Isang Raspberry Pi Powered Junk Drum Machine: 15 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ipapakita sa iyo ng Instructable na ito kung paano gumawa ng isang Raspberry Pi na pinalakas na robotic drum machine. Ito ay talagang isang masaya, malikhain, interactive na proyekto. Ipapakita ko sa iyo kung paano gawin ang panloob na pagtatrabaho, ngunit ang aktwal na drums ay nasa iyo, bibigyan ka ng pagkakataon na gumawa ng isang bagay na ganap na natatangi sa iyo. Para sa aking makina ginamit ko ang maraming mga nahanap na item hangga't makakaya ko… martilyo mula sa isang piano na nailigtas mula sa aking mga kapitbahay na lumaktaw, isang lambat ng pangingisda na nakita ko sa tabing dagat, isang walang laman na lata ng bake, mga kutsara na gawa sa kahoy, isang walang laman na bote ng beer, mga bote ng beer at isang desk bell bukod sa iba pang mga bagay, ngunit hayaan ang iyong imahinasyon na mabaliw - tingnan kung ano ang mayroon ka sa paligid ng bahay, halos anumang bagay na gumagawa ng ingay kapag na-hit ay maaaring gamitin, at gagawin mo itong iyong proyekto. Upang makontrol ito, mayroon kang 2 pagpipilian:

• Isang pagkakasunud-sunod ng hakbang na batay sa browser na tinawag kong PiBeat - Napakasaya nito at hinahayaan kang kontrolin ang iyong drum machine nang interactive mula sa iyong Pi, o anumang aparato sa parehong network (tulad ng iyong telepono, tablet o computer). I-install namin ito sa iyong Pi sa paglaon, ngunit ang isang preview ay makikita rito, at ang code ay nasa GitHub dito.
• Isang python script upang mai-program ang isang pattern ng drum. Ito ay isang mahusay na paraan upang lumikha ng isang ritmo para makapag-jam kasama ang iyong gitara atbp.

Sinusubukan kong panatilihing mababa ang gastos at tulad ng makikita mo sa susunod na hakbang, walang kinakailangang mamahaling mga espesyalista na tool. Sinubukan ko ring ipaliwanag kung paano gumagana ang mga bagay sa bawat hakbang, ginagawa itong isang mahusay na proyekto kahit na ikaw ay isang kamag-anak sa mundo ng Pi's, coding at electronics at sa isang limitadong badyet.

OK, magtrabaho tayo!

Hakbang 1: Pumunta sa Pamimili

Upang maitayo ang panloob na mekanismo, kakailanganin mo ang:

• 1x 40 Pin Raspberry Pi na may Raspbian na naka-install sa isang SD, na may power cable at kakayahang kumonekta dito (Gumamit ako ng isang Raspberry Pi Zero Wireless na may paunang solder na header mula sa ModMyPi)
• 1x 5v 8 channel relay
• 1x Pakete ng babae hanggang babae na mga jumper wires (10 wires na kinakailangan)
• 2x 3 Amp Terminal strips (Maaari kang gumamit ng isang breadboard o perfboard, ngunit ang mga terminal strip ay mura at maiiwasang malaya ang mga kable, at kapag ginagawa ito ay hindi ako nagmamay-ari ng isang soldering iron)
• 1x 12v 10a Power Supply
• 8x 12v 2a Solenoids
• 8x 1N5401 Mga diode ng rectifier
• 50cm ng 0.5mm cable (Inalis ko ang mga core mula sa ilang kambal na core cable dahil ito ay isang mabisang paraan upang makakuha ng pula, itim at kambal na core), bagaman maaari mo lamang gamitin ang 1 kulay kung nais mo. Maaaring ayaw mong bumili ng mas malaking haba depende sa pabahay na nais mong itayo.

