Aveņu Pi darbināta nevēlamu bungu mašīna: 15 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šī pamācība parādīs, kā izveidot ar Raspberry Pi darbināmu robotu bungu mašīnu. Tas tiešām ir jautrs, radošs, interaktīvs projekts. Es jums parādīšu, kā rīkoties iekšēji, bet patiesās bungas būs jūsu ziņā, dodot jums iespēju izveidot kaut ko pilnīgi unikālu jums. Savai mašīnai esmu izmantojis tik daudz atrasto priekšmetu, cik vien iespējams … āmuri no klavierēm, kas izglābti no kaimiņiem, izlaiž, zvejas tīkls, ko atradu pludmalē, tukša cepamo pupiņu bundža, koka karotes, tukša alus pudele, alus pudeles vāciņi un cita starpā galda zvans, bet ļaujiet iztēlei trakot - redziet, kas jums ir mājā, gandrīz jebko, kas var radīt troksni, kad tiek sasniegts trieciens, un tas patiešām padarīs jūsu projektu par savu. Lai to kontrolētu, jums ir 2 iespējas:

• Uz pārlūkprogrammu balstīta soļu secība, ko es saucu par PiBeat - tas ir ļoti jautri un ļauj interaktīvi vadīt bungu mašīnu, izmantojot savu Pi vai jebkuru ierīci tajā pašā tīklā (piemēram, tālruni, planšetdatoru vai datoru). Mēs to instalēsim jūsu Pi vēlāk, bet priekšskatījumu var redzēt šeit, un kods ir šeit GitHub.
• Python skripts, lai ieprogrammētu bungu modeli. Tas ir lielisks veids, kā radīt ritmu, lai jūs varētu iesprūst kopā ar ģitāru utt.

Es cenšos samazināt izmaksas, un, kā redzēsit nākamajā solī, nav nepieciešami dārgi speciālisti. Esmu arī mēģinājis izskaidrot, kā lietas darbojas katrā solī, padarot to par lielisku projektu, pat ja jūs esat salīdzinoši jaunpienācējs Pi's, kodēšanas un elektronikas pasaulē un ar ierobežotu budžetu.

Labi, ķeramies pie darba!

1. darbība: dodieties iepirkties

Lai izveidotu iekšējo mehānismu, jums būs nepieciešams:

• 1x 40 kontaktu Raspberry Pi ar Raspbian, kas instalēts SD, ar barošanas kabeli un iespēju tajā izveidot savienojumu (esmu izmantojis Raspberry Pi Zero Wireless ar iepriekš lodētu galveni no ModMyPi)
• 1x 5v 8 kanālu relejs
• 1x komplekts no sieviešu līdz sieviešu džemperiem (nepieciešami 10 vadi)
• 2x 3 ampēru spaiļu sloksnes (jūs varētu izmantot maizes dēli vai perforatoru, bet spaiļu sloksnes ir lētas un novērš kabeļu atslāņošanos, un, to darot, man nebija lodāmura)
• 1x 12v 10a barošanas avots
• 8x 12v 2a solenoīdi
• 8x 1N5401 taisngriežu diodes
• 50 cm 0,5 mm kabelis (es atvienoju serdeņus no dažu divu vadu kabeļa, jo tas bija rentabls veids, kā iegūt sarkanu, melnu un divu kodolu), lai gan, ja vēlaties, varat izmantot tikai 1 krāsu. Jūs, iespējams, nevēlaties iegādāties lielāku garumu atkarībā no mājokļa, kuru vēlaties būvēt.

Jums būs nepieciešami arī šādi rīki:

• Stiepļu griezēji
• Stiepļu noņēmēji
• Mazs skrūvgriezis ar plakanu galvu, apmēram 3 mm
• Atkarībā no iegūtajām spaiļu sloksnēm jums var būt nepieciešams arī neliels krustveida skrūvgriezis

Es neesmu uzskaitījis nevienu detaļu vai instrumentu, lai izgatavotu bungas, un nevienu korpusu, kurā jūs nevēlaties to ievietot. Es jums parādīšu, kā es to uztaisīju vēlāk, bet, kā jau minēts, atstāju šo daļu jūsu iztēles ziņā.

