ANDI - Generator de ritm aleator - Electronică: 24 de pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

ANDI este o mașină care generează un ritm aleatoriu prin simpla apăsare a unui buton. Fiecare ritm este unic și poate fi modificat cu cinci butoane. ANDI este rezultatul unui proiect universitar care a inspirat muzicieni și a examina noi modalități de a lucra cu ritmuri de tobe. Mai multe informații despre proiect pot fi găsite la andinstruments.com

În timpul fazei de proiectare a ANDI, o mulțime de inspirație a fost luată din comunitatea producătorilor și în special din proiectele interesante de aici, la Instructables. Pentru a-mi întoarce favoarea, am scris acest instructabil despre modul de proiectare a circuitului electric pentru generatorul de bătăi ANDI. Este un circuit simplu cu cinci butoane rotative care controlează redarea sunetelor de tambur scurt stocate pe un card micro-SD prin intermediul unui Arduino Nano.

Acest instructable acoperă realizarea circuitului electronic, iar codul programat pe Arduino și sunetele de tambur utilizate sunt găsite aici. Codul este explicat cu comentarii în fișierul de cod și nu voi intra în profunzime în codul din acest tutorial.

ANDI are un exterior din tablă de aluminiu și placaj și nu am inclus confecționarea exteriorului în acest instructabil.

Dacă există un interes pentru o explicație amănunțită a codului sau a modului de realizare a incintei, aceasta va fi adăugată în viitor.

În caz contrar, acest lucru vă oferă libertatea de a vă proiecta propria incintă pentru generatorul dvs. ANDI-beat.

Urmăriți proiectul ANDinstruments pe Instagram pentru actualizări media ale proiectului: @and_instruments

Pasul 1: Cum să urmați tutorialul

Am încercat să fac acest Instructable cât mai detaliat posibil pentru a oferi oamenilor de toate nivelurile de calificare acces la el.

Aceasta înseamnă că uneori poate fi prea detaliat și lent, așa că vă rugăm să accesați pașii cu care vă simțiți deja confortabil.

Pentru o înțelegere mai profundă a unor părți cheie ale circuitului, am adăugat linkuri către alte instrumente, tutoriale și pagini cu Wikipedia care vă ajută să înțelegeți ce se întâmplă.

Simțiți-vă liber să reproiectați circuitul și să rescrieți codul după cum doriți și, dacă faceți acest lucru, vă rugăm să vă conectați la andinstruments.com și să creditați sursa.

Vă rugăm să comentați sau să-mi trimiteți un e-mail la [email protected] dacă aveți întrebări despre Instructable sau orice idee despre cum să îmbunătățiți circuitul sau tutorialul!

Pasul 2: Adunați componentele

Am folosit următoarele componente pentru proiectarea circuitului:

• 39x30 găuri de 3 plăci de bandă cu insule
• Arduino nano compatibil V3.0 ATMEGA328 16M
• (2x) antet masculin 15x1 pentru Arduino
• Breakout MicroSD cu schimbător de nivel (SparkFun Shifting μSD Breakout)
• Antet 7x1 pin masculin pentru MicroSD Breakout
• Card Micro SDHC (Intenso 4 GB Card Micro SDHC Clasa 4)
• (4x) potențiometre de 10k Ohm (Alpi 9mm Dimensiune arbore metalic Snap RK09L114001T)
• (4x) Condensatori ceramici 0.1uF (Vishay K104K15X7RF53L2)
• Rezistor de 1k Ohm (rezistor de film metalic 0,6W 1%)
• Mufă audio de 3,5 mm pentru montare pe panou (Kycon STPX-3501-3C)
• Codificator rotativ cu comutator push (Encodere Bourns PEC11R-4025F-S0012)
• Comutator de comutare (file de lipit cu 1 pol activat MTS-102)
• Curea de baterie de 9 volți (curea de baterie de tip „I” de 9 volți ecranată Keystone)
• Baterie de 9 volți
• Sârmă solidă cu diferite culori

Voi încerca să explic alegerea componentelor mele pe tot cuprinsul instructabilului. În timpul procesului de proiectare a circuitului, am urmărit în principal să fac acest proiect cât mai ieftin și mai mic posibil. Prin urmare, am încercat să păstrez toate componentele montate pe placă, astfel încât firele care le conectează să poată rula de-a lungul plăcii.

