En Raspberry Pi Powered Junk Drum Machine: 15 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Denne instruksen viser deg hvordan du lager en Raspberry Pi -drevet robottrommemaskin. Det er virkelig et morsomt, kreativt, interaktivt prosjekt. Jeg skal vise deg hvordan du gjør det interne arbeidet, men de faktiske trommene kommer til å være opp til deg, og gir deg muligheten til å lage noe helt unikt for deg. Til maskinen min har jeg brukt så mange gjenstander som jeg kan … hamre fra et piano reddet fra naboene, et fiskegarn jeg fant på stranden, en tom bønnebøtte, treskjeer, en tom ølflaske, ølflaskeplater og en skrivebordsklokke blant annet, men la fantasien gå amok - se hva du har rundt huset, omtrent alt som lar fra deg når du treffer kan brukes, og det vil virkelig gjøre prosjektet ditt til ditt eget. du har 2 alternativer:

• En nettleserbasert trinnsekvens som jeg har kalt PiBeat - Dette er veldig morsomt og lar deg styre trommemaskinen din interaktivt fra din Pi, eller hvilken som helst enhet på samme nettverk (for eksempel telefonen, nettbrettet eller datamaskinen). Vi vil installere den på din Pi senere, men en forhåndsvisning kan sees her, og koden er i GitHub her.
• Et python -skript for å programmere et trommemønster. Dette er en fin måte å lage en rytme for deg å jamme sammen med på gitaren din etc.

Jeg prøver å holde kostnadene nede, og som du vil se i neste trinn, er det ikke nødvendig med dyre spesialverktøy. Jeg har også prøvd å forklare hvordan ting fungerer i hvert trinn, noe som gjør det til et flott prosjekt, selv om du er en relativ nykommer i verden av Pi, koding og elektronikk og på et begrenset budsjett.

OK, la oss gå på jobb!

Trinn 1: Gå på shopping

For å bygge den interne mekanismen trenger du:

• 1x 40 Pin Raspberry Pi med Raspbian installert på en SD, med strømkabel og mulighet til å koble til den (jeg har brukt en Raspberry Pi Zero Wireless med forhånds loddet overskrift fra ModMyPi)
• 1x 5v 8 kanals relé
• 1x pakke med hun -til -hun -hoppetråder (10 ledninger nødvendig)
• 2x 3 Amp Terminal strips (Du kan bruke et brødbrett eller perfboard, men terminal strips er billige og forhindrer at kabler løsner, og da jeg laget dette hadde jeg ikke et loddejern)
• 1x 12v 10a strømforsyning
• 8x 12v 2a solenoider
• 8x 1N5401 likeretterdioder
• 50 cm 0,5 mm kabel (jeg fjernet kjernene fra en tvillingkjerne, da det var en kostnadseffektiv måte å få rød, svart og tvillingkjerne), selv om du bare kan bruke 1 farge hvis du vil. Du vil kanskje ikke kjøpe en større lengde avhengig av boligen du vil bygge.

Du trenger også følgende verktøy:

• Avbitertang
• Wire strippere
• Liten flatskrutrekker, ca 3 mm
• Avhengig av rekkeklemmer du får, kan du også trenge en liten skrutrekker

Jeg har ikke listet opp noen deler eller verktøy for å lage trommene og husene du ikke vil sette det i. Jeg skal vise deg hvordan jeg lagde mine senere, men som sagt før overlater jeg den delen til fantasien din.

Trinn 2: Koble Pi til reléet

Maksimal spenning levert av pinnene på Pi er 5v. Vi kunne kjøpe 5v solenoider og drive disse direkte fra Pi, men det ville ikke gi det store slaget trommemaskinen vår trenger. Derfor bruker vi et relé som lar oss slå på og av en høyere spenningskrets (i vårt tilfelle en 12v krets som inneholder våre 12v solenoider) fra GPIO -kretsen med lavere spenning.

Reléet vårt har 8 kanaler, dette betyr at vi kan slå av og på 8 solenoider uavhengig av hverandre. Hver kanal inneholder 4 kontakter; 3 brukes av høyspenningskretsen som vi vil se senere, og 1 som er en 'IN' -pinne på kretsen med lavere spenning som vi skal koble Pi til. Når Pi's GPIO -pin sender 5v på en gitt kanaler IN -pin, vil reléet slå på den tilsvarende 12v -kretsen.

