O mașină de tambur alimentată cu Raspberry Pi: 15 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Acest Instructable vă va arăta cum să realizați un tambur robotizat alimentat de Raspberry Pi. Este într-adevăr un proiect distractiv, creativ, interactiv. Vă voi arăta cum să faceți funcționarea internă, dar tobe reale vor depinde de dvs., oferindu-vă ocazia de a face ceva complet unic pentru dvs. Pentru mașina mea am folosit cât mai multe obiecte găsite … ciocanele de la un pian salvat de la vecinii mei, o plasă de pescuit pe care am găsit-o pe plajă, o cutie de fasole goală, linguri de lemn, o sticlă de bere goală, blaturi de sticle de bere și un clopot de birou, printre altele, dar lăsați-vă imaginația să înnebunească - vedeți ce aveți prin casă, aproape orice poate face zgomot atunci când este lovit și poate face proiectul dvs. propriu. aveți 2 opțiuni:

• O secvență de pași bazată pe browser pe care am numit-o PiBeat - Aceasta este foarte distractivă și vă permite să controlați în mod interactiv mașina dvs. de baterie din Pi sau orice dispozitiv din aceeași rețea (cum ar fi telefonul, tableta sau computerul). Îl vom instala pe Pi mai târziu, dar o previzualizare poate fi văzută aici, iar codul este în GitHub aici.
• Un script python pentru a programa un model de tambur. Acesta este un mod minunat de a crea un ritm pentru a vă bloca împreună cu chitara etc.

Încerc să mențin costurile reduse și, după cum veți vedea în pasul următor, nu sunt necesare instrumente de specialitate scumpe. De asemenea, am încercat să explic cum funcționează lucrurile la fiecare pas, făcându-l un proiect minunat, chiar dacă sunteți relativ nou-venit în lumea Pi's, codificare și electronică și cu un buget limitat.

OK, să ne apucăm de treabă!

Pasul 1: Mergeți la cumpărături

Pentru a construi mecanismul intern, veți avea nevoie de:

• 1x Raspberry Pi cu 40 de pini cu Raspbian instalat pe un SD, cu cablu de alimentare și capacitate de conectare la acesta (am folosit un Raspberry Pi Zero Wireless cu antet pre-lipit de la ModMyPi)
• 1x releu 5v 8 canale
• 1x pachet de fire jumper la feminin (sunt necesare 10 fire)
• 2 x benzi terminale de 3 Amperi (ați putea folosi o placă de perfecționare sau un panou de perfecționare, dar benzile de borne sunt ieftine și împiedică desfacerea cablurilor și, la realizarea acestui lucru, nu dețineam un fier de lipit)
• 1x sursa de alimentare 12v 10a
• Solenoizi 8x 12v 2a
• 8x diode redresoare 1N5401
• 50cm de cablu de 0,5 mm (am dezbrăcat miezurile de pe un cablu cu două miezuri, deoarece era o modalitate rentabilă de a obține roșu, negru și miez dublu), deși puteți folosi doar 1 culoare dacă doriți. Este posibil să nu cumpărați o lungime mai mare, în funcție de locuința pe care doriți să o construiți.

De asemenea, veți avea nevoie de următoarele instrumente:

• Freze de sârmă
• Decapanti de sârmă
• Șurubelniță mică cu cap plat, aproximativ 3mm
• În funcție de bornele pe care le obțineți, este posibil să aveți nevoie și de o șurubelniță cu cap încrucișat

Nu am enumerat niciun fel de piese sau instrumente pentru a face tobele și nici carcasa în care nu vrei să le pui. Îți voi arăta cum am făcut-o pe a mea mai târziu, dar așa cum am spus înainte, las această parte în voia imaginației tale.

Pasul 2: conectați Pi la releu

Tensiunea maximă furnizată de pinii de pe Pi este de 5v. Am putea cumpăra solenoizi de 5V și le putem alimenta direct de la Pi, dar asta nu ar da lovitura mare de care are nevoie mașina noastră de tobe. Prin urmare, folosim un releu care ne permite să pornim și să oprim un circuit de tensiune mai mare (în cazul nostru un circuit de 12v care conține solenoidele noastre de 12v) din circuitul nostru GPIO de tensiune mai mică.

Releul nostru are 8 canale, ceea ce înseamnă că putem porni și opri până la 8 solenoizi independent. Fiecare canal conține 4 conectori; 3 sunt utilizate de circuitul de înaltă tensiune pe care îl vom vedea mai târziu și 1 care este un pin „IN” pe circuitul de tensiune mai mică la care vom conecta Pi-ul nostru. Când pinul GPIO al lui Pi trimite 5V pe un pin IN de canale date, releul va porni circuitul corespunzător de 12v.

