ANDI - Random Rhythm Generator - Electronics: 24 Steps (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

ANDI er en maskin som genererer en tilfeldig rytme ved å trykke på en knapp. Hver takt er unik og kan justeres med fem knapper. ANDI er resultatet av et universitetsprosjekt som handlet om å inspirere musikere og undersøke nye måter å jobbe med trommeslag. Mer informasjon om prosjektet finner du på andinstruments.com

I designfasen av ANDI ble mye inspirasjon hentet fra produsentmiljøet og spesielt fra spennende prosjekter her på Instructables. For å returnere favør har jeg skrevet denne instruksjonsboken om hvordan du designer den elektriske kretsen for ANDI -slaggeneratoren. Det er en enkel krets med fem dreieknapper som styrer avspillingen av korte trommelyder lagret på et micro-SD-kort via en Arduino Nano.

Denne instruksjonsboken dekker fremstilling av den elektroniske kretsen og koden som er programmert på Arduino og trommelydene som brukes finnes her. Koden er forklart med kommentarer i kodefilen, og jeg vil ikke gå nærmere inn på koden i denne opplæringen.

ANDI har en utvendig plate av aluminium og kryssfiner, og jeg har ikke tatt med utsiden i denne instruksjonsboken.

Hvis det er interesse for en grundig forklaring av koden eller hvordan du lager kabinettet, vil dette bli lagt til i fremtiden.

Ellers gir dette deg friheten til å designe ditt eget kabinett for din ANDI-beat-generator.

Følg mitt ANDinstruments -prosjekt på instagram for medieoppdateringer av prosjektet: @and_instruments

Trinn 1: Slik følger du opplæringen

Jeg har prøvd å gjøre denne Instructable så detaljert som mulig for å gi folk på alle ferdighetsnivåer tilgang til den.

Dette betyr at det noen ganger kan føles for detaljert og sakte, så vær så snill å gå gjennom trinnene du allerede føler deg komfortabel med.

For dypere forståelse av noen viktige deler av kretsen har jeg lagt til lenker til andre instrukser, opplæringsprogrammer og wikipedia-sider som hjelper deg å forstå hva som skjer.

Du kan gjerne redesigne kretsen og omskrive koden slik du finner det passende. Hvis du gjør det, kan du koble til andinstruments.com og kreditere kilden.

Kommenter eller send meg en e -post på [email protected] hvis du har spørsmål om instruksjonsboken eller ideer om hvordan du kan forbedre kretsen eller opplæringen!

Trinn 2: Samle komponenter

Jeg har brukt følgende komponenter for utformingen av kretsen:

• 39x30 hull med 3 øya stripboard
• Arduino nano -kompatibel V3.0 ATMEGA328 16M
• (2x) 15x1 mannlig pinhode for Arduino
• MicroSD breakout med nivåskifter (SparkFun Shifting μSD Breakout)
• 7x1 mannlig pinhode for MicroSD Breakout
• Micro SDHC-kort (Intenso 4 GB Micro SDHC-kort klasse 4)
• (4x) 10k Ohm potensiometre (Alpene 9mm størrelse metallaksel snap RK09L114001T)
• (4x) 0.1uF keramiske kondensatorer (Vishay K104K15X7RF53L2)
• 1k Ohm motstand (metallfilm motstand 0.6W 1%)
• 3,5 mm panelmontert lydkontakt (Kycon STPX-3501-3C)
• Roterende encoder med trykkbryter (Bourns Encoders PEC11R-4025F-S0012)
• Vippebryter (1-polet loddetapper på MTS-102)
• 9 volt batteristropp (Keystone -skjermet 9 volt 'I' type batterirem)
• 9 volt batteri
• Solid kjernetråd med forskjellige farger

Jeg vil prøve å forklare mitt valg av komponenter gjennom hele Instructable. Under designprosessen for kretsen siktet jeg hovedsakelig til å gjøre dette prosjektet så billig og liten som mulig. Derfor har jeg prøvd å holde alle komponentene montert på tavlen, slik at ledningene som forbinder dem kan gå langs brettet.