Kakailanganin mo rin ang mga sumusunod na tool:

• Mga pamutol ng wire
• Mga striper ng wire
• Maliit na flat head screwdriver, tungkol sa 3mm
• Nakasalalay sa mga terminal strip na nakukuha mo, maaaring kailangan mo rin ng isang maliit na driver ng cross head screw

Hindi ako nakalista ng anumang mga bahagi o tool upang magawa ang mga tambol at anumang tirahan na hindi mo nais ilagay. Ipapakita ko sa iyo kung paano ko ginawa ang akin sa paglaon, ngunit tulad ng sinabi bago ko iniiwan ang bahaging iyon hanggang sa iyong imahinasyon.

Hakbang 2: Wire Up the Pi to the Relay

Ang maximum na boltahe na ibinigay ng mga pin sa Pi ay 5v. Maaari kaming bumili ng 5v solenoids at direktang kapangyarihan ang mga ito mula sa Pi, ngunit hindi ito magbibigay ng malaking paghampas na kailangan ng aming drum machine. Samakatuwid gumagamit kami ng isang relay na nagbibigay-daan sa amin upang buksan at patayin ang isang mas mataas na boltahe circuit (sa aming kaso isang 12v circuit na naglalaman ng aming 12v solenoids) mula sa aming mas mababang boltahe na GPIO circuit.

Ang aming relay ay may 8 channel, nangangahulugan ito na maaari kaming lumipat ng hanggang sa 8 solenoids on at off nang nakapag-iisa. Ang bawat channel ay naglalaman ng 4 na konektor; Ang 3 ay ginagamit ng mataas na boltahe circuit na makikita natin sa paglaon, at 1 na kung saan ay isang 'IN' na pin sa ibabang boltahe circuit na ikokonekta namin ang aming Pi. Kapag ang pin ng GPIO ng Pi ay nagpapadala ng 5v sa isang naibigay na mga channel IN pin, ang relay ay lilipat sa kaukulang 12v circuit.

Sa mababang boltahe na bahagi ng relay, mayroon ding isang pin ng GND (ground) na kailangan naming kumonekta sa lupa ng PI, at isang VVC pin para sa 5v na lakas mula sa Pi.

Sa naka-off ang Pi, sundin ang diagram upang ikonekta ang relay sa Pi gamit ang mga jumper cables. Hindi mo kailangang gumamit ng parehong mga color jumper, ngunit maaaring makatulong ito sa pagsunod sa mga imahe.

Hakbang 3: Hinahayaan kang Gumawa ng Ilang Ingay

Maaaring hindi pa ito ang aming ganap na drum machine, ngunit sa hakbang na ito ay gagawa kami ng ingay, kahit na mga pag-click mula sa relay. Ipapakilala namin ang script ng sawa sa mga pattern ng tambol ng programa, bibigyan kami ng kakayahan upang subukan kung ano ang nagawa namin sa ngayon.

Ang iskrip ay magagamit ay may diwa dito.

I-boot ang iyong Pi, buksan ang isang terminal sa Pi at i-download ang script sa pamamagitan ng pagpapatakbo:

wget

Maaaring gusto mong tingnan ang code at mga komento upang makakuha ng ideya kung ano ang ginagawa nito, ngunit hinahayaan na makakuha ng ilang kasiyahan at patakbuhin ito:

python3 array-sequencer.py

Kung magpaplano ang lahat dapat mong marinig ang mga contact sa pagbubukas at pagsara ng relay at ang ilaw sa kaukulang flash ng channel. Tingnan ang variable ng pagkakasunud-sunod sa loob ng script upang makakuha ng isang ideya kung ano ang nangyayari - ang lahat ng mga channel ay mai-trigger nang magkakasama, pagkatapos ang bawat isa ay mai-trigger nang paisa-isa. Patuloy itong tumatakbo hanggang sa lumabas ka sa script sa pamamagitan ng pagpindot sa Ctrl + C.

Bago magpatuloy, magandang ideya na patayin muli ang Pi na saklaw ng anumang hindi sinasadyang maikling circuit kapag nag-wire ang mga bagay.

