PĂRĂTORUL TEMPETULUI TAMBURARULUI: 30 de pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Cea mai importantă treabă a bateristului este să păstreze timpul. Asta înseamnă să vă asigurați că ritmul rămâne constant pentru fiecare melodie.

Tempo Keeper al bateristului este un dispozitiv care îi ajută pe toboșari să păstreze un timp și mai bun. Se compune dintr-un mic disc piezo care se atașează la capul tamburului. De fiecare dată când bateristul lovește tamburul, dispozitivul afișează bătăile pe minut în funcție de timpul dintre lovituri. Dacă trupa începe să accelereze sau să încetinească neintenționat, bateristul devine instantaneu conștient și poate face o mică corecție pentru a menține un tempo consistent.

La o prezentare recentă cu o trupă pentru care cânt la tobe, un alt toboșar din public a crezut că trupa mea cânta la o pistă de clic - un metronom care face clic pe fiecare ritm în căștile pe care le poartă membrii trupei - deoarece ritmul a fost atât de constant de-a lungul fiecărui cântec. Ce compliment și omagiu adus bateristului Tempo Keeper!

Pasul 1: PĂRȚI

Iată o listă completă a părților de care aveți nevoie pentru a crea Drum Temp Keeper, costul aproximativ și note despre exact ceea ce am folosit pentru a crea a mea. Puteți obține aceste piese pe site-uri web precum Amazon, eBay, Adafruit și SparkFun. Cele mai puțin costisitoare piese sunt de obicei vândute pe eBay și provin din China, deci pot dura câteva săptămâni până la sosire. Trebuie să folosiți drivere diferite dacă obțineți un microcontroler ieftin din China (așa cum am făcut-o eu) decât dacă cumpărați un Arduino de marcă din SUA. Am observat ce trebuie să faceți pentru a descărca și instala celelalte drivere.

1. Microcontroler. Am folosit o clonă Arduino Nano din China care a venit cu anteturile deja lipite. (4,50 USD)

2. Afișaj cu patru cifre. Asigurați-vă că obțineți un afișaj din patru cifre care utilizează patru pini. Nu obțineți un afișaj din patru segmente cu 7 segmente, deoarece necesită 12 pini. (3,50 USD)

3. Incinta proiectului. Am folosit o carcasă de proiect RadioShack 3 "x 2" x 1 ". Asigurați-vă că este din plastic, deoarece trebuie să tăiați o gaură pentru afișajul din patru cifre. (6,00 USD)

4. Piezo Deoarece această parte este așezată pe tambur și este supusă multor mișcări și vibrații, ar trebui să utilizați un piezo cu o carcasă în jurul său. Există versiuni ieftine cu carcasă din plastic, dar am optat pentru una cu carcasă mai puternică, care este folosită pentru pickup-uri de chitară. (10,00 USD)

5. Sârmă prelungitoare pentru piezo. Am folosit sârmă obișnuită de 22 AWG. (1,00 USD)

6. Rezistor 10K Ohm. 10K este maro - negru - portocaliu - auriu. (0,25 dolari)

7. Acumulator. Aceasta a fost cea mai ușoară soluție pentru mine, deoarece nu am vrut să fac probleme cu bateriile alcaline, servește ca bază sub cutia proiectului și durează pentru totdeauna! Pentru ceva mai mic, ați putea folosi probabil câteva baterii cu monede. (8,00 USD)

8. Cablu USB. Cablul furnizează energie Nano-ului din pachetul de baterii și oferă interfața dintre computerul dvs. și Nano pentru încărcarea schiței. (0,00 USD - inclus cu microcontrolerul)

9. Perf Board. Veți lipi componentele pe placă și apoi veți decupa doar porțiunea pe care o utilizați. (2,00 USD)

10. Pană de pâine. Mai întâi am asamblat un prototip al acestui proiect folosind o panou de plastic și fire de jumper. Odată ce am funcționat corect, am lipit o versiune finală pe placa de perf. Nu trebuie să faceți acest lucru, dar este recomandat. (2,00 USD)

11. Sârme jumper. Aveți nevoie de patru fire de la bărbat la femeie pentru a asambla, testa și lipi. (1,00 USD)

12. Benzi Velcro. Folosiți velcro pentru a atașa senzorul piezo la tambur. De asemenea, îl puteți utiliza pentru a conecta carcasa proiectului și acumulatorul. (0,80 dolari)

Cost total aproximativ: 39,05 USD

Pasul 2: INSTRUMENTE

Iată instrumentele de care veți avea nevoie pentru a asambla proiectul

1. Fier de lipit. Odată ce prototipul funcționează, veți muta componentele de pe panoul de control pe o placă de perfecționare.