2. darbība: savienojiet Pi ar releju

Maksimālais spriegums, ko nodrošina Pi tapas, ir 5 V. Mēs varētu iegādāties 5 V solenoīdus un barot tos tieši no Pi, taču tas nedotu lielas bungas, kas nepieciešamas mūsu bungu mašīnai. Tāpēc mēs izmantojam releju, kas ļauj mums ieslēgt un izslēgt augstāka sprieguma ķēdi (mūsu gadījumā 12 V ķēdi, kas satur mūsu 12 V solenoīdus) no mūsu zemākā sprieguma GPIO ķēdes.

Mūsu relejam ir 8 kanāli, tas nozīmē, ka mēs varam neatkarīgi ieslēgt un izslēgt līdz 8 solenoīdiem. Katrā kanālā ir 4 savienotāji; 3 izmanto augstsprieguma ķēde, kuru mēs redzēsim vēlāk, un 1, kas ir “IN” tapa zemāka sprieguma ķēdē, kurai mēs pievienosim savu Pi. Kad Pi GPIO tapa nosūta 5 V uz noteiktu kanālu IN tapu, relejs ieslēgs atbilstošo 12 V ķēdi.

Releja zemsprieguma pusē ir arī GND (zemējuma) tapa, kas mums jāpievieno PI zemē, un VVC tapa 5 V jaudai no Pi.

Kad Pi ir izslēgts, sekojiet diagrammai, lai savienotu releju ar Pi, izmantojot džempera kabeļus. Jums nav jāizmanto vienas krāsas džemperi, taču tas var palīdzēt, sekojot attēliem.

3. solis: radīsim troksni

Iespējams, tā vēl nav mūsu pilnvērtīgā bungu mašīna, taču šajā solī mēs radīsim troksni, kaut arī klikšķi no releja. Mēs iepazīstināsim python skriptu ar programmu bungu modeļiem, tas ļaus mums pārbaudīt līdz šim paveikto.

Skripts ir pieejams, un tā būtība ir šeit.

Palaidiet savu Pi, atveriet termināli Pi un lejupielādējiet skriptu, palaižot:

wget

Iespējams, vēlēsities izskatīt kodu un komentārus, lai gūtu priekšstatu par tā darbību, taču ļaujiet nedaudz apmierināties un to palaist:

python3 array-sequencer.py

Ja viss notiek pēc plāna, jums vajadzētu dzirdēt releja atvēršanas un aizvēršanās kontaktus un mirgot atbilstošā kanāla gaismu. Apskatiet secības mainīgo skripta iekšpusē, lai gūtu priekšstatu par notiekošo - visi kanāli tiks aktivizēti kopā, pēc tam katrs tiks aktivizēts atsevišķi. Tas turpinās darboties, līdz iziesit no skripta, nospiežot Ctrl + C.

Pirms turpināt, ir laba ideja izslēgt Pi, ja notiek vadu savienošana, ja rodas nejauši īssavienojumi.

4. solis: izveidojiet mūsu ķēdes pozitīvo pusi

Lai darbinātu 8 solenoīdus ar vienu barošanas avotu, mēs izveidosim paralēlu ķēdi. Jūs varat redzēt pabeigtās 12 V ķēdes shēmu, bet mēs to soli pa solim izskatīsim.

Jūs varētu izmantot maizes dēli vai perforatoru, bet es izvēlējos spaiļu sloksnes, jo tās ir lētas, cieši tur vadus, un, to veidojot, man arī nebija lodāmura.

Faktiski mums ir jāpievieno visi solenoīdi un diode katram solenoīdam (vairāk par diodēm vēlāk) pie mūsu barošanas avota 1 pozitīvā stieples.

Izmantojot griezējus, izgrieziet spaiļu sloksni, lai jums būtu 8 pāru bloks, griežot pie plastmasas uzgaļa, kas savieno divus blokus kopā. Esiet piesardzīgs, lai neapgrieztu nevienu metālu.

Tagad mums ir jāsavieno visi termināļi vienā sloksnes pusē. Izmantojiet griezējus, lai nogrieztu 7 apmēram 35 mm garus sarkanos stieples gabalus, pēc tam ar stieples noņēmējiem noņemiet aptuveni 5 mm izolācijas no katra stieples gala.

Tagad izmantojiet vadus, lai savienotu visus terminālus kopā vienā sloksnes pusē, turot vadus vietā, izmantojot skrūves. Pirmajai un pēdējai skrūvei būs tikai 1 vads, bet pārējai - 2.