Dacă aveți sugestii despre cum să îmbunătățiți circuitul, vă rugăm să comentați sau să-mi trimiteți un e-mail.

Pasul 3: Găsiți câteva instrumente

Folosesc următoarele instrumente și echipamente pentru acest proiect:

• Panou pentru testarea componentelor înainte de lipirea lor pe panou
• O mică pereche de clești pentru tăierea firelor
• Dispozitiv de decupare automată a firelor
• O pereche de clești pentru îndoirea firelor solide și a picioarelor componentelor
• Fier de lipit cu temperatura reglabila
• „Mâinile ajutătoare” pentru a ține bordul în timpul lipirii
• Un difuzor mic amplificat și un cablu audio de 3,5 mm pentru a testa ieșirile audio ale circuitelor

Pasul 4: urmați schema

Această schemă este realizată cu Fritzing și vă recomand să o verificați din nou pe parcursul procesului pentru a vedea că nu ați ratat nicio componentă sau conexiune.

Componentele din schemă nu arată exact ca cele pe care le-am folosit în circuitul meu, dar arată cum să conectez firele și pinii sunt în aceleași locuri ca și pe componentele mele.

Pasul 5: Conectați Arduino la placa de separare a cardului MicroSD

Vă recomand să începeți proiectul testând cele mai importante două componente ale circuitului: Arduino Nano și placa de separare a cardului MicroSD. Fac asta pe o placă de panou și când funcționează bine lipesc componentele de pe o placă care o face permanentă.

Dacă doriți să aflați mai multe despre modul în care funcționează placa microSD-breakout, vă recomand să citiți acest tutorial din Adafruit: Micro SD Card Breakout Board Tutorial.

Anteturile de lipire pe placa Arduino și placa de separare MicroSD. Folosesc o placă de prindere pentru a menține anteturile masculine în loc în timpul lipirii. Poate fi greu să faci o îmbinare de lipit bună și vei avea unele defecte în imaginile mele de exemplu. Vă recomand să urmăriți câteva tutoriale de lipit înainte de a începe dacă este prima dată cu un fier de lipit.

Conectați placa de separare MicroSD la Arduino de pe panou în următoarea ordine:

• Pinul Arduino GND -> MicroSD GND
• Pinul Arduino 5V -> MicroSD VCC
• Pinul Arduino D10 -> MicroSD CS
• Pinul Arduino D11 -> MicroSD DI
• Pinul Arduino D12 -> MicroSD D0
• Pinul Arduino D13 -> MicroSD SCK (l-am văzut și numit CLK)

CD-pin-ul plăcii microSD nu este utilizat în acest proiect.

Pasul 6: Pregătiți cardul MicroSD

Conectați cardul MicroSD la un computer cu un adaptor. Folosesc un adaptor MicroSD-card către card SD. Formatați cardul MicroSD cu software-ul SD Formatter din SD Association:

Folosesc setarea „Overwrite Format”, care șterge totul de pe cardul MicroSD, chiar dacă cardul meu este nou și deja gol. Fac asta pentru că este recomandat în multe tutoriale despre utilizarea cardurilor SD cu Arduino. Specificați numele cardului și apăsați „Format”. De obicei, durează aproximativ 5 minute pentru mine și se termină cu mesajul „Format card finalizat!”. Închideți SDFormatter.

Încărcați toate fișierele.wav-clip comprimat în directorul rădăcină al cardului MicroSD găsit aici. Scoateți cardul MicroSD după terminarea încărcării și puneți-l din nou în placa de separare MicroSD.

Dacă vă cunoașteți calea în jurul software-ului audio, puteți adăuga propriile clipuri de sunet în loc de ale mele, dacă le denumiți la fel ca în fișierele mele de exemplu. Fișierele ar trebui să fie fișiere.wav de 8 biți cu o frecvență de eșantionare de 44 100Hz.

Pasul 7: Testați cardul MicroSD

Încărcați codul „CardInfoTest10” pe Arduino pentru a testa conexiunea la cardul MicroSD. Acest cod a fost creat de Limor Fried 2011 și modificat de Tom Igoe 2012 și este găsit și explicat pe site-ul web Arduino aici.