2. lipit. La fel ca # 1.

3. Dremel sau instrument similar. Veți folosi acest lucru pentru a tăia placa de perfecționare și pentru a crea găuri în carcasa proiectului pentru afișaj și portul USB.

4. Bandă electrică. Veți lipi fire de extensie la piezo și apoi veți pune banda electrică în jurul locului pe care l-ați lipit.

5. Șurubelniță. Trebuie să deschideți și apoi să închideți carcasa proiectului.

6. Computer. Veți scrie schița pe computer și o veți încărca pe microcontroler.

7. Software-ul Arduino IDE. (disponibil și ca instrument bazat pe web).

Pasul 3: CUM FUNCȚIONEAZĂ

Înainte de al pune împreună, este util să înțelegeți cum funcționează.

1. Un piezo * este o componentă care măsoară câtă vibrație există. Atașăm piezo la tambur și firele piezo la un microcontroler pentru a citi câtă vibrație este prezentă pe tambur.

2. Schița microcontrolerului citește piezo-ul pentru a determina când a fost lovit tamburul și înregistrează timpul. Data viitoare când tamburul este lovit, notează acel timp și calculează ritmurile pe minut pe baza acestui hit și a hitului anterior.

3. De asemenea, atașăm un afișaj digital la microcontroler. După ce calculează bătăile pe minut, afișează rezultatul pe afișajul digital. Puteți pune acea parte a dispozitivului oriunde vă este vizibil în timp ce jucați. Am pus-o pe a mea lângă pălăria de pe podea.

Notă: dacă nu jucați notele de sfert pe capcană, citirea va reflecta orice jucați. Așteptați până când reveniți la redarea ritmului melodiei pentru a determina viteza.

* Folosim un piezo ca componentă INPUT în acest proiect pentru a măsura cantitatea de vibrație. În alte proiecte, când îl folosești ca componentă OUTPUT, acesta creează vibrații și devine difuzor!

Pasul 4: PROTOTIP DE PANOU

Deoarece lipirea nu este cel mai bun talent al meu, am pus mai întâi un dispozitiv prototip folosind o panou de plastic și fire de jumper pentru a mă asigura că funcționează. Odată ce a funcționat, l-am mutat pe o tablă de perf și l-am lipit. Dacă sunteți un producător experimentat, puteți sări peste această parte și să lipiți direct pe o tablă de perfecționare.

1. Așezați microcontrolerul în mijlocul plăcii, astfel încât să existe o coloană de plastic care să separe pinii din partea stângă a plăcii și pinii din partea dreaptă a plăcii. Asigurați-vă că portul USB este la marginea panoului de control și nu la mijloc, așa cum se arată în imagine.

Pasul 5: CONECTAȚI PIEZO

Piezo-ul este un senzor analogic, deoarece raportează o valoare între 0 și 1024, deci trebuie să se conecteze la un pin analogic pe arduino. Am folosit primul pin analogic, A0.

1. Conectați firul pozitiv (roșu) al piezo la pinul A0 de pe Arduino.

2. Conectați firul negativ (negru) al piezo la unul dintre pinii de la sol (GND) de pe Arduino.

Pasul 6: CONECTARE RESISTOR

Conectați rezistorul la aceiași pini la care este conectat piezo (A0 și GND)

(Nu contează ce parte a rezistorului se conectează la care pin; acestea sunt la fel.)

Pasul 7: CONECTARE DISPLAY CLK PIN

Unitatea de afișare din patru cifre se conectează la doi pini digitali de pe Arduino. Am folosit primii doi pini digitali de pe Nano, care sunt D2 și D3.

