DRUMMEROVA TEMPO KEEPER: 30 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Nejdůležitější prací bubeníka je udržet si čas. To znamená zajistit, aby rytmus zůstal u každé skladby konstantní.

Drummer's Tempo Keeper je zařízení, které pomáhá bubeníkům udržet si ještě lepší čas. Skládá se z malého piezo kotouče, který se připevňuje k hlavě bubínku. Pokaždé, když bubeník zasáhne malý bubínek, zařízení zobrazí údery za minutu na základě doby mezi údery. Pokud kapela začne neúmyslně zrychlovat nebo zpomalovat, bubeník si to okamžitě uvědomí a může provést malou opravu, aby udržel konzistentní tempo.

Při nedávném vystoupení s kapelou, pro kterou hraji na bicí, si další bubeník v publiku myslel, že moje kapela hraje na klikací stopu - metronom, který cvaká každý úder do sluchátek, které členové kapely nosí - protože rytmus byl tak stabilní v každé písni. Jaký kompliment a pocta Drummer's Tempo Keeper!

Krok 1: DÍLY

Zde je kompletní seznam dílů, které potřebujete k vytvoření nástroje Drum Temp Keeper, přibližné náklady a poznámky o tom, co jsem použil k vytvoření svého. Tyto díly můžete získat na webech jako Amazon, eBay, Adafruit a SparkFun. Nejlevnější díly se obvykle prodávají na eBay a pocházejí z Číny, takže dodání může trvat několik týdnů. Pokud získáte levný mikrokontrolér z Číny (jako já), musíte použít jiné ovladače, než když si koupíte značkové Arduino z USA. Zaznamenal jsem, co musíte udělat pro stažení a instalaci ostatních ovladačů.

1. Mikrokontrolér. Použil jsem klon Arduino Nano z Číny, který přišel s již připájenými záhlavími. (4,50 $)

2. Čtyřmístný displej. Ujistěte se, že získáte čtyřmístný displej, který používá čtyři piny. Nenechte si sedmisegmentový čtyřmístný displej, protože vyžaduje 12 pinů. (3,50 $)

3. Příloha projektu. Použil jsem projektovou skříň RadioShack 3 "x 2" x 1 ". Ujistěte se, že je plastová, protože musíte vyříznout otvor pro čtyřmístný displej. (6,00 USD)

4. Piezo Protože tato část sedí na bubnu a podléhá velkému pohybu a vibracím, měli byste použít piezo s pouzdrem kolem něj. Existují levné verze s plastovým pouzdrem, ale já jsem se rozhodl pro ten se silnějším pouzdrem, který se používá pro kytarové snímače. (10,00 USD)

5. Prodlužovací drát pro piezo. Použil jsem běžný drát 22 AWG. (1,00 USD)

6. Rezistor 10K Ohm. 10K je hnědá - černá - oranžová - zlatá. (0,25 $)

7. Sada baterií. Toto bylo pro mě nejjednodušší řešení, protože jsem se nechtěl trápit s alkalickými bateriemi, slouží jako základna pod krabicí projektu a vydrží věčně! U něčeho menšího byste pravděpodobně mohli použít pár knoflíkových baterií. (8,00 USD)

8. USB kabel. Kabel zajišťuje napájení Nano z baterie a poskytuje rozhraní mezi vaším počítačem a Nano pro nahrání náčrtu. (0,00 $ - součástí mikrokontroléru)

9. Perf Board. Součásti připájíte k desce a poté vystřihnete pouze část, kterou používáte. (2,00 USD)

10. Breadboard. Nejprve jsem sestavil prototyp tohoto projektu pomocí plastového prkénka a propojovacích vodičů. Jakmile jsem nechal správně fungovat, připájel jsem konečnou verzi na desku perf. Nemusíte to dělat, ale je to doporučeno. (2,00 USD)

11. Propojovací vodiče. K sestavení, testování a pájení potřebujete čtyři vodiče mezi mužem a ženou. (1,00 USD)

12. Pásky na suchý zip. Pomocí suchého zipu připevněte piezo senzor na malý bubínek. Můžete jej také použít k připojení krytu projektu a akumulátoru. (0,80 USD)

Celkové přibližné náklady: 39,05 USD

Krok 2: NÁSTROJE

Zde jsou nástroje, které budete potřebovat k sestavení projektu

1. Páječka. Jakmile prototyp funguje, přesunete součásti z prkénka na výkonovou desku.

2. Pájka. Stejné jako #1.

3. Dremel nebo podobný nástroj. Toto použijete k ořezání desky perf a k vytvoření otvorů v krytu projektu pro displej a port USB.