Hakbang 4: Lumikha ng Positive Side ng Aming Circuit

Upang mapagana ang 8 solenoids na may isang supply ng kuryente lilikha kami ng isang parallel circuit. Maaari mong makita ang isang diagram ng nakumpleto na 12v circuit, ngunit dadalhin namin ito sa pamamagitan ng hakbang-hakbang.

Maaari kang gumamit ng isang breadboard o perfboard, ngunit pinili ko ang mga terminal strip na mura ang mga ito, mahigpit na hawakan ang mga wire, at wala rin akong pagmamay-ari ng isang soldering iron kapag nilikha ito.

Mabisa, kailangan nating ikonekta ang lahat ng solenoids, at isang diode para sa bawat solenoid (higit pa sa mga diode mamaya) sa 1 positibong kawad ng aming supply ng kuryente.

Gamit ang mga cutter, gupitin ang pagmamay-ari ng terminal strip upang mayroon kang isang bloke ng 8 pares, pagputol sa plastic bit na magkokonekta sa dalawang mga bloke nang magkasama. Mag-ingat upang hindi maputol ang anumang metal.

Kailangan namin ngayon na sumali sa lahat ng mga terminal sa isang gilid ng strip. Gamitin ang mga pamutol upang maputol ang 7 piraso ng pulang kawad na humigit-kumulang na 35mm, pagkatapos ay gamitin ang mga wire striper upang alisin ang humigit-kumulang 5mm na pagkakabukod mula sa bawat dulo ng bawat kawad.

Ngayon gamitin ang mga wire sa daisy chain lahat ng mga terminal na magkasama kasama ang isang gilid ng strip, humahawak sa mga wire sa lugar gamit ang mga turnilyo. Ang una at huling tornilyo ay magkakaroon lamang ng 1 wire, habang ang natitira ay magkakaroon ng 2.

Hakbang 5: Idagdag ang Solenoids at Diode

Tulad ng mga solenoid ay electromagnets, inirerekumenda ang mga diode upang protektahan ang iyong circuit mula sa flyback (maaari mong basahin ang malalim tungkol dito). Samakatuwid bibigyan namin ang bawat solenoid ng sarili nitong diode upang maprotektahan ang aming relay.

Sa kabaligtaran ng terminal strip kung saan ka nag-wire nang sama sa nakaraang hakbang, magsimula sa unang butas. Ipasok ang 1 wire ng solenoid, pagkatapos ay idagdag sa at isang dulo ng diode sa parehong butas. Dahil pinapayagan lamang ng mga diode ang daloy ng kasalukuyang isang paraan, tiyakin na ang pilak na guhit sa diode ay patungo sa terminal strip. Higpitan ang tornilyo upang mahawakan ang mga ito sa lugar. Ulitin ang proseso para sa natitirang 7 butas.

Ang isa sa mga natanggap kong solenoid ay may sira, kaya sa oras ng pagkuha ng mga larawan ay ipinagpalitan ko ito para sa isang mas mababang modelo ng amp na may mga asul na wires.

Hakbang 6: Ikonekta ang Negative Terminal Strip sa Solenoid at Diodes

Tulad ng ginawa namin sa positibong bahagi, kumuha ng 1 terminal strip at gupitin ito upang magkaroon ka ng isa pang strip na 8 pares. I-tornilyo sa lugar ang mga diode at solenoid sa terminal strip na ito upang masasalamin nito ang plus terminal strip.

Hakbang 7: Lumikha ng Relay Connecting Wires

Halos handa na kaming ikonekta ang relay, ngunit kailangan muna namin ng isang bagay upang ikonekta ito. Gupitin ang 8 piraso ng itim na kawad na halos 70mm ang haba, pagkatapos ay hubarin sa paligid ng 5mm ang bawat dulo. Ikabit ang bawat kawad sa 8 natitirang mga konektor sa negatibong terminal strip.