Hvis du har forslag til hvordan du kan forbedre kretsen, vennligst kommenter eller send meg en e -post.

Trinn 3: Finn noen verktøy

Jeg bruker følgende verktøy og utstyr til dette prosjektet:

• Brødbrett for testing av komponenter før du lodder dem til tavlen
• En liten tang for kutting av ledninger
• Automatisk wire stripper
• En tang for å bøye solide kjerneledninger og ben på komponenter
• Loddejern med justerbar temperatur
• "Hjelpende hender" for å holde på tavlen mens du lodder
• En liten forsterket høyttaler og en 3,5 mm lydkabel for å teste kretsens lydutgang

Trinn 4: Følg skjemaet

Denne skjematikken er laget med Fritzing, og jeg anbefaler å dobbeltsjekke den gjennom hele prosessen for å se at du ikke har gått glipp av noen komponent eller tilkobling.

Komponentene på skjematikken ser ikke akkurat ut som de jeg har brukt i kretsen min, men den viser hvordan du kobler ledningene og pinnene er på de samme stedene som på komponentene mine.

Trinn 5: Koble Arduino til MicroSD-kortet Breakout Board

Jeg anbefaler å starte prosjektet med å teste de to viktigste komponentene i kretsen: Arduino Nano og MicroSD-kortbruddkortet. Jeg gjør dette på et brødbrett, og når det fungerer fint, lodder jeg komponentene på et tavle som gjør det permanent.

Hvis du vil lære mer om hvordan MicroSD-breakout-kortet fungerer, anbefaler jeg å lese denne opplæringen fra Adafruit: Micro SD Card Breakout Board Tutorial.

Loddepinnehoder på Arduino -brettet og MicroSD -bryterbrettet. Jeg bruker et brødbrett til å holde de mannlige pinnehodene på plass under lodding. Det kan være vanskelig å lage en god loddetinn, og du vil få noen feil på bildene mine. Jeg anbefaler å se noen loddeopplæringer før du starter hvis det er første gang du bruker et loddejern.

Koble MicroSD -brettet til Arduino på brødbrettet i følgende rekkefølge:

• Arduino pin GND -> MicroSD GND
• Arduino pin 5V -> MicroSD VCC
• Arduino pin D10 -> MicroSD CS
• Arduino pin D11 -> MicroSD DI
• Arduino pin D12 -> MicroSD D0
• Arduino pin D13 -> MicroSD SCK (jeg har også sett det kalt CLK)

CD-pinnen til MicroSD breakout-kortet brukes ikke i dette prosjektet.

Trinn 6: Klargjør MicroSD-kortet

Koble MicroSD-kortet til en datamaskin med en adapter. Jeg bruker et MicroSD-kort til SD-kort adapter. Formater MicroSD-kortet med programvaren SD Formatter fra SD Association:

Jeg bruker innstillingen "Overskriv format" som sletter alt på MicroSD-kortet, selv om kortet mitt er helt nytt og allerede tomt. Jeg gjør dette fordi det anbefales i mange opplæringsprogrammer om bruk av SD-kort med Arduino. Angi navnet på kortet og trykk "Format". Dette tar vanligvis omtrent 5 minutter for meg og slutter med meldingen “Kortformat fullført!”. Lukk SDFormatter.

Last opp alle komprimerte lydklipp.wav-filer til rotkatalogen til MicroSD-kortet som finnes her. Løs ut MicroSD-kortet etter at opplastingen er fullført, og sett det tilbake i MicroSD-brettet.

Hvis du kjenner veien rundt lydprogramvare, kan du legge til dine egne lydklipp i stedet for mine hvis du navngir dem på samme måte som i mine eksempelfiler. Filene skal være 8bit.wav-filer med en samplingsfrekvens på 44 100Hz.

Trinn 7: Test MicroSD-kortet

Last opp “CardInfoTest10” -koden til Arduino for å teste tilkoblingen til MicroSD-kortet. Denne koden ble opprettet av Limor Fried 2011 og modifisert av Tom Igoe 2012 og er funnet og forklart på Arduino-nettstedet her.