4. Elektrická páska. Na piezo připájíte prodlužovací vodiče a kolem místa, které jste pájili, pak dáte elektrickou pásku.

5. Šroubovák. Potřebujete to k otevření a zavření krytu projektu.

6. Počítač. Napíšete svůj náčrt do počítače a nahrajete jej do mikrokontroléru.

7. Software Arduino IDE. (k dispozici také jako webový nástroj).

Krok 3: JAK FUNGUJE

Než to dáte dohromady, je užitečné pochopit, jak to funguje.

1. Piezo* je součást, která měří, kolik vibrací existuje. Připevníme piezo na malý bubínek a drátky piezo na mikrokontrolér, abychom zjistili, kolik vibrací je na bubínku přítomno.

2. Náčrt mikrokontroléru čte piezo, aby určil, kdy byl zasažen buben, a zaznamenává čas. Při příštím úderu na buben si tento čas všimne a vypočítá údery za minutu na základě tohoto zásahu a předchozího zásahu.

3. K mikrokontroléru také připojujeme digitální displej. Poté, co vypočítá údery za minutu, zobrazí výsledek na digitálním displeji. Tuto část zařízení můžete umístit kamkoli, co je při hraní viditelné. Položil jsem svůj vedle vysokého klobouku na podlahu.

Poznámka: Pokud nehrajete čtvereční noty na léčku, čtení bude odrážet vše, co hrajete. Počkejte, až se vrátíte k přehrávání skladby, abyste určili rychlost.

* Jako součást VSTUPU v tomto projektu používáme piezo k měření množství vibrací. V jiných projektech, když jej používáte jako VÝSTUPNÍ komponentu, vytváří vibrace a stává se reproduktorem!

Krok 4: PROTOTYP BREADBOARDU

Protože pájení není můj nejlepší talent, nejprve jsem dal dohromady prototyp zařízení pomocí plastového prkénka a propojovacích vodičů, abych se ujistil, že funguje. Jakmile to fungovalo, přesunul jsem to na perf desku a připájel. Pokud jste zkušený výrobce, můžete tuto část přeskočit a místo toho pájet přímo na desku perf.

1. Umístěte mikrokontrolér doprostřed prkénka tak, aby byl sloupec plastu, který odděluje kolíky na levé straně desky a kolíky na pravé straně desky. Ujistěte se, že je port USB na okraji prkénka a ne uprostřed, jak je znázorněno na obrázku.

Krok 5: PŘIPOJTE PIEZO

Piezo je analogový senzor, protože hlásí hodnotu mezi 0 a 1024, takže se musí připojit k analogovému pinu na Arduinu. Použil jsem první analogový pin, A0.

1. Připojte kladný (červený) vodič piezo ke kolíku A0 na Arduinu.

2. Připojte záporný (černý) vodič piezo k jednomu z kolíků uzemnění (GND) na Arduinu.

Krok 6: PŘIPOJTE Rezistor

Připojte odpor ke stejným kolíkům, ke kterým je připojeno piezo (A0 a GND)

(Nezáleží na tom, která strana rezistoru se připojuje ke kterému kolíku; jsou stejné.)

Krok 7: PŘIPOJTE DISPLEJ CLK PIN

Čtyřmístná zobrazovací jednotka se připojuje ke dvěma digitálním pinům na Arduinu. Na Nano jsem použil první dva digitální piny, kterými jsou D2 a D3.

