„Raspberry Pi“varomas šiukšlių būgno aparatas: 15 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Ši instrukcija parodys, kaip padaryti „Raspberry Pi“varomą robotų būgno mašiną. Tai tikrai įdomus, kūrybingas, interaktyvus projektas. Aš jums parodysiu, kaip atlikti vidinį darbą, tačiau tikrieji būgnai priklausys nuo jūsų, suteikiant jums galimybę sukurti kažką visiškai unikalaus jums. Savo mašinai panaudojau kuo daugiau rastų daiktų … plaktukai nuo pianino, išgelbėto nuo kaimynų, praleidžia, paplūdimyje rastas žvejybos tinklas, tuščia kepimo pupelių skardinė, mediniai šaukštai, tuščias alaus butelis, alaus butelių viršeliai ir, be kita ko, stalo skambutis, tačiau leiskite savo fantazijai išprotėti - pažiūrėkite, ką turite aplink namą, beveik viską, kas gali sukelti triukšmą smūgio metu, ir tai tikrai pavers jūsų projektą. Jei norite jį valdyti, turite 2 variantus:

• Naršykle pagrįsta veiksmų seka, kurią pavadinau „PiBeat“- tai labai smagu ir leidžia interaktyviai valdyti būgno mašiną iš „Pi“ar bet kurio to paties tinklo įrenginio (pvz., Telefono, planšetinio kompiuterio ar kompiuterio). Vėliau jį įdiegsime jūsų „Pi“, tačiau peržiūrą galima pamatyti čia, o kodas yra „GitHub“čia.
• „Python“scenarijus, skirtas programuoti būgno modelį. Tai puikus būdas sukurti ritmą, kad galėtumėte grumtis kartu su gitara ir pan.

Stengiuosi sumažinti išlaidas ir, kaip matysite kitame žingsnyje, nereikia jokių brangių specialių įrankių. Aš taip pat bandžiau paaiškinti, kaip viskas vyksta kiekviename žingsnyje, todėl tai puikus projektas, net jei esate palyginti naujokas „Pi“, kodavimo ir elektronikos pasaulyje ir turėdami ribotą biudžetą.

Gerai, pradėkime dirbti!

1 žingsnis: eikite apsipirkti

Norėdami sukurti vidinį mechanizmą, jums reikės:

• 1x 40 kontaktų „Raspberry Pi“su „Raspbian“, įdiegta SD, su maitinimo kabeliu ir galimybe prisijungti prie jo (naudojau „Raspberry Pi Zero Wireless“su iš anksto lituota „ModMyPi“antraštė)
• 1x 5v 8 kanalų relė
• 1x paketas nuo moterų iki moterų jungiamųjų laidų (reikia 10 laidų)
• 2x 3 amperų gnybtų juostelės (galite naudoti duonos lentą arba perforatorių, tačiau gnybtų juostos yra pigios ir neleidžia kabeliams atsilaisvinti, o tai darant neturėjau lituoklio)
• 1x 12v 10a maitinimo šaltinis
• 8x 12v 2a solenoidai
• 8x 1N5401 lygintuvo diodai
• 50 cm 0,5 mm kabelio (aš pašalinau šerdis iš dviejų kabelių, nes tai buvo ekonomiškas būdas gauti raudoną, juodą ir dvigubą šerdį), nors, jei norite, galite naudoti tik 1 spalvą. Galbūt nenorėsite nusipirkti didesnio ilgio, priklausomai nuo būsto, kurį norite pastatyti.

Jums taip pat reikės šių įrankių:

• Vielos pjaustytuvai
• Vielos nuėmikliai
• Mažas atsuktuvas plokščia galva, apie 3 mm
• Priklausomai nuo gautų gnybtų juostų, jums taip pat gali prireikti mažo kryžminio varžto atsuktuvo

Nenurodžiau jokių dalių ar įrankių, skirtų būgnams gaminti, ir korpuso, į kurį nenorėtumėte įdėti. Vėliau parodysiu, kaip padariau savo, bet, kaip minėta prieš paliekant šią dalį jūsų vaizduotei.

