BUBNJAČEV TEMPO ČUVAR: 30 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Najvažniji posao bubnjara je čuvanje vremena. To znači osigurati da ritam ostane konstantan za svaku pjesmu.

Tempo Keeper bubnjara uređaj je koji pomaže bubnjarima zadržati još bolje vrijeme. Sastoji se od malog piezo diska koji se pričvršćuje na glavu bubnja. Svaki put kad bubnjar udari u mali bubanj, uređaj prikazuje otkucaje u minuti na temelju vremena između udaraca. Ako bend počne nenamjerno ubrzavati ili usporavati, bubnjar odmah postaje svjestan i može napraviti malu korekciju kako bi održao dosljedan tempo.

Na nedavnom nastupu s bendom za koji sviram bubnjeve, drugi bubnjar u publici pomislio je da moj bend svira na klik pjesmu - metronom koji svaki udarac udara u slušalice koje nose članovi benda - jer je ritam bio tako stabilan kroz svaku pjesmu. Kakav kompliment i odavanje počasti Bubnjarevom Tempo Keeperu!

Korak 1: DIJELOVI

Evo potpunog popisa dijelova koji su vam potrebni za izradu Čuvara temp. Bubnja, približnu cijenu i bilješke o tome što sam točno koristio za izradu svog. Ove dijelove možete nabaviti na web stranicama kao što su Amazon, eBay, Adafruit i SparkFun. Najjeftiniji dijelovi obično se prodaju na eBayu i dolaze iz Kine, pa im može proći nekoliko tjedana da stignu. Morate koristiti različite upravljačke programe ako nabavite jeftin mikrokontroler iz Kine (kao što sam i ja učinio) nego ako kupujete robnu marku Arduino iz SAD-a. Zabilježio sam što trebate učiniti da preuzmete i instalirate ostale upravljačke programe.

1. Mikrokontroler. Koristio sam klon Arduino Nano iz Kine koji je došao s već zalemljenim zaglavljima. (4,50 USD)

2. Četveroznamenkasti zaslon. Pobrinite se da dobijete četveroznamenkasti zaslon koji koristi četiri igle. Nemojte dobivati 7-segmentni četveroznamenkasti zaslon jer zahtijeva 12 pinova. (3,50 USD)

3. Prilog projekta. Koristio sam RadioShack 3 "x 2" x 1 "projektni okvir. Provjerite je li plastičan jer morate izrezati rupu za četveroznamenkasti zaslon. (6,00 USD)

4. Piezo Budući da se ovaj dio nalazi na dobošu i podložan je velikom kretanju i vibracijama, trebali biste koristiti piezo s kućištem oko njega. Postoje jeftine verzije s plastičnim kućištem, ali ja sam se odlučio za jače kućište koje se koristi za hvatanje gitare. (10,00 USD)

5. Produžna žica za piezo. Koristio sam običnu žicu od 22 AWG. (1,00 USD)

6. 10K ohmski otpornik. 10K je smeđe - crno - narančasto - zlatno. (0,25 USD)

7. Baterija. Ovo mi je bilo najjednostavnije rješenje jer se nisam htio mučiti s alkalnim baterijama, služi mi kao baza ispod projektne kutije i traje vječno! Za nešto manje vjerojatno biste mogli upotrijebiti nekoliko dugmastih baterija. (8,00 USD)

8. USB kabel. Kabel napaja Nano iz baterije i pruža sučelje između vašeg računala i Nanoa za prijenos skice. (0,00 USD - uključeno u mikrokontroler)

9. Perf ploča. Spajate komponente na ploču, a zatim izrežete samo dio koji koristite. (2,00 USD)

10. Oglasna ploča. Prvo sam sastavio prototip ovog projekta koristeći plastičnu ploču i kratkospojne žice. Nakon što sam ispravno radio, lemio sam konačnu verziju na perf ploču. Ne morate to učiniti, ali se preporučuje. (2,00 USD)

11. Žice kratkospojnika. Za sastavljanje, ispitivanje i lemljenje potrebne su vam četiri žice muško-žensko. (1,00 USD)