5. solis: pievienojiet solenoīdus un diodes

Tā kā solenoīdi ir elektromagnēti, diodes ir ieteicamas, lai aizsargātu jūsu ķēdi no atkāpšanās (par to varat lasīt padziļināti šeit). Tāpēc mēs piešķirsim katram solenoīdam savu diodi, lai aizsargātu mūsu releju.

Termināla sloksnes pretējā pusē, ar kuru iepriekšējā solī savienojāt, sāciet ar pirmo caurumu. Ievietojiet 1 solenoīda vadu, pēc tam pievienojiet un vienu diodes galu tajā pašā caurumā. Tā kā diodes pieļauj strāvas plūsmu tikai vienā virzienā, pārliecinieties, vai sudraba svītra uz diodes ir virzienā uz spaiļu sloksni. Pievelciet skrūvi, lai tās noturētos vietā. Atkārtojiet procesu atlikušajiem 7 caurumiem.

Viens no saņemtajiem solenoīdiem bija kļūdains, tāpēc, fotografējot, es to nomainīju pret zemāka pastiprinātāja modeli, kuram bija zili vadi.

6. darbība: pievienojiet negatīvo spaiļu sloksni pie solenoīda un diodēm

Kā mēs darījām ar pozitīvo pusi, iegūstiet 1 spaiļu sloksni un nogrieziet to, lai jums būtu vēl viena 8 pāru sloksne. Pieskrūvējiet diodes un solenoīdus šai spaiļu sloksnei tā, lai tā atspoguļotu plus spaiļu sloksni.

7. solis: izveidojiet releja savienojošos vadus

Mēs esam gandrīz gatavi savienot releju, bet vispirms mums ir nepieciešams kaut kas, ar ko to savienot. Izgrieziet 8 apmēram 70 mm garus melnas stieples gabalus, pēc tam noņemiet apmēram 5 mm no katra gala. Pievienojiet katru vadu 8 atlikušajiem savienotājiem uz negatīvās spaiļu sloksnes.

8. solis: savienojiet releja kopējos savienotājus

Paskatieties uz releju, kas tur džemperu savienoto pusi ar Pi prom no jums. Katram kanālam ir 3 kontakti, no kreisās uz labo pusi tos sauc par parasti atvērtiem (NO), parastajiem (COM) un parasti aizvērtiem (NC). Mēs vēlamies, lai mūsu solenoīdi ieslēgtos tikai tad, kad kanālu IN tapā ir augsts spriegums, tāpēc mēs izmantosim parasti atvērto kontaktu. Ja tā vietā izmantotu parasti slēgtu kontaktu, notiktu pretējais - solenoīds būtu ieslēgts, līdz uz IN kontakta tiek nosūtīts augstspriegums. Mēs arī izmantosim kopējo kontaktu, lai pabeigtu ķēdi.

Tā kā šī ir paralēla ķēde, mēs ķēdēsim visus releja kopējos kontaktus. Izgrieziet 7 apmēram 60 mm garus melnas stieples gabalus un noņemiet 5 mm no katra gala. Strādājiet gar releju, kas savieno visus COM kontaktus (katra 3 komplekta vidus) kopā. Pirmajam un pēdējam būs tikai viens vads, pārējiem - 2.

9. solis: savienojiet releju ar pārējo mūsu ķēdi

Tagad ir pienācis laiks savienot releju ar pārējo mūsu ķēdi. Noņemiet melnā stieples gabala nepiestiprināto galu no negatīvās spailes sloksnes viena gala un pievienojiet to releja pirmajam vai pēdējam parasti atvērtajam (NO) kontaktam. Atkārtojiet to 7 pārējiem stieples gabaliem, savienojot katru vadu ar nākamo NO kontaktu.

10. solis: pievienojiet 12 V barošanas avotu

Pirmkārt, lai izvairītos no trieciena, pārliecinieties, ka barošanas avots ir izslēgts un atvienots no elektrotīkla.