2 žingsnis: prijunkite Pi prie relės

Didžiausia įtampa, kurią suteikia kaiščiai ant Pi, yra 5 V. Mes galėtume nusipirkti 5 voltų solenoidus ir maitinti juos tiesiai iš „Pi“, tačiau tai nesuteiktų didelių smūgių mūsų būgno mašinai. Todėl mes naudojame relę, kuri leidžia įjungti ir išjungti aukštesnės įtampos grandinę (mūsų atveju 12 voltų grandinę, kurioje yra mūsų 12 voltų solenoidai) iš mūsų žemesnės įtampos GPIO grandinės.

Mūsų relė turi 8 kanalus, tai reiškia, kad galime savarankiškai įjungti ir išjungti iki 8 solenoidų. Kiekviename kanale yra 4 jungtys; 3 naudoja aukštos įtampos grandinė, kurią pamatysime vėliau, ir 1, kuri yra „IN“kaištis žemesnės įtampos grandinėje, prie kurios prijungsime „Pi“. Kai „Pi“GPIO kaištis siunčia 5v tam tikru kanalų IN kaiščiu, relė įjungia atitinkamą 12v grandinę.

Relės žemos įtampos pusėje taip pat yra GND (įžeminimo) kaištis, kurį turime prijungti prie PI įžeminimo, ir VVC kaištis 5 V galiai iš „Pi“.

Kai „Pi“išjungtas, vadovaukitės schema, kad prijungtumėte relę prie „Pi“naudodami trumpiklius. Jums nereikia naudoti tos pačios spalvos džemperių, tačiau tai gali padėti sekant vaizdus.

3 žingsnis: Leiskite kelti triukšmą

Galbūt tai dar nėra mūsų pilnavertė būgno mašina, tačiau šiame žingsnyje mes keliame triukšmą, nors ir paspaudžia relė. Mes pristatysime „Python“scenarijų programuojant būgnų modelius, tai leis mums išbandyti tai, ką padarėme iki šiol.

Scenarijus yra prieinamas, jo esmė čia.

Įjunkite „Pi“, atidarykite „Pi“terminalą ir atsisiųskite scenarijų paleisdami:

wget

Galbūt norėsite peržvelgti kodą ir komentarus, kad suprastumėte, ką jis daro, tačiau galime šiek tiek patenkinti ir paleisti:

python3 array-sequencer.py

Jei viskas vyksta pagal planą, turėtumėte išgirsti relės atidarymo ir uždarymo kontaktus ir atitinkamo kanalo lemputę. Pažvelkite į sekos kintamąjį scenarijaus viduje, kad suprastumėte, kas vyksta - visi kanalai bus suaktyvinti kartu, tada kiekvienas bus suaktyvintas atskirai. Jis veiks, kol išeisite iš scenarijaus paspausdami Ctrl + C.

Prieš tęsdami, gera idėja išjungti „Pi“dar kartą, jei atsitiktinai įvyks trumpas jungimas.

4 žingsnis: sukurkite teigiamą mūsų grandinės pusę

Norėdami įjungti 8 solenoidus vienu maitinimo šaltiniu, sukursime lygiagrečią grandinę. Galite pamatyti užbaigtos 12 V grandinės schemą, tačiau mes ją žingsnis po žingsnio peržiūrėsime.

Galite naudoti duonos lentą arba perforatorių, bet aš pasirinkau gnybtų juosteles, nes jos yra pigios, tvirtai laiko laidus, o kurdamas tai taip pat neturėjau lituoklio.

Efektyviai mums reikia prijungti visus solenoidus ir diodą kiekvienam solenoidui (daugiau apie diodus vėliau) prie 1 teigiamo maitinimo laido.

Naudodami pjaustytuvus, nupjaukite gnybtų juostelę, kad gautumėte 8 porų bloką, pjaunant plastikinį antgalį, kuris sujungia du blokus. Būkite atsargūs, kad nekarpytumėte jokio metalo.

Dabar turime sujungti visus gnybtus vienoje juostos pusėje. Naudodami pjaustytuvus nupjaukite 7 maždaug 35 mm ilgio raudonos vielos gabalus, tada vielos nuėmikliais pašalinkite maždaug 5 mm izoliacijos iš kiekvieno vielos galo.

Dabar naudokite laidus, kad sujungtumėte visus gnybtus išilgai vienos juostos pusės, laikydami laidus vietoje varžtais. Pirmajame ir paskutiniame varžtuose bus tik 1 viela, o likusiame - 2.