Deschideți monitorul serial pe 9600 baud și confirmați că primiți următorul mesaj:

„Inițializarea cardului SD … Cablarea este corectă și este prezent un card.

Tipul cardului: SDHC

Tipul de volum este FAT32”

Apoi urmează multe rânduri de text care nu sunt importante pentru noi acum.

Dacă doriți să aflați cum funcționează monitorul serial, consultați această lecție de la Adafruit: Serial monitor arduino.

Pasul 8: lipiți Arduino și placa MicroSD-breakout pe bord

Deconectați Arduino de la computer și scoateți ușor Arduino și placa de separare MicroSD de pe placa de asistență. Folosesc o șurubelniță mică „cu cap plat” și o mișc între partea de plastic a anteturilor pinului masculin și placa de pană în mai multe locuri până când componentele sunt suficient de slăbite pentru a fi ridicate cu mâna.

Puneți panoul și răsturnați panoul, astfel încât insulele de cupru să fie orientate în jos. Acum este timpul să lipiți Arduino și placa de separare MicroSD pe placă pentru a face aceste părți ale proiectului permanente. Amintiți-vă că este foarte greu să îndepărtați componentele după lipirea lor pe placă, așa că asigurați-vă că sunt așezate corect în pozițiile potrivite și că sunt împinse cât mai strâns de placă pentru a le oferi o rezistență mecanică bună după lipire.

Folosesc bandă izolatoare pentru a ține componentele în timpul lipirii, deoarece atunci când lipiți, trebuie să întoarceți panoul cu capul în jos, astfel încât să vedeți insulele de cupru și anteturile pinului masculin unde trebuie să se facă lipirea.

Folosesc „mâinile ajutătoare” în timpul lipirii pentru a evita așezarea panoului și a componentelor libere pe masă. Dacă se așează, componentele libere s-ar putea mișca un pic și s-ar putea pierde fixarea strânsă la bord.

Repetați procesul pentru placa microSD. Mai întâi puneți-l strâns la locul potrivit și fixați-l cu bandă izolatoare.

Deoarece placa microSD are doar anteturi pin masculin pe o parte, va fi fixată într-o poziție de înclinare. Nu văd nicio problemă cu acest lucru, așa că îl fixez cu un unghi cu bandă izolatoare și se așează bine după lipire.

Întorc apoi panoul cu capul în jos și îmi folosesc „mâinile de ajutor” în timpul lipirii.

Pasul 9: Conectați butonul de control al volumului și filtrul low-pass la bord

Acum este timpul să adăugați componente la bord pentru a produce sunet și pentru a controla volumul. Componentele vor fi conectate între ele printr-un fir cu miez solid colorat.

Potențiometrul acționează ca un control al volumului, când este rotit, își mărește rezistența și scade volumul de ieșire a sunetului. Dacă doriți să aflați mai multe despre potențiometre, puteți consulta această pagină wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Potentiometer.

Rezistorul de 1k Ohm și condensatorul ceramic de 0, 1 uF acționează ca un filtru de trecere joasă pentru a elimina zgomotul de înălțime ridicată. Dacă doriți să aflați mai multe despre filtrele low-pass, puteți consulta această pagină wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Low-pass_filter

Am lipit aceste componente pe bord înainte de a lipi firele între placa microSD și Arduino. Fac asta pentru că vreau ca firele pentru ieșirea de sunet să fie aproape de bord.

Începeți prin aplatizarea picioarelor metalice ale potențiometrului dacă sunt îndoite ca ale mele în exemplu. Făcând acest lucru, puteți pune picioarele prin găurile panoului pentru a crește puterea care menține potențiometrul în poziție pe panoul de benzi.

Împingeți potențiometrul prin orificiile panoului conform schemei fritzing.

Folosiți clești pentru a îndoi picioarele de susținere ale potențiometrului spre bord.

Acum este timpul să conectați potențiometrul la Arduino. Tăiați firul de miez solid la lungimea potrivită.

Utilizați o unealtă de cablu pentru a îndepărta aproximativ 5 mm de plastic la fiecare capăt al firului pentru a expune metalul din interior.