Mans barošanas avots tika izmantots no eBay, un 12 V vīriešu kontaktdakša jau bija atvienota. Pieņemot, ka jums joprojām ir kontaktdakša, varat vai nu nopirkt atbilstošo līdzstrāvas savienotāju, vai arī nogriezt kontaktdakšu un atdalīt to līdz 2 vadiem, piemēram, manējam. Jebkurā gadījumā jums ir jābeidz 2 vadi - sarkans (pozitīvs) un, iespējams, balts (negatīvs). Pievienojiet barošanas avota pozitīvo vadu pirmajam kontaktam uz pozitīvā spaiļu bloka, bet negatīvo - pie pirmā kopējā releja kontakta. Lai to atvieglotu, es izmantoju aptuveni 150 mm sarkanu un melnu vadu ar galiem, kas noņemti starp savienojumiem un savienoti, izmantojot spaiļu sloksni.

11. solis: aizdedziniet to

Kad barošanas avots joprojām ir izslēgts, ātri pārbaudiet visus savienojumus. Kad esat laimīgs, vēlreiz palaidiet Pi. Vēlreiz palaidiet skriptu no 3. darbības:

python3 array-sequencer.py

Jūsu solenoīdi vēl nekustēsies, bet jums vajadzētu dzirdēt releja klikšķi un iedegties tāpat kā 3. darbībā. Pārtrauciet skriptu (Ctrl + C), un tagad ir tas brīdis, kuru jūs gaidījāt - ieslēdziet strāvu piedāvājums! Palaidiet skriptu vēlreiz, tagad visiem jūsu dejojošajiem solenoīdiem vajadzētu atdzīvoties. Labs darbs!

Man nepaveicās - kā redzat videoklipā, cits no maniem solenoīdiem nedarbojās, bet tā bija mana vaina, jo es to iepriekš sabojāju, pārāk pievelkot stiprinājuma skrūvi.

12. darbība. Array-sequencer.py rediģēšana

Veltiet nedaudz laika, lai rotaļātos ar array-sequencer.py. Izmantojiet savu iecienīto redaktoru (nano, ģēnijs utt.), Lai veiktu izmaiņas skriptā. Mēģiniet rīkoties šādi un pēc katras izmaiņas skriptu palaist vēlreiz, lai redzētu tā ietekmi:

• Mainiet bpm mainīgo no 120 uz citu, piemēram, 200, lai palielinātu tempu.
• Secības mainīgajā mainiet dažus 0 uz 1, lai atskaņotu vairāk bungu.
• Dublējiet pēdējās 3 rindas pirms noslēdzošās kvadrātiekavas secības mainīgajā, lai ciklam pievienotu vairāk sitienu

13. darbība: uzstādiet bungu sekvenceri

Tagad tas ir tad, kad lietas kļūst patiešām jautras, mēs instalēsim sekvenceri jūsu Pi. Tas dos mums tīmekļa saskarni, kas ļauj Python aktivizēt GPIO tapas virs tīmekļa ligzdām.

Avota kods ir pieejams vietnē Github, taču, pieņemot, ka sekojāt Instructable vadiem, mēs varam lejupielādēt un palaist iepriekš apkopoto versiju. Atveriet termināli savā Pi un izpildiet tālāk norādītās darbības

# Izveidojiet un pāriet uz mūsu projekta direktoriju

mkdir pibeat cd pibeat # Lejupielādējiet avota kodu wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Izvelciet failus tar -zxf pibeat.tar.gz # Instalējiet python prasības pip3 install -r prasības. txt # Palaidiet tīmekļa serveri python3 server.py

Ja viss ir veiksmīgs, izvadē vajadzētu redzēt šādu izvadi:

======== Darbojas vietnē https://0.0.0.0:8080 ========

(Lai izietu, nospiediet CTRL+C)

Atrodiet Pi IP adresi. Atveriet tīmekļa pārlūkprogrammu, pēc tam adreses joslā ievadiet IP, kam seko: 8080/index.html (tas ir ports, kurā lietojumprogramma klausās, kam seko faila nosaukums). Piemēram, ja jūsu Pi IP adrese ir 192.168.1.3, adreses joslā ievadiet 192.168.1.3:8080/index.html. Parādīsies bungu sekvenceris.

Nospiediet atskaņošanas pogu, un jūsu bungu mašīnai jāsāk spēlēt. Spēlējiet ar sekvenci, līdz sirds ir apmierināta.

Kamēr jūsu Pi ir pieejams tīkla maršruts, jūs varat piekļūt Pi tīmekļa saskarnei no jebkuras ierīces - izmēģiniet to no savas mobilās ierīces vai planšetdatora.