Hakbang 8: Wire Up ang Relay Karaniwang Konektor

Tingnan ang relay na humahawak sa gilid na konektado ng mga jumper sa Pi na malayo sa iyo. Ang bawat channel ay may 3 mga contact, mula kaliwa hanggang kanan tinatawag silang normal na bukas (HINDI), karaniwan (COM) at karaniwang sarado (NC). Gusto lang naming mag-on ang aming mga solenoid kapag mayroong isang mataas na boltahe sa mga channel IN pin, kaya gagamitin ang karaniwang bukas na contact. Kung gagamitin namin ang karaniwang saradong contact sa halip ay ang kabaligtaran ang mangyayari - ang solenoid ay mananatili hanggang sa maipadala ang isang mataas na boltahe sa IN pin. Gagamitin din namin ang karaniwang pakikipag-ugnay upang makumpleto ang circuit.

Dahil ito ay isang parallel circuit, gagawin namin sa daisy kadena ang lahat ng mga karaniwang contact sa relay. Gupitin ang 7 piraso ng itim na kawad na halos 60mm ang haba at i-strip ang 5mm ng bawat dulo. Magtrabaho kasama ang relay na kumokonekta sa lahat ng mga contact sa COM (sa gitna ng bawat hanay ng 3) na magkasama. Ang una at huli ay magkakaroon lamang ng isang kawad, ang natitira ay magkakaroon ng 2.

Hakbang 9: Ikonekta ang Relay sa natitirang bahagi ng Aming Circuit

Oras na nito upang ikonekta ang relay sa natitirang bahagi ng aming circuit. Kunin ang hindi nakakabit na dulo ng itim na piraso ng kawad mula sa isang dulo ng negatibong terminal strip, at ikonekta ito hanggang sa una o huli sa karaniwang bukas (HINDI) na mga contact sa relay. Ulitin ito para sa 7 iba pang mga piraso ng kawad, pagkonekta sa bawat kawad sa susunod na HINDI contact.

Hakbang 10: Ikonekta ang 12v Power Supply

Una, upang maiwasan ang anumang pagkabigla, siguraduhin na ang iyong supply ng kuryente ay naka-patay at naka-plug mula sa mains.

Ang aking power supply ay ginamit mula sa eBay na may 12v male plug na naalis na. Ipagpalagay na mayroon ka pa ring plug, maaari kang bumili ng katugmang pambabae na DC konektor, o putulin ang plug at i-strip ito pabalik sa 2 wires tulad ng sa akin. Alinmang paraan, kailangan mong magtapos ng 2 mga wire, ang pula (positibo) at marahil puti (negatibo). Ikonekta ang positibong kawad ng power supply sa unang contact sa positibong terminal block, at ang negatibo sa unang karaniwang contact sa relay. Upang gawing mas madali ito, ginamit ko ang paligid ng 150mm ng pula at itim na kawad na ang mga dulo ay hinubaran upang pumunta sa pagitan ng mga koneksyon, at konektado gamit ang isang terminal strip.

Hakbang 11: Sunugin Ito

Na naka-patay pa rin ang iyong supply ng kuryente, bigyan ang lahat ng iyong mga koneksyon ng mabilis na pag-check over. Kapag masaya, boot up muli ang Pi. Patakbuhin muli ang script mula sa hakbang 3:

python3 array-sequencer.py

Ang iyong mga solenoid ay hindi pa gagalaw, ngunit dapat mong marinig ang relay click at mag-iilaw tulad ng ginawa mo sa hakbang 3. Tapusin ang script (Ctrl + C), at ngayon ay ang sandaling hinihintay mo - buksan ang lakas supply! Patakbuhin muli ang script, ang lahat ng iyong mga solenoid sa pagsayaw ay dapat na mabuhay ngayon. Magaling!

Hindi ako sinwerte - tulad ng nakikita mo sa video na isa pa sa aking mga solenoid ay hindi gumagana, ngunit ito ang aking kasalanan dahil dati kong nasira ang isa sa pamamagitan ng labis na paghihigpit ng isang pag-aayos ng bolt.