5 žingsnis: pridėkite solenoidus ir diodus

Kadangi solenoidai yra elektromagnetai, rekomenduojama naudoti diodus, kurie apsaugotų jūsų grandinę nuo atbulinės eigos (išsamiai apie tai galite perskaityti čia). Todėl kiekvienam solenoidui suteiksime savo diodą, kad apsaugotume relę.

Priešingoje gnybtų juostos pusėje, prie kurios prijungėte ankstesniame žingsnyje, pradėkite nuo pirmosios skylės. Įkiškite 1 solenoido laidą, tada įdėkite ir vieną diodo galą į tą pačią angą. Kadangi diodai leidžia srovę tekėti tik į vieną pusę, įsitikinkite, kad diodo sidabrinė juostelė yra link gnybtų. Priveržkite varžtą, kad jie laikytųsi vietoje. Pakartokite procesą likusiems 7 skylėms.

Vienas iš gautų solenoidų buvo sugedęs, todėl fotografuodamas aš jį pakeičiau į žemesnio stiprintuvo modelį, kuriame buvo mėlyni laidai.

6 veiksmas: prijunkite neigiamą gnybtų juostą prie solenoido ir diodų

Kaip ir teigiama pusė, gaukite 1 gnybtų juostą ir nukirpkite ją, kad turėtumėte dar 8 porų juostelę. Prisukite diodus ir solenoidus prie šios gnybtų juostos, kad ji atspindėtų pliuso gnybtų juostą.

7 žingsnis: sukurkite relės jungiamąjį laidą

Esame beveik pasirengę prijungti relę, bet pirmiausia turime ką nors prijungti. Iškirpkite 8 maždaug 70 mm ilgio juodos vielos gabalus, tada nuimkite maždaug 5 mm nuo kiekvieno galo. Pritvirtinkite kiekvieną laidą prie likusių 8 neigiamo gnybtų juostos jungčių.

8 žingsnis: prijunkite bendras relės jungtis

Pažvelkite į relę, laikančią šonus, sujungtus džemperiais su Pi, toli nuo jūsų. Kiekvienas kanalas turi 3 kontaktus, iš kairės į dešinę jie vadinami paprastai atidarytais (NO), bendrais (COM) ir paprastai uždarytais (NC). Mes norime, kad mūsų solenoidai įsijungtų tik tada, kai kanalų IN kaištyje yra aukšta įtampa, todėl naudosime paprastai atvirą kontaktą. Jei vietoj to naudotume paprastai uždarytą kontaktą, nutiktų priešingai - solenoidas būtų įjungtas tol, kol ant IN kaiščio bus nusiųsta aukšta įtampa. Mes taip pat naudosime bendrą kontaktą, kad užbaigtume grandinę.

Kadangi tai yra lygiagreti grandinė, mes sujungsime visus įprastus relės kontaktus. Nupjaukite 7 maždaug 60 mm ilgio juodos vielos gabalus ir nuimkite 5 mm nuo kiekvieno galo. Dirbkite palei relę, jungiančią visus COM kontaktus (kiekvieno 3 rinkinio vidurį). Pirmasis ir paskutinis turės tik vieną laidą, likusieji - 2.

9 veiksmas: prijunkite relę prie likusios mūsų grandinės

Dabar atėjo laikas prijungti relę prie likusios mūsų grandinės. Nuimkite nepririštą juodos vielos gabalo galą iš vieno neigiamo gnybto juostos galo ir prijunkite jį prie pirmo arba paskutinio įprastai atidarytų (NO) kontaktų ant relės. Pakartokite tai su 7 kitais laido gabalais, prijungdami kiekvieną laidą prie kito NO kontakto.

10 veiksmas: prijunkite 12 V maitinimo šaltinį

Pirmiausia, kad išvengtumėte šoko, įsitikinkite, kad maitinimas yra išjungtas ir atjungtas nuo elektros tinklo.

