Arduino ovládaná zvonice/zvonkohra: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Jedná se o sadu hudebních zvonků, které jsou poháněny solenoidy a ovládány mikrokontrolérem Arduino. Existuje 8 zvonů pokrývajících jednu oktávu. Zvony lze ovládat z PC, nebo věž může stát samostatně a přehrávat předem naprogramované melodie. Podívejte se na závěrečnou stránku, kde je video v akci.

Krok 1: Díly

Byly použity následující části: 1 sada chromatických ručních zvonků. Dostal jsem je od svého místního Aldi za 20 dolarů. Zahrnují rozsah od C do C. (tj. C, d, e, f, g, A, B, C). Dřevěný panel a držáky drží zvony a solenoidy na svém místě. 10,8 $ solenoidy k úderu na zvony. Nechal jsem je ležet ve své nevyžádané krabici. Dostal jsem je od opraváře psacího stroje, který je vyhazoval. Podobné pravděpodobně najdete na mikrokontroléru Ebay. Arudino. ~ 45 USD. Dostal jsem svůj od SparkFun elektroniky. Proto/Perf deska a různé komponenty, aby můj vlastní 'štít' pro arduino. 10 $. Deska řidiče Darlingtonu. Použil jsem jeden, kolem kterého jsem ležel, ale věřím, že se neprodávají samostatně. Mělo by být možné jej vyrobit pomocí čipu ULN2803 za pár dolarů.

Krok 2: Zpracování dřeva

Tento krok překvapivě trval nejdéle. Kódování a zapojení trvalo méně času než zaschnutí lepidla. Rám pro to byl docela jednoduchý. Jen kousek překližky, do kterého se vejdou všechny zvony, plus pár borovicových konzol pro solenoidy. Všechno bylo slepeno lepidlem PVA. Aby byly držáky solenoidů opakovatelnější, vytvořil jsem šablonu v MS Visio a poté ji nalepil na dřevo. To hodně pomohlo mít všechny solenoidy v konstantní vzdálenosti od zvonu. Pokud to uděláte, nemohu se dostatečně stresovat a pečlivě měřit umístění útočníků. Zvony zní docela odlišně v závislosti na tom, kde jste je zasáhli, a na 'hodu' solenoidu.

Krok 3: Elektronika a zapojení

Strana řidiče: Měl jsem to štěstí, že kolem mě ležel řidič darlingtonu, což hodně zjednodušilo design. Darlington je výkonový tranzistor, který můžete použít k pohonu těžších zátěží, než by normálně podporovaly drobné kolíky mikrokontroléru. Deska, kterou jsem použil, je založena na čipu ULN2803, který je docela běžný a levný. Poznámka: Solenoidy nejsou (obvykle) určeny k tomu, aby byly poháněny neustále! Mohou se roztavit, pokud to uděláte! Více informací najdete v sekci software. Strana Arduino: Šlo jen o nalezení 8 IO pinů z arduina pro řízení darlingtonských vstupů. Protože jsem chtěl odesílat a přijímat sériová data, nemohl jsem použít piny 0 a 1, takže jsem nakonec použil digitály 2, 3, 4 a 5 na jedné straně a čtyři piny analogových vstupů na druhé straně jako digitální výstupy. Také jsem přidal potenciometr připojený k analogovému vstupu #5, který slouží k ovládání tempa. Pro vizuální zpětnou vazbu ovladače jsou použity dvě LED diody. Piny 8-13 nebyly k ničemu, protože byly rozmístěny funky arduino piny (grr …) Poznámky k napájení: Ačkoli jsem to původně připojil k použití externího napájecího zdroje pro pohon solenoidů „Zjistil jsem (náhodou), že výkon USB je dostatečný. Měl jsem obavy, že náhlý proudový impuls způsobí pokles napětí a mikrokontrolér„ zhasne “, ale zdá se, že k tomu nedochází. Počet najetých kilometrů se může lišit. Protože je pro mě mnohem pohodlnější používat napájení USB, budu to dělat, dokud nebudu mít problém.

Krok 4: Softwarový design

Strategie návrhu Cílem bylo, aby byla zvonice poháněna z počítače. Arduino USB Serial link byl ideální způsob, jak toho dosáhnout. Arduino přijímá z počítače sériová data, která odpovídají notám, které se mají hrát. Protokol je přímočarý; poznámky jsou všechny v jejich textových ekvivalentech ASCII. Existuje také číselné číslo jako proměnné zpoždění. PC odešle: „cde2fgABC“a Arduino hraje zvony 1, 2, 3, odpočívá na půl noty a poté hraje zvony 4, 5, 6, 7 a 8. Tip klobouku Johnu Plocherovi za jeho projekt ServoBells, který částečně inspiroval Tento projekt. Arduino Side Code: Arduino kód přijímá sériová data, dekóduje, které noty nebo zpoždění mají hrát, a poté vhodně přepíná solenoidy. Když o tom mluvíme. Ujistěte se, že je váš kód navržen tak, aby solenoidy nebyly zapnuty !. Pokud omylem necháte solenoid zapnutý, roztaví se. Vyřešil jsem to tak, že jsem nechal své rutiny poznámek blokovat, dokud se solenoid nevypne, spíše než neustále hlasování atd. PC Side Code: Klientský program byl napsán v C#. Má tlačítka pro každou jednotlivou notu, stejně jako tlačítka pro předprogramované melodie. Data poznámky jsou odeslána na sériový port. Zdrojový kód pro vše je připojen. Pokoj pro vylepšení:

Polyfonní noty

Nechal jsem možnost hrát současně dvě noty, protože jsem si nemyslel, že by je vyžadovaly nějaké melodie schopné vejít se do 1 oktávy. Navíc střelba více než jednou solenoidovou plechovkou

Zabití fronty

PC posílá velké věty poznámek dolů k arduinu, které je pak zpracovává, dokud se fronta nevyprázdní. Pro velké melodie to však může být únavné a může být žádoucí mít možnost přerušit běžící melodii. Toho lze dosáhnout tím, že v sériové větě (např. 'X') bude jako kód pro vyprázdnění vyrovnávací paměti nějaké jiné písmeno.

Krok 5: Ovládání zvonů

Ovládání zvonů je velmi jednoduché. Zapojte kabel USB a otevřete počítačový software. Kliknutím na jednotlivá tlačítka zvonku spustíte melodii. Volitelně jsou k dispozici tlačítka pro přehrávání vah, předprogramované melodie a také textové pole pro zadávání textu ve volném formátu. Zahrnul jsem video z hraní zvonů. Zatím jsou naprogramovány pouze jednoduché melodie. Video je zde: https://blip.tv/file/1521415 (Pokud někdo ví, jak hrát téma Futurama v jedné C až C oktávě, dejte mi prosím vědět …)