Připojte pin CLK na displeji ke kolíku D3 na Arduinu pomocí kabelu female-to-male

Krok 8: PŘIPOJTE DISPLEJ DIO PIN

Připojte pin DIO na displeji ke kolíku D2 na Arduinu pomocí kabelu female-to-male

Krok 9: PŘIPOJTE DISPLEJ VCC PIN

Připojte pin VCC na displeji k napájecímu kolíku 5V na Arduinu pomocí kabelu samec-samec

Krok 10: PŘIPOJTE DISPLEJ GND PIN

1. Připojte pin GND na displeji ke kolíku GND na Arduinu pomocí kabelu female-to-male.

To je pro prototyp elektroniky vše

Krok 11: STAŽENÍ OVLADAČŮ CH340 (volitelně)

Pokud používáte levnější Arduino z Číny, pravděpodobně ke komunikaci s počítačem používá čip CH340. Musíte si stáhnout a nainstalovat ovladače pro tento čip. Oficiální ovladače si můžete stáhnout z tohoto webu (stránka je v angličtině a čínštině, pokud se podíváte pozorně). Nainstalujte ovladače do počítače spuštěním spustitelného souboru.

Krok 12: STÁHNĚTE SI KNIHOVNU DIGITÁLNÍHO DISPLEJE (TM1637)

Čtyřmístný displej využívá čip TM1637. Musíte si stáhnout knihovnu, která usnadňuje zobrazování čísel na digitálním displeji. Přejděte na https://github.com/avishorp/TM1637. Zvolte Klonovat nebo Stáhnout a vyberte Stáhnout zip. Uložte soubor do počítače.

Krok 13: INSTALUJTE KNIHOVNU DIGITÁLNÍHO DISPLEJE

1. Spusťte na svém počítači software Arduino IDE. Zobrazí obrys prázdného náčrtu.

2. Vyberte Skica | Zahrnout knihovnu | Přidejte knihovnu. ZIP… a vyberte soubor, který jste stáhli z Githubu, a nainstalujte knihovnu.

Krok 14: VYBERTE DESKU A PORT ARDUINO

1. Připojte Arduino k počítači pomocí kabelu USB. Poté přepněte na Arduino IDE a novou skicu, která je otevřená.

2. Vyberte správnou desku, například Arduino Nano.

3. Vyberte port, ke kterému je Arduino připojeno v počítači.

Krok 15: Načrtněte: POZADÍ

1. Abychom zjistili, zda byl zasažen buben, přečetli jsme pin A0 piezoelektrického senzoru. Piezo měří množství vibrací na bubínku a dává nám hodnotu mezi 0 (žádné vibrace) a 1024 (maximální vibrace).

2. Vzhledem k tomu, že z hudby a ostatních nástrojů mohou docházet k mírným vibracím, nemůžeme říci, že jakékoli čtení nad nulou znamená zásah do bubnu. Když kontrolujeme čtení z piezo, musíme počítat s určitým šumem. Tuto hodnotu nazývám THRESHHOLD a vybral jsem 100. To znamená, že jakákoli hodnota nad 100 znamená zásah do bubnu. Cokoli 100 a méně je jen hluk. Tip: pokud zařízení zobrazuje hodnoty, když jste nenarazili na buben, zvyšte tuto hodnotu.

3. Protože počítáme údery za minutu, musíme sledovat čas každého úderu na buben. Mikrokontrolér sleduje počet milisekund, které uplynuly od jeho spuštění. Tato hodnota je nám k dispozici s funkcí millis (), což je dlouhé celé číslo (typ dlouhý).

Krok 16: Načrtněte: PŘEDNASTAVENÍ

V horní části skici, nad funkcí nastavení, zadejte následující. (Pokud chcete, můžete si konečný náčrtek stáhnout na konci vysvětlení).

1. Nejprve zahrňte dvě knihovny, které potřebujeme: TM1637Display, který jste stáhli, a math.h.

2. Dále definujte piny, které používáme. Pokud si vzpomenete z montáže zařízení, pin CLK je digitální pin 2, pin DIO je digitální pin 3 a Piezo pin je A0 (analogový 0).