Hakbang 12: Pag-edit sa Array-sequencer.py

Gumugol ng kaunting oras upang maglaro kasama ang array-sequencer.py. Gamitin ang iyong paboritong editor (nano, geany atbp) upang gumawa ng mga pagbabago sa script. Subukang gawin ang sumusunod at muling pagpapatakbo ng script pagkatapos ng bawat pagbabago upang makita ang epekto nito:

• Palitan ang variable ng bpm mula 120 sa isa pang numero, sabihin na 200 upang madagdagan ang tempo.
• Sa variable ng pagkakasunud-sunod, baguhin ang ilang mga 0 hanggang 1 upang magpatugtog ng higit pang mga tambol.
• I-duplicate ang huling 3 mga linya bago ang pagsasara ng square bracket sa variable ng pagkakasunud-sunod upang magdagdag ng higit pang mga beats sa loop

Hakbang 13: I-install ang Drum Sequencer

Ngayon ito ay kapag naging masaya talaga ang mga bagay, i-install namin ang tagapagsunud-sunod sa iyong Pi. Magbibigay ito sa amin ng isang web interface na hinahayaan ang Python na mag-trigger ng mga GPIO pin sa mga socket ng web.

Ang source code ay magagamit sa Github dito, ngunit ipinapalagay na sinundan mo ang mga kable sa Instructable maaari naming i-download at patakbuhin ang precompiled na bersyon. Buksan ang isang terminal sa iyong Pi, at patakbuhin ang sumusunod

# Lumikha at mag-navigate sa isang direktoryo para sa aming proyekto

mkdir pibeat cd pibeat # I-download ang source code wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # I-extract ang mga file na tar -zxf pibeat.tar.gz # I-install ang mga kinakailangan sa python pip3 i-install ang mga kinakailangang -r. txt # Patakbuhin ang web server python3 server.py

Sa output, kung matagumpay ang lahat dapat mong makita ang sumusunod na output:

==== Tumatakbo sa https://0.0.0.0:8080 ====

(Pindutin ang CTRL + C upang tumigil)

Hanapin sa iyo ang IP address ni Pi. Buksan ang isang web browser, pagkatapos ay ipasok ang IP na sinusundan ng: 8080 / index.html (ito ang port na nakikinig ang application na sinusundan ng filename) sa address bar. Halimbawa, kung ang IP address ng iyong Pi ay 192.168.1.3, ipasok ang 192.168.1.3:8080/index.html sa address bar. Lilitaw ang tagasunod ng tambol.

Pindutin ang pindutan ng pag-play at dapat magsimulang maglaro ang iyong drum machine. Maglaro kasama ang tagapagsunud-sunod hanggang sa nilalaman ng iyong puso.

Hangga't mayroong isang ruta ng network sa iyong Pi, maaari mong ma-access ang web interface ng Pi mula sa anumang aparato - subukan ito mula sa iyong mobile o tablet.

Hakbang 14: Pagbuo ng Iyong Mga Drum at Pabahay

Dito mo mapapalitan ang iyong tumpok ng elektronikong spaghetti sa isang tunay na makina ng tambol. Tulad ng sinabi dati, nasa iyo ang gagawin mo. Ang anumang bagay na maaaring gumawa ng isang ingay kapag hit ay maaaring magamit, at kung saan mo talaga mababago ang iyong proyekto sa isang bagay na kakaiba sa iyo.

Nagkaroon ako ng magandang pag-ukit sa paligid ng aking tahanan para sa mga ideya para sa mga tambol na nagbibigay ng bote ng beer, lata, shaker, mga bote ng tuktok at kutsara. Ang fishing net ay natagpuan sa tabing dagat, at ang desk bell at crocodile castanet ay nagmula sa eBay. Natagpuan ko ang isang nasirang piano sa isang laktawan, ibinigay nito ang mga martilyo para sa bote at maaari, kasama ang kahoy na dowling upang hawakan ang kampanilya at mga metal rods upang mai-pivot at hawakan ang mga kutsara sa lugar.

