TRUMMERENS TEMPOHOLDER: 30 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

En trommeslagers viktigste jobb er å beholde tiden. Det betyr å sørge for at takten forblir konstant for hver sang.

The Drummer's Tempo Keeper er en enhet som hjelper trommeslagere med å holde enda bedre tid. Den består av en liten piezoskive som festes til virvelhodet. Hver gang trommeslageren treffer lilletrommelen, viser enheten slag per minutt basert på tiden mellom slagene. Hvis bandet begynner å øke eller bremse utilsiktet, blir trommeslageren umiddelbart oppmerksom og kan gjøre en liten korreksjon for å opprettholde et konsistent tempo.

På en forestilling nylig med et band som jeg spiller trommer for, trodde en annen trommeslager i publikum at bandet mitt spilte til et klikkspor - en metronom som klikker hvert slag inn i øretelefonene som bandmedlemmene bruker - fordi takten var så jevn gjennom hver sang. For et kompliment og en hyllest til trommeslagerens Tempo Keeper!

Trinn 1: DELER

Her er en komplett liste over delene du trenger for å lage Drum Temp Keeper, den omtrentlige kostnaden og notater om nøyaktig hva jeg brukte til å lage min. Du kan få disse delene på nettsteder som Amazon, eBay, Adafruit og SparkFun. De billigste delene selges vanligvis på eBay, og de kommer fra Kina, så det kan ta noen uker å komme frem. Du må bruke forskjellige drivere hvis du får en billig mikrokontroller fra Kina (som jeg gjorde) enn hvis du kjøper et merkenavn Arduino fra USA. Jeg har lagt merke til hva du må gjøre for å laste ned og installere de andre driverne.

1. Mikrokontroller. Jeg brukte en Arduino Nano -klon fra Kina som fulgte med hodene allerede loddet på. ($ 4,50)

2. Firesifret display. Sørg for at du får en firesifret skjerm som bruker fire pinner. Ikke få en 7-segmenters firesifret skjerm fordi den krever 12 pins. ($ 3,50)

3. Prosjektvedlegg. Jeg brukte en RadioShack 3 "x 2" x 1 "prosjektkapsling. Sørg for at den er av plast fordi du må kutte et hull for den firesifrede skjermen. ($ 6,00)

4. Piezo Fordi denne delen sitter på skarptrommelen og er utsatt for mye bevegelse og vibrasjoner, bør du bruke en piezo med et foringsrør rundt den. Det er billige versjoner med plasthus, men jeg valgte en med et sterkere foringsrør som brukes til gitaropphentinger. ($ 10,00)

5. Forlengelsestråd for piezo. Jeg brukte vanlig 22 AWG wire. ($ 1,00)

6. 10K Ohm motstand. 10K er brun - svart - oransje - gull. ($ 0,25)

7. Batteripakke. Dette var den enkleste løsningen for meg fordi jeg ikke ønsket å slite med alkaliske batterier, den fungerer som en base under prosjektboksen og den varer evig! For noe mindre kan du sannsynligvis bruke et par myntcellebatterier. ($ 8,00)

8. USB -kabel. Kabelen gir strøm til Nano fra batteripakken og gir grensesnittet mellom datamaskinen og Nano for å laste opp skissen. ($ 0,00 - inkludert i mikrokontrolleren)

9. Perf Board. Du lodder komponentene til brettet og deretter kutter du bare ut delen du bruker. ($ 2,00)

10. Brødbrett. Jeg monterte først en prototype av dette prosjektet ved hjelp av et brødbrett av plast og ledninger. Når jeg hadde det fungerer riktig, loddet jeg en siste versjon til perf bordet. Du trenger ikke å gjøre dette, men det anbefales. ($ 2,00)

11. Jumper Wires. Du trenger fire mann-til-hunn-ledninger for å montere, teste og lodde. ($ 1,00)

12. Borrelåsstrimler. Bruk borrelåsen for å feste piezosensoren til lilletrommelen. Du kan også bruke den til å koble til prosjektkapslingen og batteripakken. ($ 0,80)

