Arduino Controlled Bell Tower/Carillon: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Αυτό είναι ένα σύνολο μουσικών κουδουνιών που κινούνται από ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες και ελέγχονται από μικροελεγκτή Arduino. Υπάρχουν 8 κουδούνια που καλύπτουν μία οκτάβα. Τα κουδούνια μπορούν να ελεγχθούν από έναν υπολογιστή ή ο πύργος μπορεί να σταθεί μόνος του και να παίξει προκαθορισμένες μελωδίες. Δείτε την τελική σελίδα για βίντεο σε δράση.

Βήμα 1: Μέρη

Χρησιμοποιήθηκαν τα ακόλουθα μέρη: 1 σετ χρωματικών κουδουνιών. Τα πήρα από το τοπικό μου Aldi για 20 $. Καλύπτουν το εύρος από C έως C. Σωληνοειδή 10,8 $ για να χτυπήσουν τα κουδούνια. Τα είχα βάλει στο παζάρι μου. Τα πήρα από έναν επισκευαστή γραφομηχανών που τα πέταγε. Μπορείτε πιθανώς να βρείτε παρόμοια στο Ebay. Arudino μικροελεγκτή. ~ 45 $. Πήρα το δικό μου από SparkFun electronics. Proto/Perf board & misc εξαρτήματα για να φτιάξω την προσαρμοσμένη μου «ασπίδα» για το arduino. $ 10. Πίνακας οδηγών Darlington. Χρησιμοποίησα ένα που είχα τοποθετήσει, αλλά πιστεύω ότι δεν πωλούνται ξεχωριστά. Θα πρέπει να είναι δυνατό να το κάνετε χρησιμοποιώντας το τσιπ ULN2803 για μερικά δολάρια.

Βήμα 2: Ξυλουργική

Παραδόξως, αυτό το βήμα κράτησε περισσότερο. Η κωδικοποίηση και η καλωδίωση χρειάστηκαν λιγότερο χρόνο από ό, τι για να στεγνώσει η κόλλα. Το πλαίσιο για αυτό ήταν αρκετά απλό. Απλά ένα κομμάτι κόντρα πλακέ για να κρατήσει όλα τα κουδούνια, καθώς και μερικά στηρίγματα πεύκου για τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες. Όλα ήταν κολλημένα μαζί με κόλλα PVA. Προκειμένου να γίνουν οι βραχίονες της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας πιο επαναληπτικά, έφτιαξα ένα στένσιλ στο MS Visio και μετά το κόλλησα στο ξύλο. Αυτό βοήθησε πολύ να υπάρχουν όλες οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες σε σταθερή απόσταση από το κουδούνι. Αν το κάνετε αυτό, δεν μπορώ να τονίσω αρκετά για να μετρήσω προσεκτικά τις τοποθεσίες των επιθετικών. Οι καμπάνες ακούγονται αρκετά διαφορετικά ανάλογα με το πού τα χτυπάτε και το «ρίξιμο» της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας.

Βήμα 3: Ηλεκτρονικά και καλωδίωση

Από την πλευρά του οδηγού: wasμουν αρκετά τυχερός που είχα έναν οδηγό darlington, ο οποίος απλοποίησε πολύ το σχέδιο. Το darlington είναι ένα τρανζίστορ ισχύος που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να οδηγήσετε βαρύτερα φορτία από ό, τι οι μικροσκοπικές ακίδες μικροελεγκτή θα υποστήριζαν κανονικά. Ο πίνακας που χρησιμοποίησα βασίζεται στο τσιπ ULN2803, το οποίο είναι αρκετά κοινό και φθηνό. Σημειώστε: Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες (συνήθως) δεν έχουν σχεδιαστεί για να οδηγούνται συνεχώς! Αν λιώσετε μπορεί να λιώσουν! Ανατρέξτε στην ενότητα λογισμικού για περισσότερες πληροφορίες. Πλευρά Arduino: Αυτό ήταν απλώς θέμα εύρεσης 8 ακίδων IO από το arduino για την οδήγηση των εισόδων του Darlington. Επειδή ήθελα να στείλω και να λάβω σειριακά δεδομένα, δεν μπορούσα να χρησιμοποιήσω τις καρφίτσες 0 & 1, οπότε κατέληξα να χρησιμοποιώ ψηφιακά 2, 3, 4 & 5 στη μία πλευρά και να χρησιμοποιώ τέσσερις από τις αναλογικές ακίδες εισόδου στην άλλη πλευρά ως ψηφιακές εξόδους Το Πρόσθεσα επίσης ένα ποτενσιόμετρο συνδεδεμένο με την αναλογική είσοδο #5, το οποίο χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του ρυθμού. Δύο LED χρησιμοποιούνται για οπτική ανατροφοδότηση του οδηγού. Οι καρφίτσες 8-13 δεν χρησίμευαν λόγω του funky arduino pin pin (grr…) Σημειώσεις σχετικά με την ισχύ: Αν και αρχικά το συνδέσα για να χρησιμοποιήσω μια εξωτερική τροφοδοσία για να οδηγήσω τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, Ανακάλυψα (τυχαία) ότι η τροφοδοσία USB ήταν αρκετή. Ανησυχούσα ότι ο ξαφνικός παλμός ρεύματος θα προκαλούσε πτώση της τάσης και ο μικροελεγκτής θα "σβήσει", αλλά αυτό δεν φαίνεται να συμβαίνει. Τα χιλιόμετρα σας μπορεί να διαφέρουν. Δεδομένου ότι είναι πολύ πιο βολικό για μένα να χρησιμοποιώ απλώς την τροφοδοσία USB, θα συνεχίσω να το κάνω μέχρι να έχω πρόβλημα.

