Arduino kontrolētais zvanu tornis/kariljons: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:59

Šis ir mūzikas zvanu komplekts, ko vada solenoīdi un kontrolē Arduino mikrokontrolleris. Ir astoņi zvani, kas aptver vienu oktāvu. Zvani ir vadāmi no datora, vai tornis var stāvēt atsevišķi un atskaņot iepriekš ieprogrammētas melodijas. Noskatieties pēdējo lapu, lai redzētu video darbībā.

1. darbība: detaļas

Tika izmantotas šādas daļas: 1 hromatisko rokas zvanu komplekts. Es tos saņēmu no vietējā Aldi par 20 USD. Tie aptver diapazonu no C līdz C. (ti, c, d, e, f, g, A, B, C). Koka panelis un kronšteini, lai noturētu zvaniņus un solenoīdus. $ 10.8 Solenoīdi, lai atskanētu zvani. Man tās bija nolikušas savā atkritumu kastē. Es tos saņēmu no rakstāmmašīnu remontētāja, kurš tos izmeta. Jūs, iespējams, varat atrast līdzīgu vietnē Ebay. Arudino mikrokontrolleris. ~ 45 ASV dolāri. Es dabūju savu no SparkFun elektronikas. Proto/Perf dēlis un dažādi komponenti, lai izveidotu manu pielāgoto "vairogu" arduino. $ 10. Dārlingtonas vadītāja dēlis. Es izmantoju vienu, kas man bija apkārt, bet es uzskatu, ka tie netiek pārdoti atsevišķi. Vajadzētu būt iespējai to izdarīt, izmantojot ULN2803 mikroshēmu par pāris dolāriem.

2. solis: Kokapstrāde

Pārsteidzoši, šis solis bija visilgākais. Kodēšana un elektroinstalācija aizņēma mazāk laika nekā līmes nožūšanai. Rāmis tam bija diezgan vienkāršs. Tikai saplākšņa gabals visu zvanu turēšanai, kā arī daži priežu kronšteini solenoīdiem. Viss tika pielīmēts kopā ar PVA līmi. Lai padarītu solenoīda kronšteinus atkārtojamāku, es izveidoju trafaretu programmā MS Visio un pēc tam pielīmēju to pie koka. Tas ļoti palīdzēja, ja visi solenoīdi atrodas nemainīgā attālumā no zvana. Ja jūs to darāt, es nevaru pietiekami uzsvērt, lai rūpīgi izmērītu uzbrucēju atrašanās vietas. Zvani izklausās pavisam citādi atkarībā no tā, kur tos trāpījāt, un solenoīda “metiena”.

3. darbība: elektronika un elektroinstalācija

Vadītāja puse: Man bija paveicies, ka apkārt bija darlingtonas vadītājs, kas ievērojami vienkāršoja dizainu. Darlington ir jaudas tranzistors, ko varat izmantot, lai vadītu smagākas kravas, nekā parasti atbalstītu sīkās mikrokontrolleru tapas. Dēlis, kuru izmantoju, ir balstīts uz ULN2803 mikroshēmu, kas ir diezgan izplatīta un lēta. Lūdzu, ņemiet vērā: solenoīdi (parasti) nav paredzēti nepārtrauktai braukšanai! Ja jūs to darāt, tie var izkausēt! Lai iegūtu vairāk informācijas, skatiet programmatūras sadaļu. Arduino puse: Tas bija tikai jautājums, lai atrastu 8 IO tapas no arduino, lai vadītu Dārlingtonas ievadi. Tā kā es gribēju nosūtīt un saņemt seriālos datus, es nevarēju izmantot 0 un 1 tapas, tāpēc es vienā pusē izmantoju ciparus 2, 3, 4 un 5, bet otrā pusē kā četras analogās ieejas tapas kā digitālās izejas. Es pievienoju arī potenciometru, kas savienots ar analogo ieeju #5, ko izmanto, lai kontrolētu tempu. Vadītāja vizuālai atgriezeniskajai saitei tiek izmantotas divas gaismas diodes. Piespraudes 8-13 nebija noderīgas, jo tika izveidots jautrs arduino tapu attālums (grr…), Es atklāju (nejauši), ka USB jauda ir pietiekama. Man bija bažas, ka pēkšņais strāvas impulss izraisīs sprieguma kritumu un mikrokontrollera “brūnināšanu”, bet tas, šķiet, nenotiek. Jūsu nobraukums var atšķirties. Tā kā man ir daudz ērtāk vienkārši izmantot USB barošanu, es to darīšu, līdz radīsies problēma.

4. solis: programmatūras projektēšana

Dizaina stratēģija Mērķis bija panākt, lai zvanu tornis tiktu vadīts no datora. Arduino USB seriālā saite bija ideāls veids, kā to izdarīt. Arduino no datora saņem sērijas datus, kas atbilst atskaņojamajām piezīmēm. Protokols ir vienkāršs; visas piezīmes ir to ASCII teksta ekvivalentos. Pastāv arī skaitlisks skaitlis kā mainīga aizkave. Piemēram. Dators sūta: "cde2fgABC", un Arduino atskaņo zvanus 1, 2, 3, atpūšas pusnotī un pēc tam spēlē zvanus 4, 5, 6, 7 un 8. Cepures padoms Džonam Pločeram par viņa ServoBells projektu, kas daļēji iedvesmoja šis projekts. Arduino sānu kods: Arduino kods saņem sērijas datus, atšifrē, kura piezīme vai kavēšanās tiek atskaņota, un pēc tam attiecīgi pārslēdz solenoīdus. Runājot par to. Pārliecinieties, ka jūsu kods ir veidots tā, lai solenoīdi netiktu ieslēgti !. Ja kļūdas dēļ atstājat ieslēgtu solenoīdu, tas izkusīs. Es to atrisināju, liekot piezīmju kārtībai bloķēties, līdz solenoids tiek izslēgts, nevis pastāvīgi aptaujājot utt. Tam ir pogas katrai atsevišķai notij, kā arī pogas iepriekš ieprogrammētām melodijām. Piezīmju dati tiek nosūtīti uz seriālo portu. Visam ir pievienots pirmkods. Telpa uzlabojumiem:

Polifoniskās notis

Es atstāju iespēju vienlaicīgi atskaņot divas notis, jo nedomāju, ka tās būtu vajadzīgas nevienai melodijai, ko var iekļaut 1 oktāvā. Turklāt izšaujot vairāk nekā vienu solenoīda kārbu

Rindas nogalināšana

Dators nosūta lielus piezīmju teikumus arduino, kas pēc tam tos apstrādā, līdz rinda iztukšojas. Tomēr lielām melodijām tas var būt nogurdinoši, un var būt vēlams pārtraukt skriešanu. To var paveikt, ja sērijas teikumā ir kāds cits burts (piemēram, “x”) kā kods bufera izskalošanai.

5. solis: zvanu darbība

Zvanu vadīšana ir diezgan vienkārša. Pievienojiet USB kabeli un atveriet datora programmatūru. Lai atskaņotu melodiju, varat noklikšķināt uz atsevišķām zvana pogām. Pēc izvēles ir pogas, lai atskaņotu svarus, iepriekš ieprogrammētas melodijas, kā arī tekstlodziņš brīvas formas teksta ievadīšanai. Esmu iekļāvis zvanu atskaņošanas video. Pagaidām ir ieprogrammētas tikai vienkāršas melodijas. Video ir šeit: https://blip.tv/file/1521415 (Ja kāds zina, kā spēlēt Futurama tēmu vienā C - oktāvā, lūdzu, dariet man zināmu …)