Ginawa ko ang bawat tambol ng isang nakapag-iisang sangkap, kaya kung ang isa ay masira o hindi ako nasisiyahan dito, maililipat ko ito sa isa pa nang walang labis na pag-abala.

Ang mga solenoid ay mayroong mga bolt hole na nangangailangan ng M3 bolts. Ang pagbabarena ng mga butas sa kahoy ay medyo nakakalito dahil kailangan mong makuha ang pagpoposisyon nang tama, ngunit natagpuan na humahawak sa solenoid sa posisyon pagkatapos minarkahan ang mga butas gamit ang isang bradawl bago gumana nang maayos.

Karamihan ay ginamit ko ang 6mm MDF (mga offcuts mula sa aking lokal na DIY shop) para sa mga drum kasama ang ilang piraso ng scrap kahoy, na pinagsama kasama ang alinman sa pandikit o mga tornilyo.

Ang mga martilyo sa lata at bote ng beer ay marahil hindi kinakailangan, dahil maaari kang makakuha ng isang mahusay na hit diretso mula sa solenoid, ngunit nais kong makakuha ng mas maraming paggalaw sa makina hangga't maaari upang gawin itong kawili-wili.

Pabahay

Ang pabahay ay isang simpleng magaspang at handa na kahon na ginawa mula sa 3.6mm playwud, 18mm MDF at ilang stripwood. Nais ko ang manipis na playwud para sa harap ng kahon upang tumunog ito kapag hinampas ng kutsara, ngunit ang mga pagpipilian ng kahoy ay pangunahing hinimok ng mayroon na ako sa malaglag at seksyon ng kahoy na scrap sa aking lokal na tindahan ng DIY. Gumawa ako ng isang platform sa ilalim ng kahon upang mapanatili ang electronics, at isa pang platform upang hawakan ang mga drum. Upang gawin ang kahon:

1. Gupitin ang 2 pantay na laki ng MDF upang magawa ang mga dulo2. Gupitin ang 4 na piraso ng stripwood (Gumamit ako ng 34mm x 12mm) 50mm mas maikli kaysa sa nais na lapad ng kahon3. Kuko ang stripwood sa 2 MDF na nagtatapos upang mabuo ang hugis ng kahon. Ilagay ang stripwood tungkol sa 1 cm ang layo mula sa itaas at sa ilalim ng kahon. Gupitin ang 2 piraso ng playwud upang tumugma sa lapad at taas ng kahon. Ilakip ang mga ito sa harap at likod ng kahon sa pamamagitan ng paglansang sa mdf at stripwood.5. Gupitin ang isang pice ng playwud upang magkasya sa loob ng kahon at ilagay sa ilalim ng mga piraso ng stripwood upang hawakan ang electronics. Ginawa ko ang aking halos kalahati ng haba ng kahon.6. Gupitin ang isa pang piraso ng playwud upang ilakip ang mga drum. Nakaupo ito sa mga nangungunang piraso ng stripwood.7. Gupitin ang isang butas malapit sa ilalim ng platform upang mapakain ang mga kable ng kuryente.

Pagpipinta

Upang magpinta, ginamit ko ang Acrylic Primer Undercoat na sinusundan ng mga kaldero ng tester na Crown Matt. Ang mga tester pot ay isang mahusay na paraan upang makakuha ng iba't ibang mga kulay sa murang presyo.

Hakbang 15: Umupo at Magsaya

At doon mo ito, isang medyo cool na drum machine. Ang diwa para sa pagkakasunud-sunod sa video sa youtube ay matatagpuan dito.

Kung magpatuloy ka at gumawa ng iyong sariling mangyaring ibahagi, gusto kong makita kung ano ang iyong naiisip. Magsaya ka!