Mašina za neželjeni otpad sa pogonom na Raspberry Pi: 15 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ovaj Instructable će vam pokazati kako napraviti robotsku bubnjarsku mašinu s pogonom na Raspberry Pi. To je zaista zabavan, kreativan, interaktivan projekt. Pokazat ću vam kako napraviti unutrašnji rad, ali stvarni bubnjevi će ovisiti o vama, dajući vam priliku da napravite nešto potpuno jedinstveno za vas. Za svoju sam mašinu upotrijebio što je moguće više pronađenih predmeta … čekići iz klavira spašenih od susjeda, preskakanje mreže za pecanje koju sam pronašao na plaži, prazna limenka za pečenje, drvene žlice, prazna boca piva, vrhovi pivskih boca i zvono na stolu između ostalog, ali neka vaša mašta poludi - pogledajte šta imate po kući, može se upotrijebiti gotovo sve što stvara buku pri udarcu, a to će zaista učiniti vaš projekt vašim. Da biste ga kontrolirali, imate 2 opcije:

• Redoslijed koraka u pregledniku koji sam nazvao PiBeat - Ovo je velika zabava i omogućava vam interaktivno upravljanje bubnjarskom mašinom sa vašeg Pi -a ili bilo kojeg uređaja na istoj mreži (poput vašeg telefona, tableta ili računara). Kasnije ćemo ga instalirati na vaš Pi, ali pregled se može vidjeti ovdje, a kod se nalazi na GitHub -u ovdje.
• Python skripta za programiranje uzorka bubnja. Ovo je odličan način da stvorite ritam za džemovanje uz gitaru itd.

Trudim se smanjiti troškove i kao što ćete vidjeti u sljedećem koraku, nisu potrebni skupi specijalistički alati. Također sam pokušao objasniti kako stvari funkcioniraju na svakom koraku, što ga čini odličnim projektom čak i ako ste relativno novi u svijetu Pi -a, kodiranja i elektronike i s ograničenim budžetom.

OK, idemo na posao!

Korak 1: Idite u kupovinu

Za izgradnju unutrašnjeg mehanizma trebat će vam:

• 1x 40-pinski Raspberry Pi sa Raspbian-om instaliranim na SD-u, sa kablom za napajanje i mogućnošću povezivanja na njega (koristio sam Raspberry Pi Zero Wireless sa prethodno zalemljenim zaglavljem iz ModMyPi-a)
• 1x 5v 8 -kanalni relej
• 1x paket ženskih žica kratkospojnika (potrebno je 10 žica)
• 2x priključne trake od 3 Amp (mogli biste upotrijebiti matičnu ploču ili ploču za izradu ploča, ali priključne trake su jeftine i sprječavaju olabavljenje kabela, a prilikom izrade nisam posjedovao lemilicu)
• 1x 12v 10a Napajanje
• 8x 12v 2a solenoidi
• 8x 1N5401 Ispravljačke diode
• 50 cm kabla od 0,5 mm (skinuo sam žile sa nekog dvožilnog kabla jer je to bio isplativ način da dobijem crvenu, crnu i dvostruku jezgru), iako možete koristiti samo 1 boju ako želite. Možda nećete htjeti kupiti veću dužinu ovisno o kućištu koje želite izgraditi.

Takođe će vam biti potrebni sledeći alati:

• Rezači žice
• Strojevi za skidanje žice
• Mali odvijač s ravnom glavom, oko 3 mm
• Ovisno o stezaljkama koje dobijete, možda će vam trebati i mali odvijač s križnom glavom

Nisam naveo nijedan dio ili alat za izradu bubnjeva niti bilo koje kućište u koje ne želite staviti. Pokazat ću vam kako sam napravio svoj kasnije, ali kao što je već rečeno, prepuštam taj dio vašoj mašti.

Korak 2: Povežite Pi na relej

Maksimalni napon koji pružaju pinovi na Pi je 5v. Mogli smo kupiti 5V solenoide i napajati ih direktno od Pi -a, ali to ne bi dalo veliki udarac potrebama naše bubnjarske mašine. Stoga koristimo relej koji nam omogućuje uključivanje i isključivanje kruga višeg napona (u našem slučaju 12v krug koji sadrži naše 12v solenoide) iz našeg niskonaponskog GPIO kola.

Naš relej ima 8 kanala, što znači da možemo nezavisno uključiti i isključiti do 8 solenoida. Svaki kanal sadrži 4 konektora; 3 koriste visokonaponski krug koji ćemo vidjeti kasnije, a 1 je "IN" pin na niskonaponskom krugu na koji ćemo spojiti naš Pi. Kada Pi -jev GPIO pin šalje 5v na danom kanalu IN pin, relej će uključiti odgovarajuće 12v kolo.