12. Čičak trake. Pomoću čičak trake pričvrstite piezo senzor na doboš. Također ga možete koristiti za povezivanje kućišta projekta i baterije. (0,80 USD)

Ukupni približni trošak: 39,05 USD

Korak 2: ALATI

Evo alata koji će vam trebati za sastavljanje projekta

1. Lemilica. Nakon što prototip proradi, premjestit ćete komponente s matične ploče na perf ploču.

2. Lemljenje. Isto kao #1.

3. Dremel ili sličan alat. To ćete koristiti za rezanje perf ploče i za stvaranje rupa u kućištu projekta za zaslon i USB priključak.

4. Električna traka. Vi ćete lemiti produžne žice na piezo i zatim staviti električnu traku oko mjesta koje ste lemili.

5. Odvijač. Ovo vam je potrebno za otvaranje i zatvaranje kućišta projekta.

6. Računalo. Napisat ćete svoju skicu na računalo i prenijeti je na mikrokontroler.

7. Arduino IDE softver. (dostupno i kao web-alat).

Korak 3: KAKO RADI

Prije nego što ga sastavite, korisno je razumjeti kako to funkcionira.

1. Piezo* je komponenta koja mjeri koliko vibracija postoji. Priključujemo piezo na mali bubanj, a žice pieza na mikrokontroler kako bismo pročitali koliko je vibracija prisutno na malom bubnju.

2. Skica mikrokontrolera čita piezo kako bi odredila kada je bubanj pogođen i bilježi vrijeme. Sljedeći put kad se udara u bubanj, bilježi to vrijeme i izračunava otkucaje u minuti na temelju ovog i prethodnog pogotka.

3. Na mikrokontroler priključujemo i digitalni zaslon. Nakon što izračuna otkucaje u minuti, rezultat se prikazuje na digitalnom zaslonu. Taj dio uređaja možete staviti bilo gdje da vam je vidljiv dok se igrate. Ja sam svoj stavio uz highhat na podu.

Napomena: Ako ne svirate četvrtinu nota na zamci, čitanje će odražavati sve što svirate. Pričekajte dok se ne vratite na ritam pjesme kako biste odredili brzinu.

* U ovom projektu koristimo piezo kao INPUT komponentu za mjerenje količine vibracija. U drugim projektima, kada ga koristite kao OUTPUT komponentu, on stvara vibracije i postaje zvučnik!

Korak 4: PROTOTIP NA MREŽI

Budući da lemljenje nije moj najbolji talent, prvo sam sastavio prototip uređaja pomoću plastične ploče i kratkospojnih žica kako bih se uvjerio da radi. Kad je počeo raditi, premjestio sam ga na perf ploču i lemio. Ako ste iskusan proizvođač, možete preskočiti ovaj dio i umjesto toga lemiti izravno na perf ploču.

1. Postavite mikrokontroler na sredinu ploče tako da postoji stupac od plastike koji odvaja pinove s lijeve strane ploče i pinove s desne strane ploče. Provjerite je li USB priključak na rubu matične ploče, a ne u sredini, kao što je prikazano na slici.

Korak 5: POVEZITE PIEZO

Piezo je analogni senzor jer prijavljuje vrijednost između 0 i 1024, pa se mora spojiti na analogni pin na arduinu. Koristio sam prvi analogni pin, A0.

1. Spojite pozitivnu (crvenu) žicu pieza na pin A0 na Arduinu.

2. Spojite negativnu (crnu) žicu pieza na jedan od uzemljenih (GND) pinova na Arduinu.

Korak 6: PRIKLJUČITE OTPOR

Spojite otpornik na iste pinove na koje je spojen piezo (A0 i GND)

(Nije važno koja se strana otpornika spaja na koji pin; iste su.)

Korak 7: POVEZITE PIN KLIKA ZA ZASLON

Četveroznamenkasta jedinica zaslona povezuje se s dva digitalna pina na Arduinu. Koristio sam prva dva digitalna pina na Nano -u, a to su D2 i D3.