Folosiți cleștele pentru a îndoi firul, astfel încât să se potrivească cu bordul.

Împingeți firul prin găurile din panoul de borduri conectându-l la pinul drept al potențiometrului și pinul Arduino D9. Îndoiți firul din spatele panoului pentru a ține firul în poziție în timp ce se adaugă mai multe componente. Nu lipiți încă.

Repetați procesul adăugând un fir la pinul din mijloc al potențiometrului și un pin gol la dreapta potențiometrului în conformitate cu schemele fritzing.

Adăugați rezistorul de 1k Ohm într-o gaură de lângă firul de la pinul central al potențiometrului.

Folosiți cleștele pentru a îndoi de două ori un picior al condensatorului, pentru a-l încadra în două găuri din bord, conform schemei fritzing.

Împingeți condensatorul prin orificiile din bord, astfel încât un picior să împartă o gaură cu rezistorul și un picior să treacă printr-o gaură pe o insulă goală cu 3 găuri, la dreapta rezistorului.

Împingeți în jos condensatorul suficient de departe, astfel încât să nu fie mai sus de panoul de bord decât raftul potențiometrului de sub fire. Acest lucru se datorează faptului că partea superioară metalică a carcasei va sta pe raftul potențiometrului și, prin urmare, condensatorul nu ar trebui să fie în calea vârfului.

Adăugați încă două fire pentru a conecta masa arduino la pinul stâng al potențiometrului și continuați de acolo până la o gaură conectată la condensator.

Pasul 10: lipiți butonul de control al volumului și filtrul low-pass la bord

După ce ați îndoit toate firele de pe partea din spate a plăcii pentru ca componentele și firele să nu cadă, puteți întoarce plăcile cu capul în jos. Îmi folosesc „mâinile de ajutor” pentru a ține panoul cu capul în jos. Asigurați-vă că picioarele îndoite ale componentelor și firelor nu interferează cu altele. Uneori, picioarele îndoite pot fi folosite pentru a acoperi decalajul dintre diferite insule de cupru. De obicei, acest lucru este bine de făcut cu solul și pinii de 5V ai Arduino, deoarece multe componente sunt adesea conectate cu acești doi. În acest caz, folosesc această tehnică pe pinul de masă Arduino.

După lipire, folosesc un clește ascuțit pentru a tăia picioarele și firele acolo unde sunt prea lungi.

Pasul 11: Conectați placa MicroSD Breakout la Arduino

Acum este timpul să conectați placa microSD la Arduino. Începeți prin conectarea unui fir între pământul Arduino și pământul plăcii microSD. Acum folosesc extensia pinului de masă Arduino pe care l-am creat prin lipirea capătului firului care merge între Arduino și pinul stâng al potențiometrului către insula de cupru adiacentă de lângă pinul de masă al Arduino.

Continuați să îndoiți capătul firului de pe partea din spate a plăcii pentru a ține firul în poziție și așteptați cu lipire până când toate firele dintre Arduino și placa de separare MicroSD sunt la locul lor.

Adăugați un fir între pinul CS al plăcii microSD și pinul D10 al Arduino.

Continuați cu un fir între pinul DI al plăcii microSD și pinul D11 al Arduino.

Conectați DO-ul plăcii microSD cu pinul D12 al Arduino.

Conectați pinul SCK al plăcii MicroSD (pe o altă placă microSD pe care am folosit-o înainte ca acest pin să fie numit CLK în loc de SCK) cu pinul D13 al Arduino.

Ultimul fir conectat este între pinul VCC al plăcii microSD și pinul 5V al Arduino.

Firele pot fi puțin înghesuite, dar asigurați-vă că părțile metalice ale firelor nu se ating unul de altul.

Întoarceți panoul de bord și asigurați-vă că firele sunt încă în poziție.

Pasul 12: lipiți placa MicroSD Breakout pe bandă

Aplicați lipirea și tăiați capetele de sârmă rămase.

Pasul 13: Conectați și lipiți mufa audio la bord

Acum este timpul să conectați mufa audio la bord. Începeți prin fixarea firelor la mufa audio și îndoiți firele în jurul pinilor mufei audio pentru a le face să rămână la locul lor.