Na niskonaponskoj strani releja nalazi se i GND (uzemljeni) pin koji moramo spojiti na uzemljenje PI -a i VVC pin za napajanje od 5V iz Pi -a.

Kad je Pi isključen, slijedite dijagram za povezivanje releja na Pi pomoću kratkospojnih kabela. Ne morate koristiti kratkospojnike u istoj boji, ali to može pomoći pri praćenju slika.

Korak 3: Omogućimo malo buke

Možda to još nije naša potpuno razvijena bubnjarska mašina, ali u ovom koraku ćemo napraviti malo buke, doduše klikom iz releja. Predstavićemo python skriptu za programiranje bubnjevskih šablona, što će nam omogućiti da testiramo ono što smo do sada radili.

Dostupna skripta ima suštinu ovdje.

Pokrenite svoj Pi, otvorite terminal na Pi -u i preuzmite skriptu tako što ćete pokrenuti:

wget

Možda ćete htjeti pregledati kôd i komentare da biste stekli uvid u to što radi, ali hajde da se zadovoljimo i pokrenemo:

python3 array-sequencer.py

Ako sve ide po planu, trebali biste čuti kontakte u otvaranju i zatvaranju releja, a lampica na odgovarajućem kanalu treperi. Pogledajte varijablu slijeda unutar skripte kako biste stekli predodžbu o tome što se događa - svi će se kanali pokrenuti zajedno, a zatim će se svaki pojedinačno pokrenuti. Nastavit će raditi sve dok ne izađete iz skripte pritiskom na Ctrl + C.

Prije nego nastavite, dobra je ideja isključiti Pi u slučaju bilo kakvog slučajnog kratkog spoja prilikom povezivanja stvari.

Korak 4: Kreirajte pozitivnu stranu našeg kruga

Za napajanje 8 solenoida s jednim izvorom napajanja stvorit ćemo paralelni krug. Možete vidjeti dijagram dovršenog strujnog kola od 12 volti, ali mi ćemo ga proći korak po korak.

Mogli biste koristiti matičnu ploču ili ploču za izradu ploča, ali ja sam se odlučio za priključne trake jer su jeftine, čvrsto drže žice, a također nisam posjedovao lemilicu pri stvaranju ovoga.

U stvari, moramo spojiti sve solenoide i diodu za svaki solenoid (više o diodama kasnije) na 1 pozitivnu žicu našeg napajanja.

Pomoću rezača izrežite terminalnu traku tako da imate blok od 8 parova, režući na plastičnom nastavku koji povezuje dva bloka zajedno. Pazite da ne isečete metal.

Sada moramo spojiti sve priključke s jedne strane trake. Rezačima režite 7 komada crvene žice dugačke oko 35 mm, a zatim pomoću skidača uklonite oko 5 mm izolacije sa svakog kraja svake žice.

Sada upotrijebite žice za povezivanje svih stezaljki zajedno s jedne strane trake, držeći žice na mjestu pomoću vijaka. Prvi i zadnji vijak imat će samo 1 žicu, dok će ostali imati 2.

Korak 5: Dodajte solenoide i diode

Budući da su solenoidi elektromagneti, preporučuju se diode za zaštitu vašeg kruga od povratnog leta (o tome možete detaljno pročitati ovdje). Stoga ćemo svakom solenoidu dati svoju diodu da zaštiti naš relej.

Na suprotnoj strani priključne trake za koju ste u prethodnom koraku povezali žicu, počnite s prvom rupom. Umetnite 1 žicu solenoida, zatim umetnite i jedan kraj diode u istu rupu. Budući da diode dozvoljavaju protok struje samo u jednom smjeru, pazite da srebrna traka na diodi bude prema priključnoj traci. Pritegnite vijak da biste ih držali na mjestu. Ponovite postupak za preostalih 7 rupa.

Jedan od solenoida koji sam primio bio je neispravan, pa sam ga u vrijeme snimanja zamijenio za model nižeg pojačala koji je imao plave žice.

Korak 6: Priključite negativnu terminalnu traku na solenoid i diode

Kao što smo učinili sa pozitivnom stranom, nabavite 1 terminalnu traku i izrežite je tako da imate drugu traku od 8 parova. Pričvrstite diode i solenoide na ovu stezaljku tako da odražava plus priključnu traku.

Korak 7: Kreirajte relejne spojne žice

Skoro smo spremni za uključivanje releja, ali prvo moramo nešto s čim ga spojiti. Odrežite 8 komada crne žice dužine oko 70 mm, a zatim ih skinite oko 5 mm sa svakog kraja. Priključite svaku žicu na 8 preostalih konektora na negativnoj priključnoj traci.