Spojite CLK pin na zaslonu s D3 pinom na Arduinu pomoću ženskog na muški kabel

Korak 8: POVEZITE DIO PIN ZA ZASLON

Spojite DIO pin na zaslonu s D2 pinom na Arduinu pomoću ženskog kabela

Korak 9: PRIKLJUČITE VCC PIN ZA DISPLAY

Spojite VCC pin na zaslonu s 5V naponskim utikačem na Arduinu pomoću kabela ženski-muški

Korak 10: POVEZITE GND PIN ZASLONA

1. Spojite GND pin na zaslonu s GND pinom na Arduinu pomoću ženskog na muški kabel.

To je sve što postoji za prototip elektronike

11. korak: PREUZMITE VOZAČE CH340 (izborno)

Ako koristite jeftiniji Arduino iz Kine, vjerojatno koristi CH340 čip za komunikaciju s računalom. Morate preuzeti i instalirati upravljačke programe za taj čip. Službene upravljačke programe možete preuzeti s ove web stranice (stranica je na engleskom i kineskom jeziku ako pažljivo pogledate). Instalirajte upravljačke programe na računalo pokretanjem izvršne datoteke.

Korak 12: PREUZMI KNJIŽNICU DIGITALNOG ZASLONA (TM1637)

Četveroznamenkasti zaslon koristi čip TM1637. Morate preuzeti knjižnicu koja olakšava prikaz brojeva na digitalnom zaslonu. Idite na https://github.com/avishorp/TM1637. Odaberite Kloniraj ili Preuzmi i odaberite Preuzmi Zip. Spremite datoteku na računalo.

Korak 13: INSTALIRAJTE KNJIŽNICU DIGITALNOG ZASLONA

1. Pokrenite Arduino IDE softver na svom računalu. Predstavit će nacrt za praznu skicu.

2. Odaberite Skica | Uključi knjižnicu | Dodajte. ZIP knjižnicu … i odaberite datoteku koju ste preuzeli s Githuba za instalaciju knjižnice.

Korak 14: ODABERITE ARDUINO PLAST I LUKU

1. Spojite Arduino na računalo pomoću USB kabela. Zatim prijeđite na Arduino IDE i novu skicu koja je otvorena.

2. Odaberite ispravnu ploču, na primjer, Arduino Nano.

3. Odaberite priključak na koji je vaš Arduino spojen na računalu.

Korak 15: SKIC: POZADINA

1. Kako bismo utvrdili je li bubanj pogođen, očitavamo pin A0 piezo senzora. Piezo mjeri količinu vibracija na malom bubnju i daje nam vrijednost između 0 (bez vibracija) do 1024 (maksimalna vibracija).

2. Budući da glazba i drugi instrumenti mogu imati blage vibracije, ne možemo reći da očitavanje iznad nule ukazuje na udarac u bubanj. Moramo dopustiti malo buke kada provjeravamo očitanje iz pieza. Ovu vrijednost nazivam THRESHHOLD i odabrao sam 100. To znači da svako očitanje iznad 100 označava pogodak u bubanj. Sve što je 100 ili manje samo je buka. Savjet: ako uređaj prikazuje očitanja kada niste pritisnuli bubanj, povećajte ovu vrijednost.

3. Budući da računamo otkucaje u minuti, moramo pratiti vrijeme svakog udarca do bubnja. Mikrokontroler prati broj milisekundi koje su prošle od početka. Ova nam je vrijednost dostupna s funkcijom millis (), koja je dugačak cijeli broj (tip long).

Korak 16: SKIC: PRETPOSTAVKE

Upišite sljedeće na vrh skice, iznad funkcije postavljanja. (Ako želite, konačnu skicu možete preuzeti na kraju objašnjenja).

1. Prvo uključite dvije potrebne biblioteke: TM1637Display koji ste preuzeli i math.h.

2. Zatim definirajte pinove koje koristimo. Ako se sjećate da ste sastavljali uređaj, CLK pin je digitalni pin 2, DIO pin je digitalni pin 3, a Piezo pin A0 (analogni 0).