Mano maitinimo šaltinis buvo naudojamas iš „eBay“, o 12 V kištukas jau buvo atjungtas. Darant prielaidą, kad jūsų kištukas vis dar turi kištuką, galite nusipirkti atitinkamą moterišką nuolatinės srovės jungtį arba nukirpti kištuką ir nuimti jį iki 2 laidų, tokių kaip mano. Bet kokiu atveju turite baigti 2 laidais, raudona (teigiama) ir tikriausiai balta (neigiama). Prijunkite teigiamą maitinimo laidą prie pirmojo teigiamo gnybtų bloko kontakto, o neigiamą - prie pirmo bendro relės kontakto. Kad tai būtų lengviau, aš naudoju apie 150 mm raudonos ir juodos vielos, o galai nuimti, kad būtų galima eiti tarp jungčių ir prijungta naudojant gnybtų juostą.

11 veiksmas: uždegkite

Kai maitinimo šaltinis vis dar išjungtas, greitai patikrinkite visus ryšius. Kai būsite laimingi, vėl paleiskite „Pi“. Dar kartą paleiskite scenarijų nuo 3 veiksmo:

python3 array-sequencer.py

Jūsų solenoidai dar nejudės, bet jūs turėtumėte išgirsti relės spragtelėjimą ir užsidegti taip, kaip tai darėte atlikdami 3 veiksmą. Nutraukite scenarijų („Ctrl“+ C), o dabar tai yra momentas, kurio laukėte - įjunkite maitinimą tiekimas! Paleiskite scenarijų dar kartą, dabar visi jūsų šokantys solenoidai turėtų atgyti. Geras darbas!

Man nepasisekė - kaip matote vaizdo įraše, kitas mano elektromagnetas neveikė, bet tai buvo mano kaltė, nes aš anksčiau jį sugadinau per daug priverždamas tvirtinimo varžtą.

12 veiksmas: „Array-sequencer.py“redagavimas

Skirkite šiek tiek laiko žaisti su array-sequencer.py. Norėdami pakeisti scenarijų, naudokite mėgstamą redaktorių („nano“, „geany“ir kt.). Pabandykite atlikti šiuos veiksmus ir iš naujo paleisti scenarijų po kiekvieno pakeitimo, kad pamatytumėte jo poveikį:

• Pakeiskite bpm kintamąjį iš 120 į kitą, tarkime, 200, kad padidintumėte tempą.
• Sekos kintamajame pakeiskite kai kuriuos 0 ir 1, kad grotumėte daugiau būgnų.
• Pasikartokite paskutines 3 eilutes prieš uždaromąjį kvadratinį skliaustą sekos kintamajame, kad ciklui pridėtumėte daugiau smūgių

13 veiksmas: įdiekite būgno seką

Dabar tai yra tada, kai viskas pasidaro labai smagu, mes įdiegsime seką į jūsų „Pi“. Tai suteiks mums žiniatinklio sąsają, leidžiančią „Python“suaktyvinti GPIO kaiščius per žiniatinklio lizdus.

Šaltinio kodą galite rasti „Github“čia, tačiau darant prielaidą, kad sekėte „Instructable“laidus, galime atsisiųsti ir paleisti iš anksto sudarytą versiją. Atidarykite „Pi“terminalą ir atlikite šiuos veiksmus

# Sukurkite ir eikite į mūsų projekto katalogą

mkdir pibeat cd pibeat # Atsisiųskite šaltinio kodą wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Ištraukite failus tar -zxf pibeat.tar.gz # Įdiekite python reikalavimus pip3 install -r reikalavimus. txt # Paleiskite žiniatinklio serverį python3 server.py

Jei viskas bus sėkminga, išvestyje turėtumėte pamatyti tokią išvestį:

======== Veikia https://0.0.0.0:8080 ========

(Norėdami išeiti, paspauskite CTRL+C)

Raskite Pi IP adresą. Atidarykite žiniatinklio naršyklę, tada į adreso juostą įveskite IP ir 8080/index.html (tai yra prievadas, kurio programa klausosi, o po to - failo pavadinimas). Pavyzdžiui, jei jūsų „Pi“IP adresas yra 192.168.1.3, į adreso juostą įveskite 192.168.1.3:8080/index.html. Pasirodys būgnų seka.

Paspauskite paleidimo mygtuką ir jūsų būgno aparatas turėtų pradėti groti. Žaisk su sekvenciniu įrenginiu, kol širdis bus patenkinta.

Kol prie jūsų „Pi“yra tinklo maršrutas, galite pasiekti „Pi“žiniatinklio sąsają iš bet kurio įrenginio - pabandykite tai padaryti iš savo mobiliojo telefono ar planšetinio kompiuterio.