På lavspenningssiden av reléet er det også en GND (jord) pin som vi trenger for å koble til PIs bakke, og en VVC pin for 5v strøm fra Pi.

Med Pi slått av, følg diagrammet for å koble reléet til Pi ved hjelp av hoppekablene. Du trenger ikke å bruke samme fargehoppere, men det kan hjelpe når du følger bildene.

Trinn 3: La oss lage noe støy

Det er kanskje ikke vår fullverdige trommemaskin ennå, men i dette trinnet skal vi lage litt støy, om enn klikk fra stafetten. Vi vil introdusere python -skriptet for å programmere trommemønstre, dette vil gjøre oss i stand til å teste hva vi har gjort så langt.

Skriptet er tilgjengelig, har en kjerne her.

Start opp Pi, åpne en terminal på Pi og last ned skriptet ved å kjøre:

wget

Det kan være lurt å se gjennom koden og kommentarene for å få en ide om hva den gjør, men la oss få litt tilfredsstillelse og kjøre den:

python3 array-sequencer.py

Hvis alt går etter planen, bør du høre kontaktene i reléets åpning og lukking og lyset på den tilhørende kanalen blinker. Ta en titt på sekvensvariabelen inne i manuset for å få en ide om hva som skjer - alle kanaler vil bli utløst sammen, deretter vil hver enkelt bli utløst individuelt. Det fortsetter å kjøre til du avslutter skriptet ved å trykke Ctrl + C.

Før du fortsetter, er det en god idé å slå av Pi igjen ved tilfeldige kortslutninger når du kobler til ting.

Trinn 4: Lag den positive siden av kretsen vår

For å drive 8 solenoider med en strømforsyning vil vi lage en parallell krets. Du kan se et diagram over den fullførte 12v -kretsen, men vi skal gå gjennom den trinnvis.

Du kan bruke et brødbrett eller perfboard, men jeg valgte klemmelister da de er billige, holder ledningene tett, og jeg hadde heller ikke et loddejern da jeg laget dette.

Vi må effektivt koble alle solenoider og en diode for hver solenoid (mer om dioder senere) til den 1 positive ledningen til strømforsyningen.

Ved å bruke kuttere, kutt din egen rekkeklemme, slik at du har en blokk på 8 par, og kutter i plastbiten som kobler to blokker sammen. Vær forsiktig så du ikke klipper metall.

Vi må nå koble alle terminalene ned på den ene siden av stripen. Bruk kutterne til å kutte 7 stykker rød ledning som er omtrent 35 mm lang, og bruk deretter strippene til å fjerne rundt 5 mm isolasjon fra hver ende av hver ledning.

Bruk nå ledningene til å kjede alle terminalene sammen langs den ene siden av stripen, og holde ledningene på plass ved hjelp av skruene. Den første og siste skruen vil bare ha 1 ledning, mens resten vil ha 2.

Trinn 5: Legg til solenoider og dioder

Siden solenoider er elektromagneter, anbefales dioder for å beskytte kretsen mot tilbakeslag (du kan lese grundig om det her). Derfor vil vi gi hver solenoid sin egen diode for å beskytte reléet vårt.

På den motsatte siden av rekkeklemmen som du koblet sammen i forrige trinn, starter du med det første hullet. Sett inn en ledning til solenoiden, legg deretter inn og den ene enden av dioden i det samme hullet. Siden dioder bare tillater strøm av strøm en vei, må du sørge for at sølvstripen på dioden er mot terminallisten. Stram skruen for å holde dem på plass. Gjenta prosessen for de resterende 7 hullene.

En av solenoidene jeg mottok var defekt, så da jeg tok bildene byttet jeg den ut med en lavere forsterkermodell som hadde blå ledninger.

Trinn 6: Koble den negative terminalstripen til magnetventilen og dioder

Som vi gjorde med den positive siden, få 1 klemmestrimmel og kutt den ned slik at du har en ny stripe på 8 par. Skru på plass dioder og solenoider på denne rekkeklemmen, slik at den speiler plussplinten.

Trinn 7: Lag reléforbindelsestrådene

Vi er nesten klare til å koble reléet, men først trenger vi noe å koble det til. Klipp åtte stykker svart ledning ca 70 mm lang, og ta deretter av rundt 5 mm fra hver ende. Fest hver ledning til de 8 gjenværende kontaktene på den negative klemmelisten.