Conectați pinul CLK de pe afișaj la pinul D3 de pe Arduino folosind un cablu de la mamă la tată

Pasul 8: CONECTARE DISPLAY PIN DIO

Conectați pinul DIO de pe afișaj la pinul D2 de pe Arduino folosind un cablu de la mamă la tată

Pasul 9: CONECTARE DISPLAY PIN VCC

Conectați pinul VCC de pe afișaj la pinul de alimentare de 5V de pe Arduino utilizând un cablu de la mamă la tată

Pasul 10: CONECTARE DISPLAY GND PIN

1. Conectați pinul GND de pe afișaj la un pin GND de pe Arduino utilizând un cablu de la mamă la mascul.

Asta este tot ce există pentru prototipul electronic

Pasul 11: DESCĂRCAȚI DRIVERILE CH340 (Opțional)

Dacă utilizați un Arduino mai ieftin din China, probabil că folosește cipul CH340 pentru a comunica cu un computer. Trebuie să descărcați și să instalați driverele pentru acel cip. Puteți descărca driverele oficiale de pe acest site (pagina este în engleză și chineză, dacă priviți cu atenție). Instalați driverele pe computerul dvs. executând executabilul.

Pasul 12: DESCĂRCAȚI BIBLIOTECA DE DISPLAY DIGITAL (TM1637)

Afișajul din patru cifre folosește un cip TM1637. Trebuie să descărcați o bibliotecă care să faciliteze afișarea numerelor pe afișajul digital. Accesați https://github.com/avishorp/TM1637. Alegeți Clonați sau Descărcați și selectați Descărcați Zip. Salvați fișierul pe computer.

Pasul 13: INSTALAȚI BIBLIOTECA DE DISPLAY DIGITAL

1. Rulați software-ul Arduino IDE pe computer. Va prezenta schița pentru o schiță goală.

2. Selectați Schiță | Includeți biblioteca | Adăugați. ZIP Library … și alegeți fișierul pe care l-ați descărcat de pe Github pentru a instala biblioteca.

Pasul 14: Selectați placa și portul ARDUINO

1. Conectați Arduino la computer cu un cablu USB. Apoi treceți la IDE-ul Arduino și la noua schiță deschisă.

2. Selectați placa corectă, de exemplu, Arduino Nano.

3. Selectați portul la care este conectat Arduino de pe computer.

Pasul 15: schiță: fundal

1. Pentru a determina dacă tamburul a fost lovit, citim pinul senzorului piezo A0. Piezo-ul măsoară cantitatea de vibrație pe tambur și ne oferă o valoare între 0 (fără vibrații) și 1024 (vibrație maximă).

2. Deoarece ar putea exista unele ușoare vibrații de la muzică și de la celelalte instrumente, nu putem spune că orice citire peste zero indică o lovitură a tobei. Trebuie să permitem ceva zgomot atunci când verificăm citirea din piezo. Numesc această valoare THRESHHOLD și am selectat 100. Aceasta înseamnă că orice citire de peste 100 indică o lovitură a tamburului. Orice 100 sau mai puțin este doar zgomot. Sugestie: dacă dispozitivul afișează citiri atunci când nu ați lovit tamburul, măriți această valoare.

3. Deoarece calculăm ritmurile pe minut, trebuie să urmărim timpul fiecărei lovituri până la tambur. Microcontrolerul ține evidența numărului de milisecunde care au trecut de când a început. Această valoare ne este disponibilă cu funcția millis (), care este un întreg lung (tip long).

Pasul 16: SKETCH: PRE-SETUP

Tastați următoarele în partea de sus a schiței, deasupra funcției de configurare. (Dacă preferați, puteți descărca schița finală la sfârșitul explicației).

1. Mai întâi, includeți cele două biblioteci de care avem nevoie: TM1637Display pe care l-ați descărcat și math.h.

2. Apoi, definiți pinii pe care îi folosim. Dacă vă amintiți de la asamblarea dispozitivului, pinul CLK este pinul digital 2, pinul DIO este pinul digital 3 și pinul Piezo este A0 (analogic 0).