Total omtrentlig kostnad: $ 39,05

Trinn 2: VERKTØY

Her er verktøyene du trenger for å sette sammen prosjektet

1. Loddejern. Når prototypen fungerer, flytter du komponentene fra brødbrettet til et perfbrett.

2. Lodding. Samme som #1.

3. Dremel eller lignende verktøy. Du vil bruke dette til å kutte perf -bordet og lage hull i prosjektkapslingen for skjermen og USB -porten.

4. Elektrisk tape. Du vil lodde forlengelseskabler til piezo og deretter sette elektrisk tape rundt stedet du loddet.

5. Skrutrekker. Du trenger dette for å åpne og deretter lukke prosjektkapslingen.

6. Datamaskin. Du vil skrive skissen din på datamaskinen og laste den opp til mikrokontrolleren.

7. Arduino IDE -programvare. (også tilgjengelig som et nettbasert verktøy).

Trinn 3: Slik fungerer det

Før du setter det sammen, er det nyttig å forstå hvordan det fungerer.

1. En piezo* er en komponent som måler hvor mye vibrasjon det er. Vi fester piezoen til skarptrommelen og ledningene til piezoen til en mikrokontroller for å lese hvor mye vibrasjon som er tilstede på skarptrommelen.

2. Mikrokontrollerskissen leser piezoen for å finne ut når trommelen ble truffet, og den registrerer tiden. Neste gang trommelen treffes, noterer den den tiden og beregner slagene per minutt basert på dette treffet og det forrige treffet.

3. Vi fester også en digital skjerm til mikrokontrolleren. Etter at den har beregnet slag per minutt, viser den resultatet på det digitale displayet. Du kan plassere den delen av enheten hvor som helst som er synlig for deg mens du spiller. Jeg la min ved siden av høyhatten på gulvet.

Merk: Hvis du ikke spiller kvarter på snaren, gjenspeiler lesningen det du spiller. Vent til du kommer tilbake til å spille sangens beat for å bestemme hastigheten.

* Vi bruker en piezo som en INPUT -komponent i dette prosjektet for å måle vibrasjonsmengden. I andre prosjekter, når du bruker den som en OUTPUT -komponent, skaper den vibrasjoner og blir en høyttaler!

Trinn 4: BREADBOARD PROTOTYPE

Fordi lodding ikke er mitt beste talent, satte jeg først sammen en prototypenhet ved hjelp av et brødbrett av plast og jumperkabler for å sikre at det fungerte. Når det fungerte, flyttet jeg det til et perf -bord og loddet det. Hvis du er en erfaren maker, kan du hoppe over denne delen og lodde direkte til et perfbrett i stedet.

1. Plasser mikrokontrolleren midt på brødbrettet slik at det er en kolonne av plast som skiller tappene på venstre side av brettet og tappene på høyre side av brettet. Kontroller at USB -porten er på kanten av brødbrettet og ikke i midten, som vist på bildet.

Trinn 5: KOBLE PIEZO

Piezoen er en analog sensor fordi den rapporterer en verdi mellom 0 og 1024, så den må koble til en analog pin på arduinoen. Jeg brukte den første analoge pinnen, A0.

1. Koble den positive (røde) ledningen til piezoen til pinne A0 på Arduino.

2. Koble den negative (svarte) ledningen til piezoen til en av bakken (GND) pinnene på Arduino.

Trinn 6: KOBLE MOTSTAND

Koble motstanden til de samme pinnene som piezoen er koblet til (A0 og GND)

(Det spiller ingen rolle hvilken side av motstanden som kobles til hvilken pinne; de er de samme.)

Trinn 7: KOBLE DISPLAY CLK PIN

Den firesifrede displayenheten kobles til to digitale pinner på Arduino. Jeg brukte de to første digitale pinnene på Nano, som er D2 og D3.

