dizisi - Bu çok eğlenceli ve davul makinenizi Pi'nizden veya aynı ağdaki herhangi bir cihazdan (telefonunuz, tabletiniz veya bilgisayarınız gibi) etkileşimli olarak kontrol etmenizi sağlar. Pi'nize daha sonra yükleyeceğiz, ancak burada bir önizleme görülebilir ve kod burada GitHub'da.
• Bir davul kalıbını programlamak için bir python betiği. Bu, gitarınızla vs. birlikte çalmanız için bir ritim yaratmanın harika bir yoludur.

Maliyetleri düşük tutmaya çalışıyorum ve bir sonraki adımda göreceğiniz gibi, pahalı özel araçlara gerek yok. Ayrıca her adımda işlerin nasıl yürüdüğünü açıklamaya çalıştım, Pi'ler, kodlama ve elektronik dünyasında nispeten yeni olsanız ve sınırlı bir bütçeyle harika bir proje haline getiriyorum.

Tamam, hadi işe başlayalım!

1. Adım: Alışverişe Git

İç mekanizmayı oluşturmak için ihtiyacınız olacak:

• 1x 40 Pinli Raspberry Pi, bir SD'ye kurulu Raspbian, güç kablosu ve buna bağlanabilme özelliği ile (ModMyPi'den önceden lehimlenmiş başlığı olan bir Raspberry Pi Zero Wireless kullandım)
• 1x 5v 8 kanal röle
• 1 adet dişiden dişiye jumper kablo paketi (10 kablo gereklidir)
• 2x 3 Amp Klemens şeritleri (Breadboard veya perfboard kullanabilirsiniz, ancak klemens şeritleri ucuzdur ve kabloların gevşemesini önler ve bunu yaparken bir havyam yoktu)
• 1x 12v 10a Güç Kaynağı
• 8x 12v 2a Solenoidler
• 8x 1N5401 Doğrultucu diyotlar
• 50 cm 0,5 mm kablo (Kırmızı, siyah ve ikiz damar elde etmenin uygun maliyetli bir yolu olduğu için bazı ikiz damarlı kablodaki damarları çıkardım), ancak isterseniz sadece 1 renk kullanabilirsiniz. İnşa etmek istediğiniz konutlara bağlı olarak daha büyük bir uzunluk satın almak istemeyebilirsiniz.

Ayrıca aşağıdaki araçlara da ihtiyacınız olacak:

• Tel kesiciler
• Tel striptizci
• Küçük düz tornavida, yaklaşık 3 mm
• Alacağınız klemens şeritlerine bağlı olarak küçük bir yıldız tornavidaya da ihtiyacınız olabilir.

Davulları yapmak için herhangi bir parça veya alet ve içine koymak istemediğiniz herhangi bir yuva listelemedim. Benimkini nasıl yaptığımı daha sonra göstereceğim ama daha önce de söylediğim gibi o kısmı hayal gücünüze bırakıyorum.

Adım 2: Pi'yi Röleye Bağlayın

Pi üzerindeki pinlerin sağladığı maksimum voltaj 5v'dir. 5v solenoidleri satın alabilir ve bunları doğrudan Pi'den çalıştırabiliriz, ancak bu, davul makinemizin ihtiyaç duyduğu büyük darbeyi vermez. Bu nedenle, düşük voltajlı GPIO devremizden daha yüksek bir voltaj devresini (bizim durumumuzda 12v solenoidlerimizi içeren bir 12v devre) açıp kapatmamızı sağlayan bir röle kullanıyoruz.

Rölemiz 8 kanala sahiptir, yani 8 selenoidi bağımsız olarak açıp kapatabiliriz. Her kanal 4 konektör içerir; 3, daha sonra göreceğimiz yüksek voltaj devresi tarafından ve Pi'mizi bağlayacağımız alt voltaj devresinde 'IN' pini olan 1 kullanılır. Pi'nin GPIO pini belirli bir kanal IN pinine 5v gönderdiğinde, röle karşılık gelen 12v devresini açar.