Trinn 8: Koble opp reléfelles kontakter

Ta en titt på stafetten som holder siden som er forbundet med hopperne til Pi bort fra deg. Hver kanal har 3 kontakter, fra venstre til høyre kalles de normalt åpne (NO), vanlige (COM) og normalt lukkede (NC). Vi vil bare at våre solenoider skal slås på når det er høy spenning på kanalene IN -pinne, så vil bruke den normalt åpne kontakten. Hvis vi skulle bruke den normalt lukkede kontakten i stedet ville det motsatte skje - solenoiden ville være på til det sendes en høy spenning på IN -pinnen. Vi vil også bruke den vanlige kontakten for å fullføre kretsen.

Siden dette er en parallell krets, vil vi kjede alle de vanlige kontaktene på reléet. Klipp 7 stykker svart ledning ca 60 mm lang og ta av 5 mm fra hver ende. Arbeid langs reléet og koble alle COM -kontaktene (midten av hvert sett med 3) sammen. Den første og den siste vil bare ha en ledning, resten vil ha 2.

Trinn 9: Koble reléet til resten av kretsen

Nå er det på tide å koble reléet til resten av kretsen vår. Ta den frittstående enden av det svarte ledningsstykket fra den ene enden av den negative klemmelisten, og koble den til enten den første eller siste av de normalt åpne (NO) kontaktene på reléet. Gjenta dette for de 7 andre trådbitene, og koble hver ledning til neste NO -kontakt.

Trinn 10: Koble til 12v strømforsyning

For det første, for å unngå støt, må du kontrollere at strømforsyningen er slått av og at strømledningen er trukket ut.

Strømforsyningen min ble brukt fra eBay med 12v -hanpluggen allerede fjernet. Forutsatt at din fremdeles har støpselet, kan du enten kjøpe den matchende kvinnelige DC -kontakten, eller kutte støpselet og fjerne det til de 2 ledningene som min. Uansett må du ende opp med 2 ledninger, de røde (positive) og sannsynligvis hvite (negative). Koble den positive ledningen til strømforsyningen til den første kontakten på den positive rekkeklemmen, og den negative til den første vanlige kontakten på reléet. For å gjøre dette enklere, brukte jeg rundt 150 mm rød og svart ledning med endene strippet for å gå mellom tilkoblingene, og tilkoblet med en rekkeklemme.

Trinn 11: Slå av

Når strømforsyningen fortsatt er slått av, må du kontrollere alle tilkoblingene raskt. Når du er fornøyd, starter du opp Pi igjen. Kjør skriptet fra trinn 3 igjen:

python3 array-sequencer.py

Solenoidene dine vil ikke bevege seg ennå, men du bør høre reléet klikke og lyse akkurat som du gjorde i trinn 3. Avslutt skriptet (Ctrl + C), og nå er det øyeblikket du har ventet på - slå på strømmen forsyning! Kjør manuset igjen, alle dine dansende solenoider skulle nå komme til liv. Godt jobba!

Jeg var uheldig - som du kan se i videoen, fungerte en annen av mine solenoider ikke, men dette var min feil da jeg tidligere skadet en ved å stramme en festebolt.

Trinn 12: Redigere Array-sequencer.py

Ta deg tid til å leke med array-sequencer.py. Bruk din favorittredaktør (nano, geany osv.) For å gjøre endringer i skriptet. Prøv å gjøre følgende og kjør skriptet på nytt etter hver endring for å se effekten:

• Endre bpm -variabelen fra 120 til et annet tall, si 200 for å øke tempoet.
• I sekvensvariabelen kan du endre noen 0 til 1 for å spille flere trommer.
• Dupliser de tre siste linjene før den avsluttende firkantparentesen i sekvensvariabelen for å legge til flere slag i sløyfen

Trinn 13: Installer trommesekvensen

Nå er det når ting blir veldig gøy, vi skal installere sequencer på Pi -en din. Dette kommer til å gi oss et webgrensesnitt som lar Python utløse GPIO -pinnene over nettstikkontakter.

