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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Ovaj Instructable će vam pokazati kako napraviti robotski bubanj s pogonom na Raspberry Pi. To je doista zabavan, kreativan, interaktivan projekt. Pokazat ću vam kako postići unutarnje funkcioniranje, no stvarni bubnjevi bit će na vama, dajući vam priliku da napravite nešto potpuno jedinstveno za vas. Za svoj sam stroj upotrijebio što je moguće više pronađenih predmeta … čekići iz glasovira spašenih od susjeda, preskakanje, ribarska mreža koju sam pronašao na plaži, prazna konzerva za grah, drvene žlice, prazna boca piva, vrhovi pivskih boca i zvono za stol, između ostalog, ali neka vam mašta poludi - pogledajte što imate po kući, može se upotrijebiti gotovo sve što stvara buku pri udarcu, a to će vaš projekt doista učiniti vlastitim. Da biste ga kontrolirali, imate 2 mogućnosti:

• Slijed koraka temeljen na pregledniku koji sam nazvao PiBeat - Ovo je velika zabava i omogućuje vam interaktivno upravljanje bubnjarskim strojem s vašeg Pi -a ili bilo kojeg uređaja na istoj mreži (poput vašeg telefona, tableta ili računala). Kasnije ćemo ga instalirati na vaš Pi, ali pregled se može vidjeti ovdje, a kod se nalazi u GitHubu ovdje.
• Python skripta za programiranje uzorka bubnja. Ovo je sjajan način da stvorite ritam za džemovanje uz gitaru itd.

Trudim se smanjiti troškove, a 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 izvrsnim projektom čak i ako ste relativno novi u svijetu Pi -a, kodiranja i elektronike i s ograničenim proračunom.

OK, idemo na posao!

Korak 1: Idite u kupovinu

Za izgradnju unutarnjeg mehanizma trebat će vam:

• 1x 40-pinski Raspberry Pi s Raspbian-om instaliranim na SD-u, sa kabelom za napajanje i mogućnošću povezivanja na njega (koristio sam Raspberry Pi Zero Wireless s prethodno zalemljenim zaglavljem iz ModMyPi-a)
• 1x 5v 8 -kanalni relej
• 1x paket ženskih žica kratkospojnika (potrebno je 10 žica)
• 2 terminalne trake od 3 Amp (mogli biste upotrijebiti matičnu ploču ili ploču za izradu ploča, ali priključne trake su jeftine i sprječavaju otpuštanje kabela, a prilikom izrade nisam posjedovao lemilicu)
• 1x napajanje 12v 10a
• 8x 12v 2a solenoidi
• 8x 1N5401 Ispravljačke diode
• 50 cm kabela od 0,5 mm (skinuo sam jezgre s nekog kabela s dvostrukom jezgrom jer je to bio isplativ način za dobivanje crvene, crne i dvostruke jezgre), iako možete koristiti samo 1 boju ako želite. Možda nećete htjeti kupiti veću duljinu ovisno o kućištu koje želite sagraditi.

Također će vam biti potrebni sljedeći alati:

• Rezači žice
• Skidači žica
• 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 nikakve dijelove ili alate za izradu bubnjeva i kućišta u koja ih ne želite staviti. Kasnije ću vam pokazati kako sam napravio svoj, ali kao što je već rečeno, prepuštam taj dio vašoj mašti.

Korak 2: Priključite Pi na relej

Maksimalni napon koji pružaju pinovi na Pi je 5v. Mogli smo kupiti 5V solenoide i napajati ih izravno od Pi -a, ali to ne bi dalo veliki udarac potrebama našeg bubnjarskog stroja. 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 kruga.

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

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

Kad je Pi isključen, slijedite dijagram za spajanje 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 naš punopravni bubnjarski stroj, ali u ovom koraku ćemo napraviti malo buke, doduše klikova iz releja. Uvesti ćemo python skriptu za programiranje uzoraka bubnja, što će nam omogućiti da testiramo ono što smo do sada radili.

Scenarij koji je dostupan ovdje ima suštinu.

Pokrenite svoj Pi, otvorite terminal na Pi i preuzmite skriptu pokretanjem:

wget

Možda biste htjeli pregledati kôd i komentare kako 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 svjetlo na odgovarajućem kanalu treperi. Pogledajte varijablu slijeda unutar skripte da biste dobili ideju što se događa - svi će se kanali pokrenuti zajedno, a zatim će se svaki pojedinačno pokrenuti. Radit će 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 ožičenja.

Korak 4: Stvorite pozitivnu stranu našeg kruga

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

Mogli biste upotrijebiti 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.

Učinkovito, 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 obrežete metal.

Sada moramo spojiti sve priključke s jedne strane trake. Rezačima režite 7 komada crvene žice duljine oko 35 mm, a zatim pomoću uređaja za skidanje žice 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 za zaštitu našeg releja.