Koble CLK-pinnen på displayet til D3-pinnen på Arduino ved hjelp av en hunn-til-mann-kabel

Trinn 8: KOBLE DISPLAY DIO PIN -kode

Koble DIO-pinnen på displayet til D2-pinnen på Arduino ved hjelp av en hunn-til-mann-kabel

Trinn 9: KOBLE DISPLAY VCC PIN -kode

Koble VCC-pinnen på displayet til 5V strømpinnen på Arduino ved hjelp av en hunn-til-mann-kabel

Trinn 10: KOBLE DISPLAY GND PIN

1. Koble GND-pinnen på displayet til en GND-pinne på Arduino ved hjelp av en hunn-til-mann-kabel.

Det er alt som er for prototypen elektronikk

Trinn 11: Laster ned CH340 -drivere (valgfritt)

Hvis du bruker en billigere Arduino fra Kina, bruker den sannsynligvis CH340 -brikken for å kommunisere med en datamaskin. Du må laste ned og installere driverne for den brikken. Du kan laste ned de offisielle driverne fra dette nettstedet (siden er på engelsk og kinesisk hvis du ser nærmere på). Installer driverne på din PC ved å kjøre den kjørbare.

Trinn 12: LAST NED DIGITAL DISPLAY LIBRARY (TM1637)

Den firesifrede skjermen bruker en TM1637-brikke. Du må laste ned et bibliotek som gjør det enkelt å vise tall på det digitale displayet. Gå til https://github.com/avishorp/TM1637. Velg Klone eller Last ned, og velg Last ned zip. Lagre filen på datamaskinen.

Trinn 13: INSTALLER DIGITAL DISPLAY LIBRARY

1. Kjør Arduino IDE -programvaren på datamaskinen. Det vil presentere oversikten for en tom skisse.

2. Velg Sketch | Inkluder bibliotek | Legg til. ZIP Library … og velg filen du lastet ned fra Github for å installere biblioteket.

Trinn 14: VELG ARDUINO STYR OG PORT

1. Koble Arduino til datamaskinen med en USB -kabel. Bytt deretter til Arduino IDE og den nye skissen som er åpen.

2. Velg riktig brett, for eksempel Arduino Nano.

3. Velg porten Arduino er koblet til på datamaskinen.

Trinn 15: SKETCH: BAKGRUNN

1. For å avgjøre om trommelen ble truffet, leste vi piezosensorpinnen A0. Piezoen måler mengden vibrasjon på skarptrommelen og gir oss en verdi mellom 0 (ingen vibrasjon) og 1024 (maksimal vibrasjon).

2. Siden det kan være noen små vibrasjoner fra musikken og de andre instrumentene, kan vi ikke si at en avlesning over null indikerer et treff på trommelen. Vi må tillate litt støy når vi sjekker avlesningen fra piezoen. Jeg kaller denne verdien THRESHHOLD, og jeg valgte 100. Dette betyr at enhver avlesning over 100 indikerer et treff på trommelen. Alt 100 eller lavere er bare støy. Tips: Hvis enheten viser avlesninger når du ikke har slått trommelen, må du øke denne verdien.

3. Siden vi beregner slag per minutt, må vi spore tiden for hvert slag til trommelen. Mikrokontrolleren holder styr på antall millisekunder som har gått siden den startet. Denne verdien er tilgjengelig for oss med funksjonen millis (), som er et langt heltall (type long).

Trinn 16: SKETSJON: FORINDSTILLING

Skriv inn følgende øverst på skissen, over oppsettfunksjonen. (Hvis du foretrekker det, kan du laste ned den siste skissen på slutten av forklaringen).

1. Inkluder først de to bibliotekene vi trenger: TM1637Display som du lastet ned og math.h.

2. Deretter definerer du pinnene vi bruker. Hvis du husker fra montering av enheten, er CLK -pinnen digital pinne 2, DIO -pinnen er digital pinne 3 og Piezo -pinnen er A0 (analog 0).