3. Zasad definirajte da je prag 100.

4. Zatim stvorite dvije varijable koje su nam potrebne za skicu koje se zovu čitanje (trenutno očitanje piezo senzora) i posljednji otkucaj (vrijeme prethodnog hoda).

5. Na kraju, inicijalizirajte biblioteku TM1637 prosljeđujući joj PIN brojeve koje koristimo CLK i DIO.

// Knjižnice

#include #include // Igle #define CLK 2 #define DIO 3 #define PIEZO A0 #define THRESHHOLD 100 // Varijable int čitanje; long lastBeat; // Postavljanje knjižnice zaslona TM1637Display display (CLK, DIO);

Korak 17: SKET: POSTAVKA FUNKCIJE

Ako skicu gradite korak po korak, upišite sljedeće za funkciju setup ().

1. Pomoću funkcije pinMode deklarirajte piezo pin kao INPUT pin jer ćemo čitati s njega.

2. Pomoću funkcije setBrightness postavite digitalni zaslon na najsvjetliju razinu. Koristi ljestvicu od 0 (najmanje svijetla) do 7 (najsvjetlija).

3. Budući da nemamo prethodni hod bubnja, postavite tu varijablu na trenutno vrijeme.

void setup () {

// Postavljanje pinova pinMode (PIEZO, INPUT); // Postavljanje prikaza svjetline zaslona.setBrightness (7); // Snimanje prvog pogotka kao sada lastBeat = millis (); }

Korak 18: SKICIRANJE TIJELA: LOGIKA

Upišite sljedeće za funkciju main loop () ako gradite skicu korak po korak.

1. Očitajte vrijednost piezo senzora sve dok senzor ne očita vrijednost iznad praga, što ukazuje na pogodak u doboš. Spremite trenutno vrijeme moždanog udara kao ovaj otkucaj.

2. Zatim, pozovite funkciju CalcuBPM za izračun otkucaja u minuti. Proračunajte funkciji vrijeme ovog i posljednjeg hoda. (Sljedeći korak sadrži tijelo funkcije). Pohranite rezultat u bpm.

3. Zatim prikažite otkucaje u minuti na LED zaslonu prosljeđujući rezultat funkciji iz biblioteke TM1347 koja se zove showNumberDec ().

4. Na kraju, postavite vrijeme prethodnog takta (posljednji otkucaj) na vrijeme ovog udarca (ovaj otkucaj) i pričekajte sljedeći udarac u bubanj.

void loop () {{100} {101}

// Jesmo li dobili udarac bubnja? int piezo = analogno čitanje (PIEZO); if (piezo> THRESHHOLD) {// Snimite vrijeme, izračunajte bpm i dugo prikazujte rezultat thisBeat = millis (); int bpm = izračunati BPM (thisBeat, lastBeat); display.showNumberDec (bpm); // thisBeat je sada lastBeat za sljedeći udarac bubnja lastBeat = thisBeat; }}

Korak 19: SKIC: IZRAČUNAJTE BITOVE PO MINUTI

Savjet: Postavite ovu funkciju iznad funkcije postavljanja u programu tako da je ne morate dva puta deklarirati.

Za gornji dijagram pogledajte proračun uzorka.

1. Izradite funkciju za izračunavanje otkucaja u minuti (bpm). Prihvatite vrijeme ovog hoda bubnja (thisTime) i vrijeme prethodnog hoda bubnja (lastTime) kao parametre.

2. Oduzmite vrijeme između dva udarca bubnja i pohranite to kao proteklo. Razlika u vremenu daje broj otkucaja (1) po milisekundi (ms).

3. Pretvorite otkucaje po milisekundi u otkucaje u minuti. Budući da u sekundi postoji 1000 milisekundi, podijelite 1000 s vremenom između dva poteza da biste dobili otkucaje (1) u sekundi. Budući da postoji 60 sekundi u minuti, pomnožite to sa 60 da biste dobili otkucaje (1) u minuti. Zaokružite konačni rezultat da biste vratili cijelu vrijednost (cijeli broj).