Åpne seriell skjerm på 9600 baud og bekreft at du får følgende melding:

“Initialiserer SD -kort… Kabling er riktig og et kort er tilstede.

Korttype: SDHC

Volumtype er FAT32”

Deretter følger mange tekstlinjer som ikke er viktig for oss nå.

Hvis du vil lære hvordan den serielle skjermen fungerer, sjekk ut denne leksjonen fra Adafruit: Seriell monitor arduino.

Trinn 8: Lodd Arduino og MicroSD-breakout-kortet til Stripboard

Koble Arduino fra datamaskinen og lirk forsiktig Arduino og MicroSD breakout board fra brødbrettet. Jeg bruker en liten "flat-head" skrutrekker og vrikker den mellom plastdelen av han-pinshodene og brødbrettet flere steder til komponentene er løse nok til å løftes opp for hånd.

Legg vekk brettbrettet og snu båndet slik at kobberøyene vender nedover. Nå er det på tide å lodde Arduino og MicroSD breakout board på stripboard for å gjøre disse delene av prosjektet permanente. Husk at det er veldig vanskelig å fjerne komponentene etter lodding på tavlen, så sørg for at de er plassert riktig i de riktige posisjonene og at de skyves så tett til båndet som mulig for å gi dem god mekanisk styrke etter lodding.

Jeg bruker isolasjonstape til å holde komponentene mens du lodder, for når du lodder må du snu stripboardet opp ned slik at du ser kobberøyene og de mannlige pinhodene der lodding skal gjøres.

Jeg bruker "hjelpende hender" under lodding for å unngå å legge tavlen og de løse komponentene på bordet. Hvis de legger seg, kan de løse komponentene bevege seg litt og den tette passformen til tavlen kan gå tapt.

Gjenta prosessen for MicroSD breakout -kortet. Sett den først tett på riktig sted og fest den med isolasjonstape.

Fordi MicroSD -utbruddskortet bare har mannlige pinhoder på den ene siden, blir det festet i en vippeposisjon. Jeg ser ikke noe problem med dette, så jeg fester det med en vinkel med isolasjonstape, og det sitter tett etter lodding.

Jeg snur deretter tavlen opp ned og bruker mine "hjelpende hender" mens jeg lodder.

Trinn 9: Koble volumkontrollknappen og lavpassfilteret til Stripboard

Nå er det på tide å legge til komponenter på tavlen for lydutgang og volumkontroll. Komponentene blir koblet til hverandre med farget solid kjernetråd.

Potensiometeret fungerer som en volumkontroll, når det vendes øker det motstanden og det senker volumet på lydutgangen. Hvis du vil lære mer om potensiometre, kan du sjekke denne wikipedia -siden: en.wikipedia.org/wiki/Potentiometer.

Motstanden til 1k Ohm og den keramiske kondensatoren på 0, 1 uF fungerer som et lavpassfilter for å fjerne høy støy. Hvis du vil lære mer om lavpassfiltre, kan du sjekke ut denne wikipedia-siden: en.wikipedia.org/wiki/Low-pass_filter

Jeg lodder disse komponentene til tavlen før jeg lodder ledningene mellom MicroSD breakout -kortet og Arduino. Jeg gjør dette fordi jeg vil at ledningene til lydutgangen skal ligge nær tavlen.

Start med å flate metallbena på potensiometeret hvis de er bøyd som mine i eksemplet. Ved å gjøre dette kan du sette beina gjennom båndhullene for å øke styrken som holder potensiometeret på plass på båndet.

Skyv potensiometeret gjennom hullene på tavlen i henhold til skjematisk skjema.

Bruk en tang for å bøye støttebena på potensiometeret mot tavlen.

Nå er det på tide å koble potensiometeret til Arduino. Klipp den faste kjernetråden til riktig lengde.

Bruk et kabelstripeverktøy til å fjerne omtrent 5 mm plast i hver ende av ledningen for å avsløre metallet inni.