3. For øyeblikket definerer du THRESHHOLD til 100.

4. Deretter lager du to variabler vi trenger for skissen som kalles lesing (gjeldende piezosensoravlesning) og siste slag (tidspunktet for forrige slag).

5. Til slutt initialiserer du TM1637 -biblioteket ved å sende det pin -tallene vi bruker CLK og DIO.

// Biblioteker

#include #include // Pins #define CLK 2 #define DIO 3 #define PIEZO A0 #define THRESHHOLD 100 // Variables int reading; long lastBeat; // Sett opp skjermbibliotek TM1637Display display (CLK, DIO);

Trinn 17: SKETCH: SETUP FUNCTION

Hvis du bygger skissen trinn for trinn, skriver du inn følgende for oppsett () -funksjonen.

1. Bruk pinMode -funksjonen til å erklære piezopinnen som en INPUT -pinne, siden vi skal lese fra den.

2. Bruk setBrightness -funksjonen til å stille det digitale displayet til det lyseste nivået. Den bruker en skala fra 0 (minst lys) til 7 (mest lyssterk).

3. Siden vi ikke har et tidligere trommeslag, setter du variabelen til gjeldende tid.

ugyldig oppsett () {

// Sett opp pins pinMode (PIEZO, INPUT); // Still displayets lysstyrke display.setBrightness (7); // Registrer første treff som nå sistBeat = millis (); }

Trinn 18: SKETCH BODY: LOGIKEN

Skriv inn følgende for hovedsløyfen () -funksjonen hvis du bygger skissen trinnvis.

1. Les verdien av piezosensoren til sensoren leser en verdi over terskelen, som indikerer et treff på skarptrommelen. Lagre gjeldende tid for slaget som dette.

2. Deretter kan du ringe til beregnings -BPM -funksjonen for å beregne slag per minutt. Pass funksjonen tiden for dette slaget og tidspunktet for det siste strøket for beregningen. (Det neste trinnet inneholder funksjonskroppen). Lagre resultatet i bpm.

3. Deretter viser du slagene per minutt på LED -displayet ved å sende resultatet til funksjonen fra TM1347 -biblioteket kalt showNumberDec ().

4. Angi til slutt tidspunktet for forrige slag (siste slag) til å være tidspunktet for dette slag (dette slaget) og vent på neste treff på trommelen.

void loop () {

// Fikk vi en trommeslager? int piezo = analogRead (PIEZO); if (piezo> THRESHHOLD) {// Registrer tiden, beregne bpm og vis resultatet lenge thisBeat = millis (); int bpm = calculateBPM (thisBeat, lastBeat); display.showNumberDec (bpm); // thisBeat er nå lastBeat for neste trommeslag lastBeat = thisBeat; }}

Trinn 19: SKETSJON: BEREGN SLAGER PER MINUTT

Tips: Sett denne funksjonen over oppsettfunksjonen i programmet, slik at du ikke trenger å deklarere den to ganger.

Se diagrammet ovenfor for en prøveberegning.

1. Opprett en funksjon for å utføre beregningen av slag per minutt (bpm). Godta tidspunktet for dette trommeslaget (thisTime) og tidspunktet for det forrige trommeslaget (lastTime) som parametere.

2. Trekk fra tiden mellom de to trommeltreffene og lagre den som forløpt. Tidsforskjellen gir antall slag (1) per millisekund (ms).

3. Konverter slag per millisekund til slag per minutt. Siden det er 1000 millisekunder på et sekund, deler du 1000 med tiden mellom de to slagene for å få slag (1) per sekund. Siden det er 60 sekunder i minuttet, multipliserer du det med 60 for å få slag (1) per minutt. Rund det endelige resultatet for å returnere et heltall (hele tall).