Na suprotnoj strani priključne trake za koju ste u prethodnom koraku spojili žicu, počnite s prvom rupom. Umetnite 1 žicu solenoida, zatim umetnite i jedan kraj diode u istu rupu. Budući da diode dopuštaju 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 dobio bio je neispravan, pa sam ga u vrijeme snimanja zamijenio za model nižeg pojačala koji je imao plave žice.

Korak 6: Spojite negativnu terminalnu traku na solenoid i diode

Kao što smo učinili s 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: Stvorite relejne spojne žice

Skoro smo spremni za spajanje releja, ali prvo moramo nešto s čime ga spojiti. Odrežite 8 komada crne žice duljine 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 skakačima s 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 upotrijebiti zajednički kontakt za dovršetak kruga.

Budući da se radi o paralelnom krugu, lansirat ćemo sve uobičajene kontakte na releju. Odrežite 7 komada crne žice duljine 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 kruga. 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 to 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.

Napajanje mi se koristilo s eBay -a sa 12V muškim utikačem. Pod pretpostavkom da vaš još uvijek ima utikač, možete kupiti odgovarajući ženski istosmjerni konektor ili ga odrezati i odvojiti natrag 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. Kako bih to olakšao, upotrijebio sam oko 150 mm crvene i crne žice s ogoljenim krajevima kako bih prošao između priključaka i spojio ih pomoću stezaljke.

Korak 11: Zapalite

Dok je napajanje još uvijek isključeno, brzo provjerite sve svoje veze. Nakon što ste sretni, ponovno pokrenite Pi. Ponovo pokrenite skriptu iz 3. koraka:

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! Ponovno pokrenite scenarij, svi vaši plesni solenoidi sada bi 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 s array-sequencer.py. Za izmjenu skripte upotrijebite svoj omiljeni uređivač (nano, geany itd.). Pokušajte učiniti sljedeće i ponovno pokrenuti skriptu nakon svake promjene kako biste vidjeli njezin učinak:

• Promijenite varijablu bpm sa 120 na drugu, recimo 200 kako biste povećali tempo.
• U varijabli niza promijenite neke 0 u 1 da biste svirali više bubnjeva.
• Duplirajte posljednja 3 retka prije zatvaranja uglate zagrade u varijabli slijeda da biste petlji dodali više otkucaja

Korak 13: Instalirajte sekvencer bubnja

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

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

# Kreirajte i krećite se u direktorij za naš projekt

mkdir pibeat cd pibeat # Preuzmite izvorni kod wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Raspakirajte datoteke tar -zxf pibeat.tar.gz # Instalirajte zahtjeve za python pip3 install -r zahtjeve. txt # Pokrenite web poslužitelj 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 adresnu traku. Na primjer, ako je IP adresa vašeg Pi -a 192.168.1.3, unesite 192.168.1.3:8080/index.html u adresnu traku. Pojavit će se sekvencer bubnja.

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

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

Korak 14: Izgradite svoje bubnjeve i stanovanje

Ovdje ćete svoju hrpu elektroničkih špageta pretvoriti u pravi bubnjarski stroj. Kao što je već rečeno, na vama je da radite ovdje. Može se upotrijebiti gotovo sve što stvara buku pri udarcu i gdje možete doista 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 žlice. 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 učinio zasebnom komponentom, 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 drvu bilo je pomalo lukavo jer morate pravilno pozicionirati, no 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 komadića starog drveta, držane zajedno ljepilom ili vijcima.

Čekići na limenci i boci piva vjerojatno su nepotrebni jer ste mogli dobiti dobar pogodak ravno iz solenoida, ali želio sam postići što je moguće više pomaka u stroju kako bi vizualno bio zanimljiv.

Kućište

Kućište je jednostavna gruba i spremna kutija izrađena 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 bio posljedica onoga što sam već imao u šupi i odjeljka starog drveta u mojoj lokalnoj trgovini "uradi sam". Napravio sam platformu na dnu kutije za zadržavanje elektronike i drugu platformu za držanje bubnjeva. Za izradu kutije:

1. Izrežite 2 jednake veličine MDF -a kako biste napravili krajeve2. Izrežite 4 komada drva za rezanje (koristio sam 34 mm x 12 mm) 50 mm kraće od željene širine kutije3. Pričvrstite drva za rezanje na 2 kraja MDF -a kako biste oblikovali oblik kutije. Odsječno drvo stavite 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 dijelove trake za držanje elektronike. Ja sam svoj napravio otprilike pola duljine 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 strujnih kabela.

Slika

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

Korak 15: Sjednite i zabavite se

I evo ga, prilično kul bubnjarski stroj. Suštinu slijeda u videu youtube možete pronaći ovdje.

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