Rölenin alçak gerilim tarafında ayrıca PI'nin toprağına bağlamamız gereken bir GND (toprak) pini ve Pi'den gelen 5v güç için bir VVC pini bulunmaktadır.

Pi kapalıyken, aktarma kablolarını kullanarak röleyi Pi'ye bağlamak için şemayı izleyin. Aynı renk jumper'ları kullanmak zorunda değilsiniz, ancak görüntüleri takip ederken yardımcı olabilir.

Adım 3: Biraz Gürültü Yapalım

Henüz tam teşekküllü tambur makinemiz olmayabilir, ancak bu adımda röleden tıklamalar da olsa biraz ses çıkaracağız. Davul kalıplarını programlamak için python betiğini tanıtacağız, bu şimdiye kadar yaptıklarımızı test etmemizi sağlayacaktır.

Komut dosyası mevcuttur burada bir özü vardır.

Pi'nizi önyükleyin, Pi'de bir terminal açın ve aşağıdakileri çalıştırarak komut dosyasını indirin:

wget

Ne yaptığına dair bir fikir edinmek için koda ve yorumlara bakmak isteyebilirsiniz, ancak biraz memnuniyet alıp çalıştıralım:

python3 dizi-sıralayıcı.py

Her şey planlandığı gibi giderse, röledeki kontakların açılıp kapandığını ve ilgili kanaldaki ışığın yanıp söndüğünü duymalısınız. Neler olduğu hakkında bir fikir edinmek için komut dosyasının içindeki dizi değişkenine bir göz atın - tüm kanallar birlikte tetiklenecek, ardından her biri ayrı ayrı tetiklenecektir. Ctrl + C tuşlarına basarak komut dosyasından çıkana kadar çalışmaya devam edecektir.

Devam etmeden önce, kabloları bağlarken kazara kısa devre olması durumunda Pi'yi tekrar kapatmak iyi bir fikirdir.

Adım 4: Devremizin Olumlu Tarafını Yaratın

8 solenoidi tek bir güç kaynağıyla çalıştırmak için paralel bir devre oluşturacağız. Tamamlanmış 12v devresinin bir şemasını görebilirsiniz, ancak adım adım üzerinden geçeceğiz.

Bir breadboard veya perfboard kullanabilirsiniz, ancak ucuz oldukları için terminal şeritlerini seçtim, kabloları sıkıca tuttum ve bunu oluştururken bir havyam da yoktu.

Etkili bir şekilde, tüm solenoidleri ve her solenoid için bir diyotu (daha sonra diyotlar hakkında daha fazla bilgi) güç kaynağımızın 1 pozitif kablosuna bağlamamız gerekir.

Kesicileri kullanarak, terminal şeridini kesin, böylece iki bloğu birbirine bağlayan plastik uçta keserek 8 çiftli bir bloğa sahip olursunuz. Herhangi bir metali kesmemeye dikkat edin.

Şimdi şeridin bir tarafındaki tüm terminalleri birleştirmemiz gerekiyor. Yaklaşık 35 mm uzunluğunda 7 parça kırmızı kabloyu kesmek için kesicileri kullanın, ardından her bir kablonun her bir ucundan yaklaşık 5 mm yalıtımı çıkarmak için kablo sıyırıcıları kullanın.

Şimdi, vidaları kullanarak kabloları yerinde tutarak, şeridin bir tarafı boyunca tüm terminalleri birbirine zincirlemek için kabloları kullanın. İlk ve son vidada sadece 1 tel bulunurken geri kalanında 2 tel olacaktır.

Adım 5: Solenoidleri ve Diyotları ekleyin

Solenoidler elektromıknatıslar olduğundan, devrenizi geri dönüşten korumak için diyotlar önerilir (bununla ilgili ayrıntılı bilgiyi buradan okuyabilirsiniz). Bu nedenle rölemizi korumak için her solenoide kendi diyotunu vereceğiz.