Bruk tangen til å bøye tråden slik at den passer til tavlen.

Skyv ledningen gjennom hullene i tavlen som forbinder den med høyre pinne på potensiometeret og Arduino -pinnen D9. Bøy ledningen på baksiden av tavlen for å holde tråden på plass mens flere komponenter legges til. Ikke lodd enda.

Gjenta prosessen ved å legge en ledning til den midterste pinnen på potensiometeret og en tom pinne til høyre for potensiometeret i henhold til fritzingsskjemaene.

Legg 1k Ohm -motstanden til et hull ved siden av ledningen fra den midtre pinnen på potensiometeret.

Bruk tangen til å bøye det ene benet på kondensatoren to ganger for å få det til å passe inn i to hull i tavlen i henhold til frittskjemaet.

Skyv kondensatoren gjennom hullene i tavlen slik at det ene benet deler et hull med motstanden og det ene benet går gjennom et hull på en tom 3-hulls øy til høyre for motstanden.

Skyv kondensatoren så langt ned at den ikke er høyere fra tavlen enn hyllen til potensiometeret under gjengene. Dette er fordi metalloverdelen på foringsrøret vil hvile mot sokkelen på potensiometeret, og derfor bør kondensatoren ikke være i veien for toppen.

Legg til ytterligere to ledninger for å koble arduino -bakken til venstre pinne på potensiometeret og fortsett derfra til et hull som er koblet til kondensatoren.

Trinn 10: Lodd volumkontrollknappen og lavpassfilteret til Stripboard

Etter å ha bøyd alle ledningene på baksiden av tavlen slik at komponentene og ledningene ikke faller av, kan du snu tavlen opp ned. Jeg bruker mine "hjelpende hender" til å holde tavlen opp ned. Sørg for at de bøyde benene til komponentene og ledningene ikke forstyrrer andre. Noen ganger kan de bøyde benene brukes til å bygge bro mellom forskjellige kobberøyer. Vanligvis er dette godt å gjøre med bakken og 5V -pinnene på Arduino fordi mange komponenter ofte er koblet til disse to. Jeg bruker denne teknikken på Arduino bakkenål i dette tilfellet.

Etter lodding bruker jeg en skarp tang til å kutte ben og ledninger der de er for lange.

Trinn 11: Koble MicroSD Breakout Board til Arduino

Nå er det på tide å koble MicroSD breakout -kortet til Arduino. Start med å koble en ledning mellom bakken på Arduino til bakken på MicroSD -utbruddskortet. Jeg bruker nå forlengelsen av Arduino -jordpinnen som jeg opprettet ved å lodde enden av ledningen som går mellom Arduino og venstre pinne på potensiometeret til den tilstøtende kobberøya ved siden av jordpinnen på Arduino.

Fortsett å bøye enden av ledningen på baksiden av tavlen for å holde ledningen på plass og vent med lodding til alle ledningene mellom Arduino og MicroSD -bryterbrettet er på plass.

Legg til en ledning mellom CS-pinnen på MicroSD breakout-kortet og D10-pinnen på Arduino.

Fortsett med en ledning mellom DI-pinnen på MicroSD breakout-kortet og D11-pinnen på Arduino.

Koble DO på MicroSD breakout-kortet med D12-pinnen på Arduino.

Koble SCK-pinnen til MicroSD breakout board (på et annet MicroSD breakout board jeg har brukt før denne pin har blitt kalt CLK i stedet for SCK) med D13-pin på Arduino.

Den siste ledningen som er koblet, er mellom VCC-pinnen på MicroSD-utbruddskortet og 5V-pinnen på Arduino.

Ledningene kan være litt trange, men pass på at metalldelene på ledningene ikke berører hverandre.

Snu stripebordet og kontroller at ledningene fortsatt er på plass.

Trinn 12: Lodd MicroSD Breakout Board til Stripboard

Påfør loddetinn og kutt de resterende trådendene.

Trinn 13: Koble til og lodd lydkontakten til Stripboard

Nå er det på tide å koble lydkontakten til tavlen. Start med å feste ledninger til lydkontakten og bøy ledningene rundt lydkontaktpinnene for å få dem til å holde seg på plass.

