Arduino -beheerde klokkentoring/beiaard: 5 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:28

Dit is 'n stel musikale klokke wat deur solenoïdes aangedryf word en deur 'n Arduino -mikrobeheerder beheer word. Daar is 8 klokke wat een oktaaf dek. Die klokke kan vanaf 'n rekenaar beheer word, of die toring kan alleen staan en vooraf geprogrammeerde melodieë speel. Kyk na die laaste bladsy vir 'n video daarvan.

Stap 1: Onderdele

Die volgende dele is gebruik: 1 stel chromatiese klokkies. Ek het dit vir $ 20 by my plaaslike Aldi gekry. Hulle strek oor die reeks van C tot C. (I.e. C, d, e, f, g, A, B, C) Houtpaneel en hakies om die klokke en solenoïdes op hul plek te hou. $ 10,8 solenoïdes om die klokke te slaan. Ek het dit in my vullisblik laat lê. Ek het dit by 'n tikmasjienhersteller gekry wat dit weggegooi het. U kan waarskynlik dieselfde op Ebay. Arudino -mikrokontroleerder vind. ~ $ 45. Ek het myne gekry van SparkFun electronics. Proto/Perf board en diverse komponente om my persoonlike 'skild' vir die arduino te maak. $ 10. Darlington bestuurdersbord. Ek het een wat ek gehad het, gebruik, maar ek glo dit word nie afsonderlik verkoop nie. Dit sou moontlik wees om dit met 'n paar dollar te gebruik met die ULN2803 -chip.

Stap 2: Houtbewerking

Verrassend genoeg het hierdie stap die langste geneem. Die kodering en bedrading het minder tyd in beslag geneem as om die gom droog te maak, die raam hiervoor was redelik eenvoudig. Net 'n stuk laaghout om al die klokkies te hou, plus 'n paar dennebeugels vir die solenoïdes. Alles is met PVA -gom vasgeplak. Om die magneethakies meer herhaalbaar te maak, het ek 'n stensil in MS Visio gemaak en dit dan aan die hout vasgeplak. Dit het baie gehelp om al die solenoïede op 'n konstante afstand van die klok te hou. As u dit doen, kan ek nie genoeg beklemtoon om noukeurig te meet vir die plekke van die aanvaller nie. Die klokke klink heel anders, afhangende van waar u hulle slaan en die 'gooi' van die solenoïde.

Stap 3: Elektronika en bedrading

Bestuurderkant: ek was gelukkig om 'n lieflingbestuurder te laat lê, wat die ontwerp baie vereenvoudig het. Die darlington is 'n kragtransistor wat u kan gebruik om swaarder vragte aan te dryf as wat die klein mikrobeheerspennetjies normaalweg sou ondersteun. Die bord wat ek gebruik het, is gebaseer op die ULN2803 -chip, wat redelik algemeen en goedkoop is. Let wel: solenoïede is (gewoonlik) nie ontwerp om voortdurend aangedryf te word nie! Hulle kan smelt as jy dit doen! Sien die sagteware -afdeling vir meer inligting. Arduino -kant: dit was net om 8 IO -penne uit die arduino te vind om die Darlington -insette te dryf. Omdat ek seriële data wou stuur en ontvang, kon ek nie penne 0 en 1 gebruik nie, en ek het uiteindelik die syfers 2, 3, 4 en 5 aan die een kant gebruik en vier van die analoog invoerpenne aan die ander kant as digitale uitsette gebruik.. Ek het ook 'n potensiometer bygevoeg wat gekoppel is aan analoog ingang #5, wat gebruik word om die tempo te beheer. Twee LED's word gebruik vir die visuele terugvoer van die bestuurder. Spelde 8-13 het geen nut gehad nie, vanweë die funky arduino-penafstand (grr …) Opmerkings oor krag: alhoewel ek dit oorspronklik aangeskakel het om 'n eksterne kragtoevoer te gebruik om die solenoïdes aan te dryf, Het ek (per ongeluk) ontdek dat die USB-krag voldoende is. Ek was bekommerd dat die skielike stroompuls die spanning sou laat daal en dat die mikrobeheerder 'bruin' sou word, maar dit lyk nie asof dit gebeur nie. U kilometers kan wissel. Aangesien dit vir my baie geriefliker is om net die USB -krag te gebruik, sal ek dit aanhou totdat ek 'n probleem het.

Stap 4: Sagteware -ontwerp

Ontwerpstrategie Die doel hiervan was om die kloktoring van die rekenaar af te laat ry. Arduino se USBSerial -skakel was die ideale manier om dit te doen. Die arduino ontvang seriële data van die rekenaar wat ooreenstem met watter note om te speel. Die protokol is eenvoudig; die aantekeninge is almal in hul ASCII -teksekwivalente. Daar is ook 'n numeriese getal as 'n veranderlike vertraging. Die rekenaar stuur: "cde2fgABC" en die Arduino speel klokke 1, 2, 3, rus vir 'n halwe noot en speel dan klokke 4, 5, 6, 7 en 8. Tip van die hoed vir John Plocher vir sy ServoBells -projek, wat deels geïnspireer het hierdie projek. Arduino Side Code: Die arduino -kode ontvang die reeksdata, dekodeer watter noot of vertraging om te speel, en skakel dan die solenoïde op die regte manier. Maak seker dat u kode so ontwerp is dat solenoïede nie aangehou word nie! As u per ongeluk 'n solenoïde laat aanskakel, sal dit smelt. Ek het dit opgelos deur my notasroetines te laat blokkeer totdat die solenoïde afgeskakel is, eerder as om voortdurend te peil, ens. PC -sykode: Die kliëntprogram is in C#geskryf. Dit bevat knoppies vir elke individuele noot, sowel as knoppies vir vooraf geprogrammeerde melodieë. Die nootdata word na die seriële poort gestuur. Die bronkode vir alles is aangeheg. Kamer vir verbetering:

Polifoniese note

Ek het die moontlikheid laat ophou om twee note gelyktydig te speel, want ek het nie gedink dat enige deuntjies wat in 1 oktaaf pas, dit sou verg nie. Daarbenewens word meer as een solenoïedblikkie afgevuur

Die tou doodmaak

Die rekenaar stuur groot sinne aantekeninge na die arduino, wat dit dan verwerk totdat die tou leeg is. Vir groot deuntjies kan dit egter vermoeiend wees en dit kan wenslik wees om 'n lopende deuntjie te onderbreek. Dit kan bereik word deur 'n ander letter in die reekssin (byvoorbeeld 'x') as 'n kode te hê om die buffer te spoel.

Stap 5: Gebruik die Bells

Die werking van die klokkies is redelik eenvoudig. Sluit die USB -kabel aan en maak die rekenaarprogrammatuur oop. U kan op die individuele belknoppies klik om 'n deuntjie te speel. Opsioneel is daar knoppies om toonlere te speel, vooraf geprogrammeerde liedjies en ook 'n tekskassie vir vrye teksinvoer. Ek het 'n video van die klokkies ingesluit. Tot dusver word slegs eenvoudige deuntjies geprogrammeer. Video is hier: https://blip.tv/file/1521415 (As iemand weet hoe om die Futurama -tema in 'n C tot en met C -oktaaf te speel, laat weet my asseblief …)