3. Prozatím definujte THRESHHOLD jako 100.

4. Poté vytvořte dvě proměnné, které potřebujeme pro náčrtek nazvaný čtení (aktuální čtení piezo senzoru) a lastbeat (čas předchozího zdvihu).

5. Nakonec inicializujte knihovnu TM1637 předáním čísel pinů, které používáme CLK a DIO.

// Knihovny

#include #include // Piny #define CLK 2 #define DIO 3 #define PIEZO A0 #define THRESHHOLD 100 // Proměnné int čtení; dlouhý lastBeat; // Nastavení knihovny zobrazení TM1637Display display (CLK, DIO);

Krok 17: Načrtněte: FUNKCE NASTAVENÍ

Pokud vytváříte skicu krok za krokem, zadejte pro funkci setup () následující text.

1. Pomocí funkce pinMode deklarujte piezo pin jako VSTUPNÍ pin, protože z něj budeme číst.

2. Pomocí funkce setBrightness nastavte digitální displej na nejjasnější úroveň. Používá stupnici od 0 (nejméně jasný) do 7 (nejjasnější).

3. Protože nemáme předchozí zdvih bubnu, nastavte tuto proměnnou na aktuální čas.

neplatné nastavení () {

// Nastavení pinů pinMode (PIEZO, INPUT); // Nastavení jasu displeje display.setBrightness (7); // Zaznamenejte první zásah jako poslední lastBeat = millis (); }

Krok 18: SKETCH BODY: THE LOGIC

Pokud vytváříte náčrt krok za krokem, zadejte pro funkci main loop () následující text.

1. Odečtěte hodnotu piezo senzoru, dokud senzor nenačte hodnotu nad prahovou hodnotou, což indikuje zásah na malý buben. Uložte aktuální čas tahu jako tento úder.

2. Poté zavolejte funkci CalculateBPM pro výpočet úderů za minutu. Předejte funkci pro výpočet čas tohoto zdvihu a čas posledního zdvihu. (Další krok obsahuje tělo funkce). Výsledek uložte v bpm.

3. Dále zobrazte údery za minutu na LED displeji předáním výsledku funkci z knihovny TM1347 s názvem showNumberDec ().

4. Nakonec nastavte čas předchozího zdvihu (lastbeat) na čas tohoto zdvihu (thisbeat) a počkejte na další úder do bubnu.

prázdná smyčka () {

// Dočkali jsme se bubnu? int piezo = analogRead (PIEZO); if (piezo> THRESHHOLD) {// Zaznamenejte čas, vypočítejte bpm a zobrazte výsledek long thisBeat = millis (); int bpm = countBPM (thisBeat, lastBeat); display.showNumberDec (bpm); // thisBeat is now lastBeat for the next drum hit lastBeat = thisBeat; }}

Krok 19: Načrtněte: VYPOČTĚTE BEATY ZA MINUTU

Tip: Umístěte tuto funkci nad funkci nastavení v programu, abyste ji nemuseli deklarovat dvakrát.

Ukázkový výpočet viz výše uvedený diagram.

1. Vytvořte funkci, která provede výpočet úderů za minutu (bpm). Jako parametry přijměte čas tohoto zdvihu bubnu (thisTime) a čas předchozího zdvihu bubnu (lastTime).

2. Odečtěte čas mezi dvěma údery bubnu a uložte jej, jak uplynul. Rozdíl v čase udává počet úderů (1) za milisekundu (ms).

3. Převeďte údery za milisekundu na údery za minutu. Protože za sekundu uplyne 1 000 milisekund, vydělte 1 000 časem mezi dvěma údery, abyste získali údery (1) za sekundu. Protože za minutu je 60 sekund, vynásobte to 60, abyste získali údery (1) za minutu. Zaokrouhlením konečného výsledku vrátíte celočíselnou hodnotu (celé číslo).