Pe partea de joasă tensiune a releului, există, de asemenea, un pin GND (masă) pe care trebuie să îl conectăm la masa PI și un pin VVC pentru puterea de 5v de la Pi.

Cu Pi oprit, urmați schema pentru a conecta releul la Pi utilizând cablurile jumper. Nu trebuie să utilizați jumperi de aceeași culoare, dar vă poate ajuta atunci când urmăriți imaginile.

Pasul 3: Să facem ceva zgomot

Este posibil să nu fie încă mașina noastră de tambur pe deplin, dar în acest pas vom face ceva zgomot, deși clicuri din releu. Vom introduce scriptul python pentru a programa modele de tambur, acest lucru ne va permite să testăm ceea ce am făcut până acum.

Scriptul este disponibil are un esențial aici.

Porniți Pi, deschideți un terminal pe Pi și descărcați scriptul executând:

wget

Poate doriți să căutați codul și comentariile pentru a vă face o idee despre ceea ce face, dar vă permite să obțineți o mulțumire și să îl rulați:

python3 array-sequencer.py

Dacă totul merge în plan, ar trebui să auziți contactele din deschiderea și închiderea releului și lumina de pe canalul corespunzător clipește. Aruncați o privire la variabila de secvență din script pentru a vă face o idee despre ce se întâmplă - toate canalele vor fi declanșate împreună, apoi fiecare va fi declanșat individual. Se va rula până când ieșiți din script apăsând Ctrl + C.

Înainte de a continua, este o idee bună să opriți din nou Pi în caz de scurtcircuit accidental atunci când conectați lucrurile.

Pasul 4: Creați partea pozitivă a circuitului nostru

Pentru a alimenta 8 solenoizi cu o singură sursă de alimentare vom crea un circuit paralel. Puteți vedea o diagramă a circuitului completat de 12V, dar vom trece prin el pas cu pas.

Ați putea folosi o placă de perfecționare sau o placă de perfecționare, dar am optat pentru benzi terminale, deoarece acestea sunt ieftine, țin bine firele și, de asemenea, nu dețineam un fier de lipit atunci când am creat acest lucru.

Efectiv, trebuie să conectăm toți solenoizii și o diodă pentru fiecare solenoid (mai multe despre diode mai târziu) la 1 fir pozitiv al sursei noastre de alimentare.

Cu ajutorul tăietoarelor, tăiați propriul benzi terminale, astfel încât să aveți un bloc de 8 perechi, tăind la bitul de plastic care conectează două blocuri împreună. Aveți grijă să nu tăiați niciun metal.

Acum trebuie să unim toate terminalele pe o parte a benzii. Utilizați tăietorii pentru a tăia 7 bucăți de sârmă roșie de aproximativ 35 mm lungime, apoi folosiți separatoarele pentru a elimina aproximativ 5 mm de izolație de la fiecare capăt al fiecărui fir.

Acum folosiți firele pentru a înlănțui toate terminalele împreună de-a lungul unei părți a benzii, ținând firele în poziție folosind șuruburile. Primul și ultimul șurub vor avea doar 1 fir, în timp ce restul vor avea 2.

Pasul 5: Adăugați solenoizii și diodele

Deoarece solenoizii sunt electromagneti, diodele sunt recomandate pentru a vă proteja circuitul de flyback (puteți citi în detaliu aici). Prin urmare, vom oferi fiecărui solenoid propria diodă pentru a ne proteja releul.

Pe partea opusă a benzii terminale la care ați conectat împreună în pasul anterior, începeți cu prima gaură. Introduceți 1 fir al solenoidului, apoi adăugați și un capăt al diodei în aceeași gaură. Deoarece diodele permit fluxul curentului doar într-un sens, asigurați-vă că banda argintie a diodei este către banda terminală. Strângeți șurubul pentru a le menține în poziție. Repetați procesul pentru cele 7 găuri rămase.

Unul dintre solenoizii pe care i-am primit a fost defect, așa că la momentul fotografierii l-am schimbat cu un model de amplificator inferior care avea fire albastre.

Pasul 6: Conectați banda terminală negativă la solenoid și diode

Așa cum am făcut cu partea pozitivă, obțineți o bandă terminală și tăiați-o, astfel încât să aveți o altă bandă de 8 perechi. Înșurubați diodele și solenoidele la această bandă de borne, astfel încât să oglindească banda de borne plus.

Pasul 7: Creați firele de conectare ale releului

Suntem aproape gata să conectăm releul, dar mai întâi avem nevoie de ceva cu care să îl conectăm. Tăiați 8 bucăți de sârmă neagră de aproximativ 70 mm lungime, apoi îndepărtați aproximativ 5 mm de fiecare capăt. Atașați fiecare fir la cei 8 conectori rămași de pe banda negativă.