14 žingsnis: statykite būgnus ir būstą

Čia galite paversti savo elektroninių spagečių krūvą tikra būgno mašina. Kaip jau minėta, tai, ką jūs čia darote, priklauso nuo jūsų. Beveik viskas, kas sukelia triukšmą smūgio metu, gali būti panaudota, ir tai yra vieta, kur jūs tikrai galite paversti savo projektą kažkuo tik jums.

Aplink savo namus turėjau gerą idėją būgnams, kuriuose buvo alaus butelis, skardinė, purtyklė, butelių viršeliai ir šaukštai. Žvejybos tinklas buvo rastas paplūdimyje, o stalo varpas ir krokodilo kastanetas atkeliavo iš „eBay“. Radau sudaužytą fortepijoną, kuriame buvo plaktukai buteliui ir skardinei, kartu su mediniais kaiščiais, kurie laikė skambutį, ir metaliniais strypais, kad pasuktų ir laikytų šaukštus.

Kiekvieną būgną padariau kaip atskirą komponentą, taigi, jei vienas sugenda arba manęs tai netenkina, galiu jį perjungti kitu be pernelyg didelio triukšmo.

Solenoidai yra su varžtų skylėmis, kurioms reikia M3 varžtų. Gręžti skyles į medieną buvo šiek tiek sudėtinga, nes reikia teisingai nustatyti padėtį, tačiau prieš gręžiant buvo nustatyta, kad solenoidas laikomas toje vietoje, o skylės pažymėtos skarda.

Dažniausiai būgnams naudoju 6 mm MDF (išpjovos iš vietinės „pasidaryk pats“parduotuvės) išilgai kelių medžio laužo gabalų, laikomų kartu klijais arba varžtais.

Plaktukai ant skardinės ir alaus butelio tikriausiai nereikalingi, nes tiesiai iš elektromagneto galite gauti gerą smūgį, tačiau norėjau, kad mašinoje būtų kuo daugiau judesio, kad jis būtų vizualiai įdomus.

Būstas

Korpusas yra paprasta šiurkšti ir paruošta dėžutė, pagaminta iš 3,6 mm faneros, 18 mm MDF ir kai kurių juostelių. Norėjau, kad dėžutės priekyje būtų plona fanera, kad ji nukentėtų šaukštu, tačiau medienos pasirinkimą daugiausia lėmė tai, ką jau turėjau pašiūrėje ir medienos laužo skyrius vietinėje „pasidaryk pats“parduotuvėje. Dėžutės apačioje padariau platformą elektronikai laikyti, o kitą - būgnams laikyti. Norėdami pagaminti dėžutę:

1. Iškirpkite 2 vienodo dydžio MDF plokštes, kad galai būtų2. Iškirpkite 4 juostelės gabalus (naudojau 34 mm x 12 mm) 50 mm trumpesnius nei norimas dėžutės plotis3. Prikalkite juostelę prie dviejų MDF galų, kad suformuotumėte dėžutės formą. Įdėkite juosteles maždaug 1 cm atstumu nuo dėžutės viršaus ir apačios. Iškirpkite 2 faneros gabalus, kad jie atitiktų dėžutės plotį ir aukštį. Pritvirtinkite juos prie dėžutės priekio ir galo, prikaldami prie mdf ir juostelių. Iškirpkite faneros kubelį, kad tilptų į dėžę, ir padėkite ant apatinių juostelių gabalų, kad laikytumėte elektroniką. Aš padariau savo maždaug pusę dėžutės ilgio.6. Iškirpkite kitą faneros gabalą, prie kurio pritvirtins būgnus. Tai sėdi ant viršutinių juostelių gabalų. Prie apatinės platformos iškirpkite skylę maitinimo kabeliams tiekti.

Tapyba

Dažymui naudojau akrilinį gruntinį apatinį sluoksnį, po to - „Crown Matt“testerio puodus. Bandymo puodai yra geras būdas įsigyti įvairių spalvų už pigią kainą.

15 žingsnis: atsisėskite ir linksminkitės

Ir štai jūs turite, gana šauni būgno mašina. „YouTube“vaizdo įrašo sekos esmę rasite čia.

Jei einate į priekį ir pasidarote savo, pasidalykite, norėčiau pamatyti, ką sugalvosite. Pasilinksmink!