Ako želite, konačnu skicu možete preuzeti iz ovog koraka

int CalculateBPM (long thisTime, long lastTime) {

dugo proteklo = thisTime - lastTime; dvostruko bpm = okruglo (1000. / proteklo * 60.); return (int) bpm; }

Korak 20: Spremite i učitajte

1. U Arduino IDE -u odaberite Datoteka i odaberite Spremi. Upišite naziv svoje skice i kliknite Spremi da biste spremili skicu (morate je nazvati samo prvi put kada je spremite).

2. Odaberite Sketch i odaberite Upload da biste skicu prenijeli na svoj Arduino i pripremili se za testiranje.

Korak 21: PRIKLJUČITE BATERIJU I TESTIRAJTE PROTOTIP

Testirajte uređaj prije nego sastavite konačnu verziju.

1. Priključite bateriju na mikrokontroler t

2. Piezo postavite na mali bubanj i držite ga prstom na mjestu.

3. Nekoliko puta pritisnite mali bubanj i provjerite daje li očitanje otkucaja u minuti na temelju vaših udaraca bubnjem.

3. Nakon što ispravno radi, možete lemiti konačnu verziju.

Korak 22: PRODUŽENE ŽICE ZA PRODAVANJE NA PIEZO

1. Budući da će piezo biti na snar bubnju, a ostatak jedinice bit će negdje drugdje, morate produžiti količinu žice na piezo -u. Lemite krajeve pieza na oko tri metra žice kako biste osigurali dodatno opuštanje.

Savjet: Ako vaša produžna žica nije obojena, označite koja je crvena, a koja crna žica iz pieza.

Korak 23: PREMJESTITE KOMPONENTE U PERFOARD

Zatim premjestite strujna kola s plastične ploče na perf ploču i lemite komponente. Lemljena verzija trebala bi biti identična verziji matične ploče.

1. Pomaknite mikrokontroler s plastične ploče na ploču za provjeru, pazeći da lijevi i desni skup pinova nisu spojeni i da je USB konektor okrenut u pravom smjeru. Spajajte svaki pin na perf ploču.

2. Lemite dugačke piezo žice koje ste pričvrstili (crna žica na GND i crvena žica na A0).

3. Lemite otpornik na iste pinove kao i piezo.

4. Lemite jedinicu zaslona onako kako je ožičena na matičnoj ploči (CLK na D3; DIO na D2; VCC na +5V i GND na GND).

Korak 24: TRIM PERF DASKA

1. Pažljivo izrežite neiskorištene dijelove perf ploče tako da mikrokontroler stane u kućište projekta.

Korak 25: OKVIR PROJEKTA: IZMJENA DIGITALNOG ZASLONA

1. Pomoću dremela ili sličnog alata izrežite rupu na vrhu kućišta za postavljanje digitalnog zaslona.

Korak 26: OKVIR PROJEKTA: USB IZMJENA

1. Izrežite rupu sa strane kućišta projekta za USB priključak.

Korak 27: OGRADA PROJEKTA: ZASJEČAK ZA PIEZO ŽICE

Na suprotnom kraju od mjesta gdje je USB veza mikrokontrolera, izrežite mali zarez za piezo žice.

Korak 28: MONTAŽA ZAVRŠNE JEDINICE

1. Montirajte zaslon na vrh kućišta projekta tako da stane u rupu koju ste stvorili.

2. Montirajte perf ploču s mikrokontrolerom u dno kućišta projekta tako da USB priključak bude dostupan kroz rupu koju ste stvorili.

Savjet: Stavio sam mali komad plutene ploče između dvije ploče kako se ne bi dodirivale.

Korak 29: ZAJEDNO OTVORITE OGRADU PROJEKTA

Provucite piezo žice kroz zarez koji ste stvorili i zajedno pričvrstite kućište projekta.

Korak 30: Montirajte PIEZO I TESTIRAJTE

1. Montirajte piezo na glavu bubnja pomoću čičak traka.

2. Ostatak uređaja ostavite na podu ili na drugom mjestu koje je lako vidjeti dok svirate bubnjeve.

3. Impresionirajte svoje kolege s pojačanim vještinama mjerenja vremena!