Pasul 8: Conectați conectorii comuni ai releului

Aruncați o privire la releul care ține latura conectată de jumperi la Pi departe de dvs. Fiecare canal are 3 contacte, de la stânga la dreapta se numesc normal deschise (NO), comune (COM) și normal închise (NC). Vrem ca solenoizii noștri să se aprindă numai atunci când există o tensiune ridicată pe pinul IN de canale, așa că vom folosi contactul normal deschis. Dacă ar fi să folosim contactul normal închis în schimb, s-ar întâmpla opusul - solenoidul ar fi pornit până când se trimite o tensiune înaltă pe pinul IN. De asemenea, vom folosi contactul comun pentru a finaliza circuitul.

Deoarece acesta este un circuit paralel, vom lega în lanț toate contactele comune de pe releu. Tăiați 7 bucăți de sârmă neagră de aproximativ 60 mm lungime și îndepărtați 5 mm de fiecare capăt. Lucrați de-a lungul releului conectând împreună toate contactele COM (mijlocul fiecărui set de 3). Primul și ultimul vor avea doar un fir, restul vor avea 2.

Pasul 9: Conectați releul la restul circuitului nostru

Acum este timpul să conectați releul la restul circuitului nostru. Luați capătul neacordat al bucății de sârmă neagră de la un capăt al benzii de borne negative și conectați-l la primul sau ultimul contact normal deschis (NO) de pe releu. Repetați acest lucru pentru celelalte 7 bucăți de fir, conectând fiecare fir la următorul contact NO.

Pasul 10: Conectați sursa de alimentare de 12v

În primul rând, pentru a evita orice șoc, asigurați-vă că sursa de alimentare este oprită și deconectată de la rețea.

Sursa mea de alimentare a fost folosită de la eBay, cu mufa de 12V tată deja dezactivată. Presupunând că al tău are încă mufa, poți să cumperi fie conectorul de curent continuu feminin, fie să tai mufa și să o dezbraci înapoi la cele 2 fire ca ale mele. Oricum ar fi, trebuie să ajungeți cu 2 fire, roșu (pozitiv) și probabil alb (negativ). Conectați firul pozitiv al sursei de alimentare la primul contact de pe blocul de borne pozitiv și negativ la primul contact comun de pe rele. Pentru a face acest lucru mai ușor, am folosit aproximativ 150 mm de sârmă roșie și neagră cu capetele dezbrăcate pentru a merge între conexiuni și conectate folosind o bandă de borne.

Pasul 11: declanșează-l

Cu sursa de alimentare încă oprită, verificați rapid toate conexiunile. Odată fericit, porniți din nou Pi. Rulați din nou scriptul de la pasul 3:

python3 array-sequencer.py

Solenoidele dvs. nu se vor mișca încă, dar ar trebui să auziți releul și să lumineze exact așa cum ați făcut la pasul 3. Terminați scriptul (Ctrl + C), iar acum este momentul pe care l-ați așteptat - porniți alimentarea livra! Rulați din nou scenariul, toate solenoidele dvs. care dansează ar trebui să prindă viață. Buna treaba!

Am avut ghinion - după cum puteți vedea în videoclip, un alt solenoid meu nu funcționa, dar aceasta a fost vina mea, deoarece am deteriorat anterior unul prin strângerea excesivă a unui șurub de fixare.

Pasul 12: Editarea Array-sequencer.py

Ia-ți puțin timp să te joci cu array-sequencer.py. Utilizați editorul preferat (nano, geany etc.) pentru a face modificări scriptului. Încercați să faceți următoarele și rulați scriptul după fiecare modificare pentru a vedea efectul acesteia:

• Schimbați variabila bpm de la 120 la un alt număr, să zicem 200 pentru a crește tempo-ul.
• În variabila secvență, schimbați 0 la 1 pentru a reda mai multe tobe.
• Duplicați ultimele 3 linii înainte de paranteză pătrată de închidere în variabila secvență pentru a adăuga mai multe bătăi la buclă

Pasul 13: Instalați Drum Sequencer

Acum, lucrurile devin foarte distractive, vom instala secvențialul pe Pi. Acest lucru ne va oferi o interfață web care permite Python să declanșeze pinii GPIO peste soclurile web.

Codul sursă este disponibil în Github aici, dar presupunând că ați urmat cablarea din Instructable, putem descărca și rula versiunea precompilată. Deschideți un terminal pe Pi și rulați următoarele

# Creați și navigați într-un director pentru proiectul nostru

mkdir pibeat cd pibeat # Descărcați codul sursă wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Extrageți fișierele tar -zxf pibeat.tar.gz # Instalați cerințele python cerințele pip3 install -r. txt # Rulați serverul web python3 server.py

În rezultat, dacă totul are succes, ar trebui să vedeți următoarea ieșire:

======== Rularea pe https://0.0.0.0:8080 ========

(Apăsați CTRL + C pentru a ieși)

Găsiți adresa IP a lui Pi. Deschideți un browser web, apoi introduceți adresa IP urmată de: 8080 / index.html (acesta este portul pe care îl ascultă aplicația urmat de numele fișierului) în bara de adrese. De exemplu, dacă adresa IP a Pi este 192.168.1.3, introduceți 192.168.1.3:8080/index.html în bara de adrese. Va apărea secvențierul de tobe.