3. Deocamdată, definiți PRAȘUL să fie 100.

4. Apoi, creați două variabile de care avem nevoie pentru schița numită citire (citirea curentă a senzorului piezo) și lastbeat (ora cursei anterioare).

5. În cele din urmă, inițializați biblioteca TM1637 trecându-i numerele de pin pe care le folosim CLK și DIO.

// Biblioteci

#include #include // Pins #define CLK 2 #define DIO 3 #define PIEZO A0 #define THRESHHOLD 100 // Variables int reading; lunga ultima Batere; // Configurați biblioteca de afișare TM1637Display display (CLK, DIO);

Pasul 17: SKETCH: FUNCȚIA DE CONFIGURARE

Dacă construiți schița pas cu pas, tastați următoarele pentru funcția setup ().

1. Utilizați funcția pinMode pentru a declara pinul piezo ca pin INPUT, deoarece vom citi din el.

2. Utilizați funcția setBrightness pentru a seta afișajul digital la cel mai luminos nivel. Folosește o scară de la 0 (cel mai luminos) la 7 (cel mai luminos).

3. Deoarece nu avem o cursă de tambur anterioară, setați variabila la ora curentă.

configurare nulă () {

// Configurați pinii PinMode (PIEZO, INPUT); // Setați luminozitatea afișajului display.setBrightness (7); // Înregistrați primul hit ca acum lastBeat = millis (); }

Pasul 18: SKETCH CORP: LOGICA

Tastați următoarele pentru funcția buclă principală () dacă construiți schița pas cu pas.

1. Citiți valoarea senzorului piezo până când senzorul citește o valoare deasupra pragului, indicând o lovitură pe tambur. Păstrați ora curentă a loviturii ca acest ritm.

2. Apoi, apelați funcția calculateBPM pentru a calcula bătăile pe minut. Treceți funcția timpul acestei curse și timpul ultimei curse pentru calcul. (Următorul pas conține corpul funcției). Stocați rezultatul în bpm.

3. Apoi, afișați ritmurile pe minut pe afișajul cu LED-uri trecând rezultatul la funcția din biblioteca TM1347 numită showNumberDec ().

4. În cele din urmă, setați ora cursei anterioare (lastbeat) pentru a fi timpul acestei curse (thisbeat) și așteptați următoarea lovitură la tambur.

bucla nulă () {

// Am primit o lovitură de tobe? int piezo = analogRead (PIEZO); if (piezo> THRESHHOLD) {// Înregistrați ora, calculați bpm și afișați rezultatul lung thisBeat = millis (); int bpm = calculateBPM (thisBeat, lastBeat); display.showNumberDec (bpm); // thisBeat este acum lastBeat pentru următoarea lovitură de tobe lastBeat = thisBeat; }}

Pasul 19: SKETCH: CALCULAȚI BATERILE PE MINUT

Sugestie: puneți această funcție deasupra funcției de configurare din program, astfel încât să nu trebuie să o declarați de două ori.

Consultați diagrama de mai sus pentru un eșantion de calcul.

1. Creați o funcție pentru a efectua calculul ritmurilor pe minut (bpm). Acceptați timpul acestei curse de tambur (thisTime) și timpul cursei de tambur anterioare (lastTime) ca parametri.

2. Scădeți timpul dintre cele două lovituri de tambur și păstrați-l după cum a trecut. Diferența de timp oferă numărul de bătăi (1) pe milisecundă (ms).

3. Convertiți bătăile pe milisecundă în bătăi pe minut. Deoarece există 1000 de milisecunde într-o secundă, împărțiți 1000 la timpul dintre cele două lovituri pentru a obține bătăi (1) pe secundă. Deoarece există 60 de secunde într-un minut, înmulțiți cu 60 pentru a obține bătăi (1) pe minut. Rotunjiți rezultatul final pentru a returna o valoare întreagă (număr întreg).

Dacă preferați, puteți descărca schița finală din acest pas

int calculate BPM (lung thisTime, long lastTime) {

long scurs = thisTime - lastTime; bpm dublu = rotund (1000. / scurs * 60.); return (int) bpm; }

Pasul 20: SALVAȚI ȘI ÎNCĂRCAȚI

1. În IDE-ul Arduino, selectați Fișier și alegeți Salvare. Tastați un nume pentru schița dvs. și faceți clic pe Salvare pentru a salva schița (trebuie doar să o denumiți prima dată când o salvați).