Det kan være vanskelig å holde ledningen på plass under lodding. Jeg bruker mine "hjelpende hender" nok en gang til dette.

Koble lydkontaktledningene til tavlen i henhold til skjematisk skjema og bøy ledningene på baksiden av båndet for å holde dem på plass.

Snu tavlen opp ned og påfør loddetinn på lydkontaktledningene. Klipp deretter de gjenværende ledningene med en tang.

Trinn 14: Test lydkontakten

Nå er det på tide å teste lydutgangen. Koble Arduino til datamaskinen og last opp “andi_testsound” -koden som finnes her.

Koble lydkontakten med en 3,5 mm lydkabel (samme type kontakt som vanlige øretelefoner bruker) til en forsterket høyttaler. I denne videoen kobler jeg lydkontakten til en liten bluetooth-høyttaler som også har en 3,5 mm "Audio In" -inngang på baksiden. Denne kretsen fungerer ikke med øretelefoner tilkoblet fordi den mangler forsterkning av lydutgangen. Arduino må fortsatt være koblet til datamaskinen for å få strøm. “Andi_testsound” -koden spiller forskjellige lydklipp fra MicroSD-kortet, og hvis alt fungerer, vil du nå høre et tilfeldig slag gjennom høyttaleren. Du kan også dreie potensiometeret for å øke eller redusere volumet på utgangen.

Trinn 15: Koble og lodd potensiometrene til Stripboard

Nå er det på tide å legge til resten av potensiometrene som brukes som knapper for å kontrollere den genererte takten. Les mer om bruk av potensiometre som analoge innganger med en Arduino på Arduino-nettstedet: Lesing av et potensiometer (analog inngang).

Bruk en tang for å rette bena på potensiometrene som ikke har noen elektrisk funksjon akkurat som det ble gjort med det første potensiometeret.

Sett potensiometrene på riktig sted i henhold til Fritzing-diagrammet med alle de fem benene på komponentene gjennom hullene.

Bøy de to sidebenene på baksiden av tavlen for å gi den litt mekanisk styrke under lodding.

Lodd alle de fem beina selv om sidebenene ikke har noen elektrisk funksjon. Dette gir potensiometrene litt ekstra mekanisk styrke.

Trinn 16: Koble og lodd kondensatorene til Stripboard

Det legges til kondensatorer mellom signalutgangspinnen og jordpinnen til potensiometrene for å gjøre signalet mer stabilt. Les mer om utjevning av input i denne Instructable: Smooth Potentiometer Input.

Legg kondensatorene til stripboard i henhold til Fritzing-skjematisk. Skyv dem ned så nær tavlen slik at toppen av dem ikke er over hyllen til potensiometrene.

Bøy bena til kondensatorene på baksiden av tavlen for å holde dem på plass under lodding.

Lodd beina og skjær bort lengden som er igjen.

Trinn 17: Koble til og lodd den roterende encoderen til Stripboard

Rett de to sidebenene på den roterende omkoderen slik at de ligger flatt mot tavlen. Jeg gjør dette fordi de roterende koderne mine har sideben som er for store til å skyve gjennom et stripeboardhull.

Skyv den roterende omkoderen gjennom tavlen på riktig sted i henhold til Fritzing-skjematikken.

Jeg bruker deretter isolasjonstape til å holde den roterende encoderen på plass under lodding fordi pinnene på encoderen ikke holder den på plass godt nok.

Lodd den roterende encoderen og fjern tapen.

Trinn 18: Koble til og loddetråder Koble potensiometrene til Arduino (1/2)

Legg signalkablene fra midtpinnene på hvert potensiometer til høyre Arduino-pinne i henhold til Fritzing-skjematisk.

Gjør det samme med 5V-ledningene som kobler potensiometrene til høyre pinner i serie med VCC-pinnen på MicroSD-bryterkortet.

Bøy ledningene på baksiden av tavlen.