Poate fi greu să țineți firul în loc în timpul lipirii. Îmi folosesc încă o dată „mâinile de ajutor” pentru asta.

Conectați firele mufei audio la placă conform schemei fritzing și îndoiți firele de pe partea din spate a plăcii pentru a le menține în poziție.

Întoarceți panoul cu capul în jos și aplicați lipirea pe firele mufei audio. Apoi tăiați firele rămase cu o clește.

Pasul 14: Testați mufa audio

Acum este timpul să testați ieșirea audio. Conectați Arduino la computer și încărcați codul „andi_testsound” găsit aici.

Conectați mufa audio cu un cablu audio de 3,5 mm (același tip de conector pe care îl folosesc căștile normale) la un difuzor amplificat. În acest videoclip conectez mufa audio la un mic difuzor bluetooth care are și o intrare de 3,5 mm „Audio In” pe partea din spate. Acest circuit nu va funcționa cu căștile conectate, deoarece nu are amplificare la ieșirea sunetului. Arduino încă trebuie conectat la computer pentru a obține energie. Codul „andi_testsound” redă diferite clipuri de sunet de pe cardul MicroSD și dacă totul funcționează, acum veți auzi un ritm aleator prin difuzor. De asemenea, puteți roti potențiometrul pentru a mări sau micșora volumul de ieșire.

Pasul 15: Conectați și lipiți potențiometrele la bord

Acum este timpul să adăugați restul potențiometrelor care sunt utilizate ca butoane pentru a controla ritmul generat. Citiți mai multe despre utilizarea potențiometrelor ca intrări analogice cu un Arduino pe site-ul web Arduino: Citirea unui potențiometru (intrare analogică).

Folosiți un clește pentru a îndrepta picioarele potențiometrelor care nu au funcție electrică exact așa cum s-a făcut cu primul potențiometru.

Puneți potențiometrele în locația potrivită conform schemei Fritzing cu toate cele cinci picioare ale componentelor prin găuri.

Îndoiți cele două picioare laterale pe partea din spate a plăcii pentru a-i oferi o rezistență mecanică în timpul lipirii.

Lipiți toate cele cinci picioare, chiar dacă picioarele laterale nu au nicio funcție electrică. Acest lucru oferă potențiometrelor o rezistență mecanică suplimentară.

Pasul 16: Conectați și lipiți condensatorii la bord

Condensatorii sunt adăugați între pinul de ieșire al semnalului și pinul de masă al potențiometrelor pentru a face semnalul mai stabil. Citiți mai multe despre netezirea intrării în acest instructabil: intrare potențială netedă.

Adăugați condensatorii la bord după schema Fritzing. Împingeți-le în jos cât mai aproape de bord, astfel încât partea de sus a acestora să nu fie deasupra raftului potențiometrelor.

Îndoiți picioarele condensatoarelor de pe partea din spate a plăcii pentru a le menține în poziție în timpul lipirii.

Lipiți picioarele și tăiați lungimea rămasă.

Pasul 17: Conectați și lipiți codificatorul rotativ la bord

Îndreptați cele două picioare laterale ale codificatorului rotativ, astfel încât acestea să se așeze plat de bord. Fac asta deoarece codificatoarele mele rotative au picioare laterale care sunt prea mari pentru a fi împinse printr-o gaură de panou.

Împingeți codificatorul rotativ prin placă în locul potrivit, conform schemei Fritzing.

Apoi folosesc niște bandă izolatoare pentru a menține codificatorul rotativ în loc în timpul lipirii, deoarece știfturile codificatorului nu îl țin suficient de bine.

Lipiți codificatorul rotativ și scoateți banda.

Pasul 18: Conectarea și sudarea firelor Conectarea potențiometrelor la Arduino (1/2)

Adăugați cablurile de semnal de la pinii medii ai fiecărui potențiometru la pinul Arduino din dreapta conform schemei Fritzing.

Faceți același lucru cu firele de 5V care conectează potențiometrele pinii drepți în serie cu pinul VCC al plăcii microSD.

Îndoiți firele din spatele panoului.

Lipiți firele și tăiați partea metalică rămasă a firelor.