2. Selectați Schiță și alegeți Încărcare pentru a încărca schița pe Arduino și a vă pregăti pentru testare.

Pasul 21: CONECTAȚI BATERIA ȘI TESTAȚI PROTOTIPUL

Testați dispozitivul înainte de a pune împreună versiunea finală.

1. Conectați acumulatorul la microcontrolerul t

2. Așezați piezo-ul pe un tambur și țineți-l la loc cu degetul.

3. Apăsați tamburul de câteva ori și verificați dacă citirea oferă bătăile pe minut pe baza loviturilor dvs. de tambur.

3. Odată ce funcționează corect, puteți lipi versiunea finală.

Pasul 22: CÂNDURI DE EXTINDERE A SOLDURILOR LA PIEZO

1. Deoarece piezo-ul va fi pe tambur și restul unității va fi în altă parte, trebuie să extindeți cantitatea de sârmă pe piezo. Lipiți capetele piezo la aproximativ trei picioare de sârmă pentru a oferi mai multă slăbiciune.

Sugestie: Dacă firul dvs. de extensie nu este colorat, marcați care este roșu și care este firul negru din piezo.

Pasul 23: MUZAȚI COMPONENTELE LA PLACA PERF

Apoi, mutați circuitele de la placa de plastic la placa de perfecționare și lipiți componentele. Versiunea lipită trebuie să fie identică cu cea a panoului de verificare.

1. Mutați microcontrolerul de la placa de plastic la placa de perf, asigurându-vă că seturile stânga și dreapta de pini nu sunt conectate și conectorul USB este orientat în direcția corectă. Lipiți fiecare pin pe placa de perfecționare.

2. Lipiți firele piezo lungi pe care le-ați atașat (fir negru la GND și fir roșu la A0).

3. Lipiți rezistorul la aceiași pini ca și piezo.

4. Lipiți unitatea de afișare așa cum a fost conectată la panou (CLK la D3; DIO la D2; VCC la + 5V și GND la GND).

Pasul 24: TRIM PERFECT

1. Tăiați cu atenție secțiunile neutilizate ale plăcii de perf, astfel încât microcontrolerul să se potrivească în carcasa proiectului.

Pasul 25: ÎNCHIDEREA PROIECTULUI: MODIFICAREA DISPLAYULUI DIGITAL

1. Utilizați un dremel sau un instrument similar pentru a tăia o gaură în partea superioară a incintei proiectului pentru a se potrivi afișajului digital.

Pasul 26: ÎNCHIDERE PROIECT: MODIFICARE USB

1. Tăiați o gaură în lateralul carcasei proiectului pentru portul USB.

Pasul 27: ÎNCHIDEREA PROIECTULUI: NOSTRU PENTRU SIRURILE PIEZO

La capătul opus de unde este conexiunea USB a microcontrolerului, tăiați o mică crestătură pentru firele piezo.

Pasul 28: ASAMBLAȚI UNITATEA FINALĂ

1. Montați afișajul în partea superioară a carcasei proiectului, astfel încât să se potrivească în gaura pe care ați creat-o.

2. Montați placa perf cu microcontrolerul în partea inferioară a carcasei proiectului, astfel încât portul USB să fie accesibil prin orificiul creat de dvs.

Sugestie: am pus o mică bucată de placă de plută între cele două plăci, astfel încât să nu se atingă una de cealaltă.

Pasul 29: ÎNCHIDEREA ÎNCHIDERII PROIECTULUI ȘURUB

Introduceți firele piezo prin crestătura pe care ați creat-o și înșurubați carcasa proiectului.

Pasul 30: MONTAȚI PIEZO ȘI TEST

1. Montați piezo-ul pe capul tamburului cu ajutorul benzilor cu velcro.

2. Vă rugăm să restul dispozitivului pe podea sau într-o altă locație ușor de vizionat în timp ce cântați la tobe.

3. Impresionați-vă colegii de trupă cu abilitățile dvs. îmbunătățite de cronometrare!