Pokud chcete, můžete si z tohoto kroku stáhnout konečnou skicu

int countBPM (long thisTime, long lastTime) {

dlouho uplynul = thisTime - lastTime; double bpm = kolo (1000. / uplynulý * 60.); return (int) bpm; }

Krok 20: ULOŽTE A NAHRAJTE

1. V Arduino IDE vyberte Soubor a zvolte Uložit. Zadejte název náčrtu a kliknutím na Uložit náčrt uložte (název musíte pojmenovat pouze při prvním uložení).

2. Vyberte Skica a zvolte Nahrát, nahrajte skicu do svého Arduina a připravte se na testování.

Krok 21: PŘIPOJTE BATERII A VYZKOUŠEJTE PROTOTYP

Před sestavením konečné verze zařízení vyzkoušejte.

1. Připojte baterii k mikrokontroléru t

2. Položte piezo na malý bubínek a přidržte ho na místě prstem.

3. Několikrát udeřte do bubnu a ověřte, zda čtení poskytuje údery za minutu na základě úderů bubnu.

3. Jakmile funguje správně, můžete pájet konečnou verzi.

Krok 22: DÉLKA PRO PŘIPOJENÍ PÁJEČE K PIEZO

1. Protože piezo bude na bubnu a zbytek jednotky bude někde jinde, musíte na piezo natáhnout množství drátu. Konce piezo pájejte asi na tři stopy drátu, abyste získali větší vůli.

Tip: Pokud není váš prodlužovací vodič barevný, označte, který je červený a který černý vodič od piezo.

Krok 23: PŘESUNUTE KOMPONENTY DO PERF DESKY

Dále přesuňte obvody z plastové desky na desku perf a spojte součásti. Pájená verze by měla být shodná s verzí na breadboardu.

1. Přesuňte mikrokontrolér z plastové desky na desku perf a ujistěte se, že nejsou připojeny levé a pravé sady kolíků a konektor USB směřuje správným směrem. Každý kolík připájejte k desce perf.

2. Zapájejte dlouhé piezo vodiče, které jste připevnili (černý vodič na GND a červený vodič na A0).

3. Zapojte odpor na stejné piny jako piezo.

4. Pájejte zobrazovací jednotku tak, jak byla zapojena na desce (CLK až D3; DIO až D2; VCC až +5V a GND až GND).

Krok 24: OŘEZTE PERF DESKU

1. Opatrně odstřihněte nepoužité části desky perf, aby se mikrokontrolér vešel do krytu projektu.

Krok 25: PŘIPOJENÍ PROJEKTU: ÚPRAVA DIGITÁLNÍHO DISPLEJE

1. Pomocí nástroje dremel nebo podobného nástroje vyřízněte otvor v horní části krytu projektu tak, aby odpovídal digitálnímu displeji.

Krok 26: PŘIPOJENÍ PROJEKTU: ÚPRAVA USB

1. Vyřízněte otvor na boku krytu projektu pro port USB.

Krok 27: PŘIPOJENÍ PROJEKTU: VÝSTRAHA PRO PIEZO WIRE

Na opačném konci, než kde je připojení USB mikrokontroléru, uřízněte malý zářez pro piezo vodiče.

Krok 28: MONTÁŽNÍ ZÁVĚREČNÁ JEDNOTKA

1. Namontujte displej v horní části krytu projektu tak, aby se vešel do vámi vytvořeného otvoru.

2. Namontujte desku perf s mikrokontrolérem do spodní části krytu projektu tak, aby byl port USB přístupný skrz vámi vytvořený otvor.

Nápověda: Mezi dvě desky jsem vložil malý kousek korkové desky, aby se navzájem nedotýkaly.

Krok 29: SPOJOVACÍ PŘIPOJENÍ PROJEKTU SPOLU

Protáhněte piezoelektrické dráty vytvořeným zářezem a přišroubujte kryt projektu k sobě.

Krok 30: MONTÁŽ PIEZO A TEST

1. Namontujte piezo na hlavu bubínku pomocí pásků na suchý zip.

2. Potěšte zbytek zařízení na podlaze nebo na jiném místě, které je při hraní na bicí snadno viditelné.

3. Zapůsobte na své spoluhráče s vylepšenými schopnostmi měření času!