Hvis du foretrekker det, kan du laste ned den siste skissen fra dette trinnet

int calculateBPM (long thisTime, long lastTime) {

lang forløpt = thisTime - lastTime; dobbel bpm = rund (1000. / forløpt * 60.); retur (int) bpm; }

Trinn 20: LAGRE OG LAST OPP

1. I Arduino IDE, velg Fil og velg Lagre. Skriv inn et navn på skissen din, og klikk på Lagre for å lagre skissen (du trenger bare å navngi den første gangen du lagrer den).

2. Velg Sketch og velg Last opp for å laste opp skissen til Arduino og gjør deg klar for testing.

Trinn 21: KOBLE BATTERIET OG TEST PROTOTYPEN

Test enheten før du setter sammen den endelige versjonen.

1. Koble batteripakken til mikrokontrolleren t

2. Legg piezo på en lilletromme og hold den på plass med fingeren.

3. Slå på lilletrommelen et par ganger, og kontroller at avlesningen gir slag per minutt basert på trommeslagene dine.

3. Når den fungerer som den skal, kan du lodde den endelige versjonen.

Trinn 22: SOLDERUTVIDELSE TIL PIEZO

1. Siden piezoen vil være på skarptrommelen og resten av enheten vil være et annet sted, må du forlenge mengden ledning på piezoen. Lodd endene av piezo til omtrent tre fot wire for å gi ekstra slakk.

Tips: Hvis skjøteledningen din ikke er farget, merker du hvilken som er den røde og den svarte ledningen fra piezoen.

Trinn 23: FLYT KOMPONENTER TIL PERFEKORT

Flytt deretter kretsen fra plastbrettbrettet til perfbrettet og lodd komponentene. Loddet versjon skal være identisk med breadboard -versjonen.

1. Flytt mikrokontrolleren fra plastbrettbrettet til perfbrettet, og pass på at venstre og høyre sett med pinner ikke er tilkoblet og USB -kontakten vender i riktig retning. Lodd hver pinne til perfbrettet.

2. Lodd de lange piezotrådene du festet (svart ledning til GND og rød ledning til A0).

3. Lodd motstanden til de samme pinnene som piezo.

4. Lodd displayenheten slik den var koblet til brødbrettet (CLK til D3; DIO til D2; VCC til +5V og GND til GND).

Trinn 24: TRIM PERF BOARD

1. Skjær forsiktig de ubrukte delene av perf -brettet slik at mikrokontrolleren passer inn i prosjektet.

Trinn 25: PROJEKTKLUSJON: DIGITAL DISPLAY MODIFIKASJON

1. Bruk et dremel eller lignende verktøy til å skjære et hull i toppen av prosjektkapslingen for å passe til den digitale skjermen.

Trinn 26: PROJEKTKLUSJON: USB -MODIFISERING

1. Skjær et hull i siden av prosjektkapslingen for USB -porten.

Trinn 27: PROJEKTKLUSJON: HAKK FOR PIEZO -TRÅD

I motsatt ende fra der mikrokontrollerens USB -tilkobling er, kutt et lite hakk for piezotrådene.

Trinn 28: MONTERING AV SLUTTENHET

1. Monter skjermen øverst på prosjektkapslingen slik at den passer inn i hullet du opprettet.

2. Monter perf -kortet med mikrokontrolleren i bunnen av prosjektet, slik at USB -porten er tilgjengelig gjennom hullet du opprettet.

Tips: Jeg la et lite stykke korkbrett mellom de to brettene slik at de ikke berører hverandre.

Trinn 29: SKRUPROJEKTINNKLÆSNING SAMMEN

Sett piezotrådene gjennom hakket du opprettet, og skru sammen prosjektkabinettet.

Trinn 30: MONTER PIEZO OG TEST

1. Monter piezoen på virvelhodet ved hjelp av borrelåsstrimler.

2. Vennligst resten av enheten på gulvet eller på et annet sted som er lett å se mens du spiller trommer.

3. Imponer bandkameratene dine med dine forbedrede tidtakingskunnskaper!