Önceki adımda birbirine bağladığınız terminal şeridinin karşı tarafında, ilk delikle başlayın. Solenoidin 1 telini sokun, ardından diyotun bir ucunu aynı deliğe ekleyin. Diyotlar akımın yalnızca tek yönlü akışına izin verdiğinden, diyot üzerindeki gümüş şeridin terminal şeridine doğru olduğundan emin olun. Onları yerinde tutmak için vidayı sıkın. Kalan 7 delik için işlemi tekrarlayın.

Aldığım solenoidlerden biri arızalıydı, bu yüzden fotoğrafları çekerken onu mavi kabloları olan daha düşük bir amfi modeliyle değiştirdim.

Adım 6: Negatif Terminal Şeridi'ni Solenoid ve Diyotlara Bağlayın

Pozitif tarafta yaptığımız gibi, 1 terminal şeridi alın ve kesin, böylece 8 çiftli başka bir şeridiniz olur. Artı terminal şeridini yansıtacak şekilde diyotları ve solenoidleri bu terminal şeridine vidalayın.

Adım 7: Röle Bağlantı Tellerini Oluşturun

Röleyi bağlamaya neredeyse hazırız ama önce onu bağlayacak bir şeye ihtiyacımız var. Yaklaşık 70 mm uzunluğunda 8 parça siyah tel kesin, ardından her bir uçtan yaklaşık 5 mm soyun. Her kabloyu negatif terminal şeridinde kalan 8 konektöre takın.

Adım 8: Röle Ortak Konnektörlerini Bağlayın

Jumper'ların bağlı olduğu tarafı Pi'ye sizden uzakta tutan röleye bir bakın. Her kanalın 3 kontağı vardır, soldan sağa bunlar normalde açık (NO), ortak (COM) ve normalde kapalı (NC) olarak adlandırılır. Sadece IN pinlerinde yüksek voltaj olduğunda solenoidlerimizin açılmasını istiyoruz, bu nedenle normalde açık kontağı kullanacağız. Bunun yerine normalde kapalı kontağı kullanacak olsaydık, bunun tersi olurdu - IN pininde yüksek bir voltaj gönderilene kadar solenoid açık olacaktır. Devreyi tamamlamak için ortak kontağı da kullanacağız.

Bu bir paralel devre olduğundan, röle üzerindeki tüm ortak kontakları zincirleme bağlayacağız. Yaklaşık 60 mm uzunluğunda 7 parça siyah tel kesin ve her bir ucundan 5 mm soyun. Tüm COM kontaklarını (3'lü her setin ortası) birbirine bağlayan röle boyunca çalışın. İlk ve sonuncunun sadece bir kablosu olacak, geri kalanı 2'ye sahip olacak.

Adım 9: Röleyi Devremizin Geri Kalanına Bağlayın

Şimdi röleyi devremizin geri kalanına bağlama zamanı. Negatif terminal şeridinin bir ucundan siyah kablo parçasının takılı olmayan ucunu alın ve röle üzerindeki normalde açık (NO) kontakların ilk veya sonuncusuna bağlayın. Her kabloyu bir sonraki NO kontağına bağlayarak bunu diğer 7 kablo parçası için tekrarlayın.

Adım 10: 12v Güç Kaynağını Bağlayın

İlk olarak, herhangi bir sarsıntıdan kaçınmak için güç kaynağınızın kapalı ve elektrik fişinin çekili olduğundan emin olun.

Güç kaynağım, eBay'den kullanılmış ve 12v erkek fiş çıkarılmış halde geldi. Sizinkinin hala fişe sahip olduğunu varsayarak, eşleşen dişi DC konektörü satın alabilir veya fişi kesip benimki gibi 2 kabloya geri sıyırabilirsiniz. Her iki durumda da, kırmızı (pozitif) ve muhtemelen beyaz (negatif) olmak üzere 2 kabloya sahip olmanız gerekir. Güç kaynağının pozitif kablosunu pozitif terminal bloğundaki ilk kontağa ve negatifi röle üzerindeki ilk ortak kontağa bağlayın. Bunu kolaylaştırmak için, bağlantılar arasında gitmek için uçları soyulmuş ve bir terminal şeridi kullanarak bağlanmış yaklaşık 150 mm kırmızı ve siyah kablo kullandım.