Pasul 19: Conectarea și lipirea firelor Conectarea potențiometrelor la Arduino (2/2)

Începe să se aglomereze pe partea din față a plăcii, așa că dorim să adăugăm ultimele fire pe partea din spate pentru a conecta ultimii pini ai componentelor. Acum, că potențiometrele și codificatorul rotativ sunt în poziție, panoul de borduri poate sta singur cu capul în jos, ceea ce ajută la lipirea firelor direct pe partea din spate.

Începeți prin măsurarea a trei fire de lungime egală care vor conecta pinii de masă ai potențiometrelor. Aceste fire nu vor trece prin găuri, ci vor fi lipite în timp ce se află lângă pinul drept, conform schemei Fritzing.

Acest lucru este mai greu decât să lipiți un fir care a trecut printr-o gaură și să fie îndoit, așa că începeți cu un fir la rând și aveți grijă să nu suprapuneți lipirea diferitelor știfturi.

Pasul 20: Conectare și fire de lipit Conectarea codificatorului rotativ la Arduino

Acum continuați adăugând două fire mai scurte pentru a conecta firele de masă ale potențiometrelor la codificatorul rotativ.

Lipiți firele în timp ce lăsați panoul de bord să stea singur pe potențiometre.

Adăugați trei fire care conectează codificatorul rotativ la arduino conform schemei Fritzing și adăugați în cele din urmă un fir scurt care conectează pinul de masă al breakout-ului MicroSD la pinul de masă al celui mai apropiat potențiometru. Lipiți firele unul câte unul.

Pasul 21: Testați codul ANDI complet

Acum este timpul să testați versiunea completă a codului găsit aici. Conectați Arduino la computer și încărcați codul ANDI.

Apoi conectați cablul difuzorului la ieșirea audio și testați testarea potențiometrelor și a codificatorului rotativ. Dacă auziți o mulțime de zgomote înalte, nu vă faceți griji, pentru mine s-a datorat alimentării Arduino cu cablul USB. La pasul următor, veți lipi un conector al bateriei și un comutator de alimentare la bord și apoi Arduino nu mai trebuie alimentat de computer.

Pasul 22: Conectați și lipiți conectorul bateriei la bord

Conectorul bateriei conectează o baterie de 9V ca sursă de alimentare la bord. Comutatorul de comutare va porni sau opri proiectul prin punerea sau ruperea firului roșu al conectorului bateriei.

Tăiați firul roșu la aproximativ 10 cm de suportul conectorului bateriei și îndoiți capătul firului în jurul pinului central al comutatorului. Apoi conectați un alt fir de aproximativ 20cm la unul dintre pinii externi ai comutatorului.

Lipiți ambele fire roșii pe comutatorul de comutare folosind „mâinile de ajutor” pentru a ține firele în poziție.

Conectați capătul firului roșu la pinul Vin al Arduino și firul negru la pinul de masă la locațiile conform schemei Fritzing.

Îndoiți firele de pe partea din spate a plăcii de bord și întoarceți placa pentru a o lipi în poziție.

Utilizați comutatorul de comutare pentru a porni Arduino și pentru a vedea dacă LED-urile de pe microcontroler se aprind.

Pasul 23: Testați circuitul

Rotiți potențiometrul din stânga până la capăt în sens invers acelor de ceasornic pentru a reduce volumul și apoi conectați cablul difuzorului la conectorul audio. Difuzorul ar trebui, de asemenea, să aibă un volum minim în timp ce conectează panoul de bord, pentru a evita zgomotele ridicate care pot apărea uneori în timp ce împingeți cablul difuzorului în conectorul audio.

Pasul 24: Închide-ți calea ta

Muncă grozavă, ai terminat! Acum depinde de tine să închizi circuitul oricum îți place. Am ales să introduc circuitul într-o incintă din tablă de aluminiu și placaj de mesteacăn vopsit întunecat, dar nu ezitați să o faceți oricum doriți.

Vă rugăm să lăsați un comentariu sau trimiteți-mi un e-mail la [email protected] cu circuitele dvs. sau dacă aveți întrebări sau îmbunătățiri de partajat!

Premiul II la primul concurs de autor 2018

Locul doi în Epilog Challenge 9

Locul doi în concursul Arduino 2017