Lodd ledningene og kutt den gjenværende metaldelen av ledningene.

Trinn 19: Koble til og loddetråder Koble potensiometrene til Arduino (2/2)

Det begynner å bli overfylt på forsiden av tavlen, så vi vil legge til de siste ledningene på baksiden for å koble de siste pinnene til komponentene. Nå som potensiometrene og den roterende omkoderen er på plass, kan tavlen stå av seg selv, noe som hjelper under lodding av ledninger rett på baksiden.

Start med å måle tre ledninger av like lengde som vil koble jordpinnene til potensiometrene. Disse ledningene vil ikke gå gjennom hullene, men i stedet loddes mens de ligger ved siden av høyre pinne i henhold til Fritzing-skjematisk.

Dette er vanskeligere enn å lodde en ledning som har gått gjennom et hull og er bøyd, så begynn med en ledning om gangen, og vær forsiktig så du ikke overlapper loddet i forskjellige pinner.

Trinn 20: Koble til og loddetråder Koble Rotary Encoder til Arduino

Fortsett nå med å legge til to kortere ledninger for å koble jordledningene til potensiometrene til den roterende omkoderen.

Lodd ledningene mens du lar båndet stå alene på potensiometrene.

Legg til tre ledninger som kobler den roterende encoderen til arduinoen i henhold til Fritzing-skjematikken, og til slutt legger du til en kort ledning som forbinder jordpinnen til MicroSD-utbruddet til jordpinnen til det nærmeste potensiometeret. Lodd ledningene en om gangen.

Trinn 21: Test hele ANDI-koden

Nå er det på tide å teste fullversjonen av koden som finnes her. Koble Arduino til datamaskinen og last opp ANDI-koden.

Deretter kobler du høyttalerkabelen til lydutgangen og tester potensiometrene og den roterende encoderen. Hvis du hører mange høye lyder, ikke bekymre deg, dette har for meg vært på grunn av å drive Arduino med USB-kabelen. I det neste trinnet skal du lodde en batterikontakt og en strømbryter til tavlen, og da trenger Arduino ikke å drives av datamaskinen lenger.

Trinn 22: Koble til og lodd batterikontakten til tavlen

Batterikontakten kobler et 9V-batteri som en strømkilde til tavlen. Vippebryteren slår prosjektet på eller av ved å bygge bro eller bryte den røde ledningen til batterikontakten.

Klipp den røde ledningen ca. 10 cm fra batterikontaktholderen og bøy enden av ledningen rundt den midterste pinnen på vippebryteren. Koble deretter en annen ledning på ca 20 cm til en av de ytre pinnene på vippebryteren.

Lodd begge de røde ledningene til vippebryteren ved hjelp av "hjelpende hender" for å holde ledningene på plass.

Koble enden av den røde ledningen til Vin-pin på Arduino og den svarte ledningen til jordpinnen på stedene i henhold til Fritzing-skjematisk.

Bøy ledningene på baksiden av tavlen og snu brettet rundt for å lodde det på plass.

Bruk vippebryteren for å slå på Arduino og se om lysdiodene på mikrokontrolleren slås på.

Trinn 23: Test kretsen

Vri det potensiometeret lengst til venstre helt mot klokken for å senke volumet, og koble deretter høyttalerkabelen til lydkontakten. Høyttaleren bør også ha et minimumsvolum mens du kobler til tavlen for å unngå høye lyder som noen ganger kan oppstå mens du skyver høyttalerkabelen inn i lydkontakten.

Trinn 24: Omslutt det på din måte

Flott arbeid, du er ferdig! Nå er det opp til deg å omslutte kretsen uansett du liker. Jeg valgte å sette kretsen min inne i et skap av aluminium og bjørkfiner malt mørkt, men gjør det gjerne uansett.

Legg igjen en kommentar eller send meg en e -post på [email protected] med kretsene dine, eller hvis du har spørsmål eller forbedringer å dele!

Andre pris i første gang forfatterkonkurranse 2018

Runner Up i Epilog Challenge 9

Runner Up i Arduino -konkurransen 2017