Adım 11: Ateşleyin

Güç kaynağınız hala kapalıyken, tüm bağlantılarınızı hızlı bir şekilde kontrol edin. Mutlu olduktan sonra Pi'yi tekrar başlatın. Komut dosyasını 3. adımdan tekrar çalıştırın:

python3 dizi-sıralayıcı.py

Solenoidleriniz henüz hareket etmeyecek, ancak 3. adımda yaptığınız gibi rölenin klik sesini duymalı ve yanmalıdır. Komut dosyasını sonlandırın (Ctrl + C) ve şimdi beklediğiniz an geldi - gücü açın. arz! Senaryoyu tekrar çalıştırın, tüm dans eden solenoidleriniz şimdi hayata geçmelidir. İyi iş!

Şanssızdım - videoda görebileceğiniz gibi solenoidlerimden biri çalışmıyordu, ancak daha önce bir sabitleme cıvatasını aşırı sıkarak zarar verdiğim için bu benim hatamdı.

Adım 12: Array-sequencer.py'yi Düzenleme

array-sequencer.py ile oynamak için biraz zaman ayırın. Komut dosyasında değişiklik yapmak için favori düzenleyicinizi (nano, geany vb.) kullanın. Etkisini görmek için aşağıdakileri yapmayı ve her değişiklikten sonra komut dosyasını yeniden çalıştırmayı deneyin:

• Tempoyu artırmak için bpm değişkenini 120'den başka bir sayıya değiştirin, örneğin 200.
• Sıra değişkeninde, daha fazla davul çalmak için bazı 0'ları 1'e değiştirin.
• Döngüye daha fazla vuruş eklemek için dizi değişkeninde kapanış köşeli parantezinden önceki son 3 satırı çoğaltın

Adım 13: Davul Sıralayıcıyı Kurun

Şimdi işler gerçekten eğlenceli hale geldiğinde, sıralayıcıyı Pi'nize kuracağız. Bu bize Python'un web soketleri üzerinden GPIO pinlerini tetiklemesine izin veren bir web arayüzü verecek.

Kaynak kodu burada Github'da mevcuttur, ancak Instructable'daki kablolamayı takip ettiğinizi varsayarsak, önceden derlenmiş sürümü indirebilir ve çalıştırabiliriz. Pi'nizde bir terminal açın ve aşağıdakileri çalıştırın

# Projemiz için bir dizin oluşturun ve bu dizine gidin

mkdir pibeat cd pibeat # Kaynak kodunu indirin wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Tar -zxf pibeat.tar.gz dosyalarını çıkarın # python gereksinimlerini yükleyin pip3 install -r gereksinimlerini. txt # Web sunucusunu çalıştırın python3 server.py

Çıktıda, her şey başarılı olursa aşağıdaki çıktıyı görmelisiniz:

======== https://0.0.0.0:8080 üzerinde çalışıyor ========

(Çıkmak için CTRL+C tuşlarına basın)

Pi'nin IP adresini bulun. Bir web tarayıcısı açın, ardından IP'yi ve ardından:8080/index.html (bu, uygulamanın dinlediği bağlantı noktasıdır ve ardından dosya adını) adres çubuğuna girin. Örneğin, Pi'nizin IP adresi 192.168.1.3 ise, adres çubuğuna 192.168.1.3:8080/index.html yazın. Davul sıralayıcı görünecektir.

Oynat düğmesine basın ve davul makineniz çalmaya başlamalıdır. Kalbiniz memnun olana kadar sıralayıcı ile oynayın.

Pi'nize giden bir ağ yolu olduğu sürece, Pi'nin web arayüzüne herhangi bir cihazdan erişebilirsiniz - cep telefonunuzdan veya tabletinizden deneyin.