Βήμα 4: Σχεδιασμός λογισμικού

Στρατηγική σχεδίασηςΟ στόχος ήταν να απομακρυνθεί το καμπαναριό από τον υπολογιστή. Ο σύνδεσμος Arduino USBSerial ήταν ο ιδανικός τρόπος για να γίνει αυτό. Το arduino λαμβάνει σειριακά δεδομένα από τον υπολογιστή, τα οποία αντιστοιχούν σε ποιες σημειώσεις πρέπει να παίξουν. Το πρωτόκολλο είναι απλό. οι σημειώσεις είναι όλες σε ισοδύναμα κειμένου ASCII. Υπάρχει επίσης ένας αριθμητικός αριθμός ως μεταβλητή καθυστέρηση. Π.χ. Ο υπολογιστής στέλνει: "cde2fgABC" και το Arduino παίζει κουδούνια 1, 2, 3, στηρίζεται για μισή νότα και στη συνέχεια παίζει καμπάνες 4, 5, 6, 7 & 8. Συμβουλή του καπέλου στον John Plocher για το έργο του ServoBells, το οποίο εν μέρει ενέπνευσε Arduino Side Code: Ο κώδικας arduino λαμβάνει τα σειριακά δεδομένα, αποκωδικοποιεί τα σημειώματα ή καθυστερεί να παίξει και στη συνέχεια εναλλάσσει σωστά τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες. Βεβαιωθείτε ότι ο κωδικός σας έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μην διατηρούνται οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες !. Εάν αφήσετε μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα κατά λάθος, θα λιώσει. Το έλυσα κάνοντας τις ρουτίνες των σημειώσεών μου να μπλοκάρουν μέχρι να απενεργοποιηθεί η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, αντί να γίνεται συνεχόμενη ψηφοφορία, κ.λπ. Κωδικός πλευράς PC: Το πρόγραμμα πελάτη γράφτηκε σε C#. Διαθέτει κουμπιά για κάθε μεμονωμένη νότα, καθώς και κουμπιά για προκαθορισμένες μελωδίες. Τα δεδομένα σημείωσης αποστέλλονται στη σειριακή θύρα. Επισυνάπτεται ο πηγαίος κώδικας για όλα. Δωμάτιο για βελτίωση:

Πολυφωνικές νότες

Άφησα τη δυνατότητα να παιχτούν ταυτόχρονα δύο νότες, καθώς δεν πίστευα ότι θα απαιτούνταν από μελωδίες ικανές να χωρέσουν σε 1 οκτάβα. Επιπρόσθετα πυροδοτούν περισσότερα από ένα δοχεία ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας

Σκοτώνοντας την ουρά

Ο υπολογιστής στέλνει μεγάλες προτάσεις σημειώσεων στο arduino, το οποίο στη συνέχεια τις επεξεργάζεται μέχρι να αδειάσει η ουρά. Ωστόσο, για μεγάλες μελωδίες αυτό μπορεί να είναι κουραστικό και μπορεί να είναι επιθυμητό να μπορείτε να διακόψετε μια μελωδία. Αυτό θα μπορούσε να επιτευχθεί με την ύπαρξη κάποιου άλλου γράμματος στη σειριακή πρόταση (π.χ. 'x') ως κωδικό για την απομάκρυνση του buffer.

Βήμα 5: Λειτουργία των κουδουνιών

Ο χειρισμός των κουδουνιών είναι αρκετά απλός. Συνδέστε το καλώδιο USB και ανοίξτε το λογισμικό του υπολογιστή. Μπορείτε να κάνετε κλικ στα μεμονωμένα κουδούνια για να παίξετε μια μελωδία. Προαιρετικά υπάρχουν κουμπιά για την αναπαραγωγή κλίμακες, προκαθορισμένες μελωδίες και επίσης ένα πλαίσιο κειμένου για ελεύθερη εισαγωγή κειμένου. Έχω συμπεριλάβει ένα βίντεο με τα κουδούνια να παίζουν. Μέχρι στιγμής έχουν προγραμματιστεί μόνο απλές μελωδίες. Το βίντεο είναι εδώ: https://blip.tv/file/1521415 (Αν κάποιος γνωρίζει πώς να παίξει το θέμα Futurama σε μία οκτάβα C έως C, παρακαλώ ενημερώστε με….)