14. solis: bungu un korpusa veidošana

Šeit jūs varat pārvērst savu elektronisko spageti kaudzi par īstu bungu mašīnu. Kā jau teicu iepriekš, tas, ko jūs šeit darāt, ir atkarīgs no jums. Gandrīz jebkas, kas sitiena laikā rada troksni, var tikt izmantots, un šeit jūs patiešām varat pārveidot savu projektu par kaut ko unikālu.

Man bija labi rakņājoties pa savām mājām, lai rastu idejas bungām, kurās bija alus pudele, kārba, kratītājs, pudeļu galviņas un karotes. Zvejas tīkls tika atrasts pludmalē, un galda zvans un krokodila kastanets nāca no eBay. Es atradu izlauztu klavieru izlaidumā, tas nodrošināja pudeles un kārbas āmurus, kā arī koka puļķus, lai noturētu zvanu vietā, un metāla stieņus, lai pagrieztu un noturētu karotes vietā.

Katru bungu es padarīju par atsevišķu komponentu, tādēļ, ja kāds saplīst vai neesmu apmierināts, es varu to izslēgt ar citu bez liekas satraukuma.

Solenoīdiem ir skrūvju caurumi, kuriem nepieciešamas M3 skrūves. Caurumu urbšana kokā bija nedaudz sarežģīta, jo jums ir pareizi jānovieto pozicionēšana, taču tika konstatēts, ka solenoīda turēšana pareizajā vietā un urbumu atzīmēšana ar bradawl pirms urbšanas strādāja labi.

Pārsvarā bungām izmantoju 6 mm MDF (izgriezumus no vietējā DIY veikala) pa dažiem koka lūžņu gabaliem, kas turēti kopā ar līmi vai skrūvēm.

Āmuri uz kārbas un alus pudeles, iespējams, nav vajadzīgi, jo tieši no solenoīda varēja iegūt tikai labu triecienu, bet es gribēju mašīnā pēc iespējas vairāk kustēties, lai padarītu to vizuāli interesantu.

Mājokļi

Korpuss ir vienkārša rupja un gatava kaste, kas izgatavota no 3,6 mm saplākšņa, 18 mm MDF un dažām sloksnes malām. Es gribēju plānu saplāksni kastes priekšpusei, lai tas atbalsojas, ja tiek trāpīts ar karoti, bet koka izvēli galvenokārt noteica tas, kas man jau bija nojumē, un koka lūžņu sadaļa manā vietējā DIY veikalā. Kastes apakšā es izveidoju platformu, lai saglabātu elektroniku, un citu platformu, lai turētu bungas. Lai izveidotu kastīti:

1. Izgrieziet 2 vienāda izmēra MDF, lai izveidotu galus2. Izgrieziet 4 sloksnes gabalus (es izmantoju 34 mm x 12 mm) par 50 mm īsākus nekā vēlamais kastes platums3. Piestipriniet sloksni pie diviem MDF galiem, lai izveidotu kastes formu. Ielieciet sloksni apmēram 1 cm attālumā no kastes augšdaļas un apakšas.4. Izgrieziet 2 saplākšņa gabalus atbilstoši kastes platumam un augstumam. Pievienojiet tos kastes priekšpusei un aizmugurei, naglojot pie mdf un sloksnes.5. Izgrieziet saplākšņa gabalu, lai tas ietilptu kastē, un novietojiet uz apakšējiem sloksnes gabaliem, lai turētu elektroniku. Es uztaisīju savu apmēram pusi no kastes garuma.6. Izgrieziet vēl vienu saplākšņa gabalu, pie kura piestiprināt mucas. Tas atrodas uz sloksnes augšējiem gabaliem. Izgrieziet caurumu pie apakšējās platformas, lai izvadītu barošanas kabeļus.

Glezna

Krāsošanai es izmantoju akrila gruntējuma apakškrāsu, kam sekoja Crown Matt testeru podi. Testa podi ir labs veids, kā iegūt dažādas krāsas par lētu cenu.

15. solis: apsēdieties un izklaidējieties

Un tur jums ir diezgan forša bungu mašīna. Secības būtību youtube video var atrast šeit.

Ja dodaties uz priekšu un izveidojat savu, lūdzu, dalieties, es labprāt redzētu, ko jūs izdomājat. Izklaidējieties!