Adım 14: Davullarınızı ve Muhafazanızı Oluşturun

Elektronik spagetti yığınınızı gerçek bir davul makinesine dönüştüreceğiniz yer burasıdır. Daha önce de söylediğim gibi, burada ne yapacağınız size kalmış. Vurulduğunda ses çıkaran hemen hemen her şey kullanılabilir ve projenizi gerçekten size özel bir şeye dönüştürebileceğiniz yerdir.

Bira şişesi, teneke kutu, çalkalayıcı, şişe kapakları ve kaşıkları sağlayan davullar için evimde iyi bir fikir edindim. Sahilde balık ağı bulundu ve masa zili ve timsah kastaneti eBay'den geldi. Bir atlamada kırık bir piyano buldum, bu, şişe ve kutu için çekiçleri, zili yerinde tutmak için ahşap dübelleri ve kaşıkları yerinde döndürmek ve tutmak için metal çubukları sağladı.

Her davulu bağımsız bir bileşen yaptım, bu yüzden biri bozulursa veya ondan memnun kalmazsam, çok fazla telaşa kapılmadan başka bir davulla değiştirebilirim.

Solenoidler, M3 cıvata gerektiren cıvata delikleriyle gelir. Delikleri tahtaya delmek biraz zordu, çünkü konumlandırmayı tam olarak doğru yapmak zorundaydınız, ancak solenoidi yerinde tuttuğunuzu ve delmeden önce delikleri bir bradawl ile işaretlediğinizi gördünüz.

Tutkal veya vidalarla bir arada tutulan birkaç parça hurda ahşap boyunca variller için çoğunlukla 6 mm MDF (yerel DIY dükkanımdan kesilmiş parçalar) kullandım.

Kutu ve bira şişesi üzerindeki çekiçler muhtemelen gereksizdir, çünkü doğrudan solenoidden iyi bir vuruş elde edebilirsiniz, ancak görsel olarak ilginç hale getirmek için makinede mümkün olduğunca fazla hareket elde etmek istedim.

Konut

Muhafaza, 3,6 mm kontrplaktan, 18 mm MDF'den ve biraz şerit ağacından yapılmış basit, kaba ve hazır bir kutudur. Kutunun önü için ince kontrplak istedim, böylece bir kaşıkla vurulduğunda rezonansa girecekti, ancak ahşap seçimleri esas olarak kulübede zaten sahip olduğum şey ve yerel DIY dükkanımdaki hurda ahşap bölümü tarafından yönlendirildi. Kutunun altına elektronikleri tutmak için bir platform ve davulları tutmak için başka bir platform yaptım. Kutuyu yapmak için:

1. Uçları yapmak için 2 eşit boyutta MDF kesin. Kutunun istenilen genişliğinden 50 mm daha kısa 4 parça şerit (34mm x 12mm kullandım) kesin3. Kutu şeklini oluşturmak için şerit ahşabı 2 MDF ucuna çivileyin. Şerit ağacını kutunun üstünden ve altından yaklaşık 1 cm uzağa koyun.4. Kutunun genişliğine ve yüksekliğine uyacak şekilde 2 adet kontrplak kesin. Bunları mdf ve stripwood'a çivileyerek kutunun önüne ve arkasına yapıştırın.5. Kutunun içine sığması için bir kontrplak parçası kesin ve elektronik aksamı tutmak için şerit ahşabın alt parçalarına yerleştirin. Benimkini kutunun yaklaşık yarısı kadar yaptım.6. Tamburları takmak için başka bir kontrplak parçası kesin. Bu, stripwood.7'nin en üst parçalarına oturur. Güç kablolarını beslemek için alt platformun yakınında bir delik açın.

Tablo

Boyamak için Akrilik Astar Astar ve ardından Crown Matt tester kapları kullandım. Test kapları, çeşitli renkleri ucuza elde etmenin iyi bir yoludur.

Adım 15: Arkanıza yaslanın ve Eğlenin

Ve işte karşınızda, oldukça havalı bir davul makinesi. Youtube videosundaki dizinin özü burada bulunabilir.

Devam edip kendin yaparsan lütfen paylaş, ne bulduğunu görmek isterim. İyi eğlenceler!