Korak 8: Povežite zajedničke priključke releja

Pogledajte relej koji drži stranu povezanu džamperima sa Pi od vas. Svaki kanal ima 3 kontakta, slijeva nadesno se zovu normalno otvoreni (NO), zajednički (COM) i normalno zatvoreni (NC). Želimo da se naši solenoidi uključe samo kada postoji visoki napon na ulazu IN kanala, pa ćemo koristiti normalno otvoreni kontakt. Ako bismo umjesto toga koristili normalno zatvoren kontakt, dogodilo bi se suprotno - solenoid bi bio uključen sve dok se visoki napon ne pošalje na IN pin. Također ćemo koristiti zajednički kontakt za dovršetak kruga.

Budući da se radi o paralelnom krugu, lansirat ćemo sve uobičajene kontakte na releju. Odrežite 7 komada crne žice dužine oko 60 mm i skinite 5 mm sa svakog kraja. Radite duž releja povezujući sve COM kontakte (sredinu svakog skupa od 3) zajedno. Prvi i zadnji će imati samo jednu žicu, ostali će imati 2.

Korak 9: Spojite relej na ostatak našeg kruga

Sada je vrijeme da spojite relej na ostatak našeg kola. Skinite nepričvršćeni kraj crnog komada žice s jednog kraja negativne priključne trake i spojite ga na prvi ili zadnji od normalno otvorenih (NO) kontakata na releju. Ponovite ovo za 7 drugih komada žice, povezujući svaku žicu sa sljedećim kontaktom NO.

Korak 10: Priključite 12v napajanje

Prije svega, kako biste izbjegli bilo kakav udar, provjerite je li napajanje isključeno i isključeno iz električne mreže.

Moje napajanje je korišteno sa eBay -a sa 12V muškim utikačem koji je već skinut. Pod pretpostavkom da vaš još uvijek ima utikač, možete kupiti odgovarajući ženski istosmjerni konektor ili ga odrezati i odvojiti na 2 žice poput moje. U svakom slučaju, morate završiti s 2 žice, crvenom (pozitivnom) i vjerojatno bijelom (negativnom). Spojite pozitivnu žicu napajanja na prvi kontakt na pozitivnom priključnom bloku, a negativnu na prvi zajednički kontakt na releju. Da bih to olakšao, upotrijebio sam oko 150 mm crvene i crne žice s ogoljenim krajevima kako bih prošao između priključaka i spojen pomoću stezaljke.

Korak 11: Zapalite

Dok je napajanje još uvijek isključeno, brzo provjerite sve svoje veze. Jednom kad ste sretni, ponovo pokrenite Pi. Ponovo pokrenite skriptu iz koraka 3:

python3 array-sequencer.py

Vaši solenoidi se još neće pomaknuti, ali trebali biste čuti kako relej klikće i svijetli kao što ste učinili u koraku 3. Prekinite skriptu (Ctrl + C), i sada je trenutak koji ste čekali - uključite napajanje opskrba! Ponovo pokrenite scenarij, svi vaši plesni solenoidi bi sada trebali oživjeti. Dobar posao!

Nisam imao sreće - kao što možete vidjeti u videu, još jedan moj solenoid nije radio, ali to je bila moja greška jer sam ga prethodno oštetio prejakim zatezanjem vijka za pričvršćivanje.

Korak 12: Uređivanje Array-sequencer.py

Odvojite malo vremena za igru sa array-sequencer.py. Upotrijebite svoj omiljeni uređivač (nano, geany itd.) Da biste promijenili skriptu. Pokušajte učiniti sljedeće i ponovo pokrenuti skriptu nakon svake promjene da vidite njen učinak:

• Promijenite varijablu bpm sa 120 na drugu, recimo 200 da biste povećali tempo.
• U varijabli niza promijenite neke 0 u 1 da biste svirali više bubnjeva.
• Duplirajte poslednja 3 reda pre zatvaranja uglate zagrade u promenljivoj sekvence da dodate pet otkucaja u petlju

Korak 13: Instalirajte sekvencer bubnja

Sada kada stvari postanu zaista zabavne, instalirat ćemo sekvence na vaš Pi. Ovo će nam dati web sučelje koje omogućava Pythonu da aktivira GPIO pinove preko web utičnica.

Izvorni kod je dostupan u Githubu ovdje, ali pod pretpostavkom da ste slijedili ožičenje u Instructable -u možemo preuzeti i pokrenuti unaprijed kompajliranu verziju. Otvorite terminal na svom Pi -u i pokrenite sljedeće

# Kreirajte i uđite u direktorij za naš projekt

mkdir pibeat cd pibeat # Preuzmite izvorni kod wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Izdvojite datoteke tar -zxf pibeat.tar.gz # Instalirajte zahtjeve pythona pip3 install -r zahtjeve. txt # Pokrenite web server python3 server.py

U izlazu, ako je sve uspješno, trebali biste vidjeti sljedeći izlaz:

======== Pokreće se na https://0.0.0.0:8080 ========

(Pritisnite CTRL+C za izlaz)

Pronađite Pi -jevu IP adresu. Otvorite web preglednik, zatim unesite IP, a zatim: 8080/index.html (ovo je port na kojem aplikacija sluša, a zatim naziv datoteke) u traku za adresu. Na primjer, ako je IP adresa vašeg Pi -a 192.168.1.3, unesite 192.168.1.3:8080/index.html u traku za adresu. Pojavit će se sekvencer bubnja.