Apăsați butonul de redare și mașina dvs. de tobe ar trebui să înceapă să redea. Joacă-te cu secvențialul până când inima ta este mulțumită.

Atâta timp cât există o rută de rețea către Pi, puteți accesa interfața web a Pi de pe orice dispozitiv - încercați-l de pe mobil sau tabletă.

Pasul 14: Construirea tobelor și a locuințelor

Aici puteți transforma teancul de spaghete electronice într-o adevărată mașină de tobe. După cum am spus mai devreme, ceea ce faci aici depinde de tine. Aproape orice poate face zgomot atunci când este lovit poate fi folosit și este locul în care îți poți transforma cu adevărat proiectul în ceva unic pentru tine.

Am scotocit bine în jurul casei mele pentru idei de tobe care furnizau sticla de bere, cutie, agitator, blaturi de sticlă și linguri. Plasa de pescuit a fost găsită pe plajă, iar clopotul de birou și castaneta de crocodil veneau de pe eBay. Am găsit un pian rupt într-o săritură, care a furnizat ciocane pentru sticlă și cutie, împreună cu dowling de lemn pentru a ține clopotul în loc și tije metalice pentru a pivota și a ține lingurile în loc.

Am făcut din fiecare tambur o componentă independentă, așa că, dacă unul se rupe sau nu sunt mulțumit de el, îl pot opri cu altul fără prea multe agitații.

Solenoizii vin cu găuri de șurub care necesită șuruburi M3. Găurirea găurilor în lemn a fost un pic dificilă, deoarece trebuie să obțineți poziționarea corect, dar ați găsit menținerea solenoidului în poziție, apoi marcarea găurilor cu o bradă înainte de găurire a funcționat bine.

Am folosit mai ales MDF de 6 mm (tăieturi din magazinul meu local de bricolaj) pentru tobe de-a lungul câtorva bucăți de resturi de lemn, ținute împreună cu lipici sau șuruburi.

Ciocanele de pe cutie și sticla de bere sunt probabil inutile, deoarece ați putea obține doar o lovitură bună direct de la solenoid, dar am vrut să obțin cât mai multă mișcare în mașină pentru a o face interesantă din punct de vedere vizual.

Locuințe

Carcasa este o cutie simplă aspră și gata făcută din placaj de 3,6 mm, MDF de 18 mm și ceva lemn de fâșie. Am vrut placaj subțire pentru partea din față a cutiei, astfel încât să rezoneze atunci când este lovit cu o lingură, dar alegerile de lemn au fost conduse în principal de ceea ce aveam deja în magazie și secțiunea de fier vechi din magazinul meu local de bricolaj. Am făcut o platformă în partea de jos a cutiei pentru a păstra electronica și o altă platformă pentru a ține tobele. Pentru a face cutia:

1. Tăiați 2 dimensiuni egale de MDF pentru a face capetele2. Tăiați 4 bucăți de lemn (am folosit 34mm x 12mm) cu 50mm mai scurt decât lățimea dorită a cutiei3. Cuiește lemnul de fâșie pe cele 2 capete din MDF pentru a forma forma cutiei. Așezați lemnul la aproximativ 1 cm distanță de partea de sus și de jos a cutiei. Tăiați 2 bucăți de placaj pentru a se potrivi cu lățimea și înălțimea cutiei. Atașați-le pe partea din față și din spate a cutiei prin cuie pe MDF și pe lemn de fâșie. Tăiați o bucată de placaj pentru a se potrivi în cutie și așezați pe partea inferioară bucăți de lemn pentru a ține electronica. Am făcut-o pe a mea cam la jumătate din lungimea cutiei. Tăiați o altă bucată de placaj pentru a atașa tobe. Aceasta se așează pe bucățile superioare de lemn. Tăiați o gaură lângă platforma inferioară pentru a alimenta cablurile de alimentare.

Pictura

Pentru a picta, am folosit Acrylic Primer Undercoat urmat de vase de testare Crown Matt. Ghivecele de testare sunt o modalitate bună de a obține o varietate de culori la un preț ieftin.

Pasul 15: Stai pe spate și distrează-te

Și iată-l, o mașină de tobe destul de tare. Rezumatul secvenței din videoclipul YouTube poate fi găsit aici.

Dacă mergeți mai departe și vă faceți propriul, vă rog să împărtășiți, mi-ar plăcea să văd cu ce veniți. A se distra!