Kildekoden er tilgjengelig i Github her, men forutsatt at du fulgte ledningene i instruksjonsboken, kan vi laste ned og kjøre den forhåndskompilerte versjonen. Åpne en terminal på din Pi, og kjør følgende

# Lag og naviger til en katalog for prosjektet vårt

mkdir pibeat cd pibeat # Last ned kildekoden wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Pakk ut filene tar -zxf pibeat.tar.gz # Installer python -kravene pip3 install -r krav. txt # Kjør webserveren python3 server.py

I utgangen, hvis alt er vellykket, bør du se følgende utgang:

======== Kjører på https://0.0.0.0:8080 =========

(Trykk CTRL+C for å avslutte)

Finn Pis IP -adresse. Åpne en nettleser, og skriv deretter inn IP -adressen etterfulgt av: 8080/index.html (dette er porten programmet lytter til etterfulgt av filnavnet) i adressefeltet. For eksempel, hvis Pi -IP -adressen din er 192.168.1.3, skriver du inn 192.168.1.3:8080/index.html i adressefeltet. Trommesekvenseren vil vises.

Trykk på play -knappen, og trommemaskinen din skal begynne å spille. Spill med sequencer til hjertet ditt er fornøyd.

Så lenge det er en nettverksrute til Pi -en din, kan du få tilgang til Pi -nettgrensesnittet fra hvilken som helst enhet - prøv det fra mobilen eller nettbrettet.

Trinn 14: Bygg trommene og boligene dine

Det er her du får snu bunken med elektronisk spaghetti til en ekte trommemaskin. Som sagt før, det du gjør her er opp til deg. Omtrent alt som lar fra seg når det treffes kan brukes, og er der du virkelig kan forvandle prosjektet til noe unikt for deg.

Jeg hadde en god roting rundt i hjemmet mitt etter ideer til trommene som ga ølflaske, boks, shaker, flaskeplater og skjeer. Fiskenettet ble funnet på stranden, og skrivebordsklokken og krokodille -kastanjen kom fra eBay. Jeg fant et ødelagt piano i et skip, dette ga hammerne til flasken og boksen, sammen med tresko for å holde klokken på plass og metallstenger for å svinge og holde skjeene på plass.

Jeg gjorde hver trommel til en frittstående komponent, så hvis en går i stykker eller jeg ikke er fornøyd med den, kan jeg slå den av med en annen uten for mye oppstyr.

Magnetene kommer med bolthull som krever M3 -bolter. Å bore hullene i treverket var litt vanskelig, ettersom du må få posisjoneringen helt riktig, men fant det å holde magnetventilen i posisjon og deretter markere hullene med en bradawl før boringen fungerte bra.

Jeg brukte for det meste 6 mm MDF (avskjæringer fra min lokale byggemarked) for trommene langs noen biter av skraptre, holdt sammen med enten lim eller skruer.

Hammerne på boksen og ølflasken er sannsynligvis unødvendige, da du kan få et godt treff rett fra solenoiden, men jeg ønsket å få så mye bevegelse i maskinen som mulig for å gjøre det visuelt interessant.

Boliger

Huset er en enkel grov og klar boks laget av 3,6 mm kryssfiner, 18 mm MDF og litt stripwood. Jeg ville ha tynn kryssfiner på forsiden av esken, så den ville gi gjenklang når den ble slått med en skje, men trevalgene ble hovedsakelig drevet av det jeg allerede hadde i skuret og skrapavsnittet i min lokale byggemarked. Jeg laget en plattform i bunnen av esken for å beholde elektronikken, og en annen plattform for å holde trommene. Slik lager du esken:

1. Skjær 2 like store MDF for å lage endene2. Skjær 4 stykker stripwood (jeg brukte 34 mm x 12 mm) 50 mm kortere enn ønsket bredde på esken 3. Spik stripen til de 2 MDF -endene for å danne boksformen. Sett stripen rundt 1 cm fra toppen og bunnen av esken. Klipp 2 stykker kryssfiner for å matche bredden og høyden på esken. Fest disse på forsiden og baksiden av esken ved å spikre til mdf og stripwood.5. Skjær et stykke kryssfiner for å passe inn i esken og legg det på de nederste stykkene av stripwood for å holde elektronikken. Jeg lagde min omtrent halvparten av esken. Skjær et annet stykke kryssfiner for å feste trommene til. Dette sitter på de øverste bitene av stripwood. Skjær et hull nær den nederste plattformen for å føre strømkablene gjennom.

Maleri

For å male brukte jeg Akryl Primer Undercoat etterfulgt av Crown Matt tester potter. Testpottene er en god måte å få en rekke farger til en billig pris.

Trinn 15: Len deg tilbake og ha det gøy

Og der har du det, en ganske kul trommemaskin. Kjernen i sekvensen i youtube -video finner du her.

Hvis du går videre og lager din egen, vennligst del, jeg vil gjerne se hva du finner på. Ha det gøy!