Pritisnite dugme za reprodukciju i vaš bubanj bi trebao početi svirati. Igrajte se sa sekvencerom dok vam srce ne bude zadovoljno.

Sve dok postoji mrežna ruta do vašeg Pi -a, možete pristupiti Pi -jevom web sučelju s bilo kojeg uređaja - isprobajte ga sa svog mobilnog telefona ili tableta.

Korak 14: Izgradite svoje bubnjeve i stanove

Ovdje ćete svoju hrpu elektroničkih špageta pretvoriti u pravu bubnjarsku mašinu. Kao što je već rečeno, na vama je da radite ovdje. Može se koristiti gotovo sve što stvara buku pri udarcu i gdje zaista možete pretvoriti svoj projekt u nešto jedinstveno za vas.

Dobro sam čeprkao po svom domu o idejama za bubnjeve koji su davali bocu piva, limenku, šejker, vrhove boca i kašike. Mreža za ribolov pronađena je na plaži, a stolno zvono i kastanet od krokodila došli su s eBaya. U preskoku sam pronašao polomljeni klavir, koji je pružio čekiće za bocu i limenku, zajedno s drvenim spuštanjem za držanje zvona na mjestu i metalnim šipkama za okretanje i držanje žlica na mjestu.

Svaki bubanj sam napravio kao samostalnu komponentu, pa ako se jedan pokvari ili nisam zadovoljan s njim, mogu ga isključiti drugim bez previše buke.

Solenoidi dolaze s rupama za vijke za koje su potrebni vijci M3. Bušenje rupa u drvetu bilo je pomalo lukavo jer morate pravilno pozicionirati, ali otkriveno je da držite solenoid na mjestu, a zatim rupe označite bradawlom prije nego što je bušenje dobro funkcioniralo.

Uglavnom sam koristio MDF od 6 mm (ostaci iz moje lokalne DIY trgovine) za bubnjeve uz nekoliko komada starog drveta, držanih zajedno ljepilom ili vijcima.

Čekići na limenci i boci piva vjerovatno su nepotrebni jer biste mogli dobiti dobar pogodak ravno iz solenoida, ali želio sam postići što više pokreta u mašini kako bi vizualno bio zanimljiv.

Stanovanje

Kućište je jednostavna gruba i spremna kutija napravljena od šperploče 3,6 mm, MDF -a 18 mm i nešto drva za šišanje. Željela sam tanku šperploču za prednji dio kutije kako bi odjeknula pri udarcu žlicom, ali izbor drva uglavnom je ovisio o onom što sam već imao u šupi i odjeljku starog drveta u mojoj lokalnoj trgovini "uradi sam". Napravio sam platformu na dnu kutije za čuvanje elektronike i drugu platformu za držanje bubnjeva. Da biste napravili kutiju:

1. Izrežite 2 jednake veličine MDF -a kako biste napravili krajeve2. Izrežite 4 komada drva za šišanje (koristio sam 34 mm x 12 mm) 50 mm kraće od željene širine kutije3. Prikucajte drva za drvo na 2 kraja MDF -a kako biste oblikovali oblik kutije. Odsječno drvo postavite 1 cm dalje od vrha i dna kutije.4. Izrežite 2 komada šperploče kako bi odgovarali širini i visini kutije. Pričvrstite ih na prednju i stražnju stranu kutije čavlima na MDF i stripwood.5. Izrežite komad šperploče da stane u kutiju i stavite na donje komade drva za držanje elektronike. Ja sam svoj napravio otprilike pola dužine kutije.6. Izrežite drugi komad šperploče na koji ćete pričvrstiti bubnjeve. Ovo sjedi na gornjim komadima šumskog drveta.7. Izrežite rupu blizu donje platforme za provlačenje napojnih kabela.

Painting

Za slikanje sam koristio akrilni temeljni premaz, a zatim posude za ispitivanje Crown Matt. Lonci za testiranje su dobar način da nabavite različite boje po povoljnoj cijeni.

Korak 15: Sjednite i zabavite se

I evo ga, prilično kul bubnjarska mašina. Suštinu sekvence u youtube videu možete pronaći ovdje.

Ako nastavite i napravite svoje, podijelite, volio bih vidjeti šta smislite. Zabavi se!