Campanar / carilló controlat per Arduino: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:17

Es tracta d’un conjunt de campanes musicals accionades per solenoides i controlades per un microcontrolador Arduino. Hi ha 8 campanes que cobreixen una octava. Les campanes es poden controlar des d’un PC o la torre pot estar sola i reproduir melodies preprogramades. Consulteu la pàgina final per veure el vídeo en acció.

Pas 1: parts

Es van utilitzar les següents parts: 1 joc de timbres cromàtics. Els he rebut del meu Aldi local per 20 dòlars. Abasten des de C fins a C. (és a dir, c, d, e, f, g, A, B, C). Panell de fusta i mènsules per mantenir les campanes i els solenoides al seu lloc. Solenoides de 10,8 dòlars per tocar les campanes. Vaig tenir-los a la meva escombraries. Els vaig aconseguir d’un reparador de màquines d’escriure que els llençava. Probablement en trobareu de similars al microcontrolador Ebay. Arudino. ~ 45 $. Tinc el meu de SparkFun electronics. Proto / Perf board i components diversos per fer el meu "escut" personalitzat per a l'arduino. 10 dòlars Tauler de controladors de Darlington. N’he utilitzat un que en tenia, però crec que no es venen per separat. Hauria de ser possible fer-lo mitjançant el xip ULN2803 per un parell de dòlars.

Pas 2: Fusteria

Sorprenentment, aquest pas va durar més temps. La codificació i el cablejat van trigar menys temps que la cola a assecar-se. El marc per a això era bastant senzill. Només un tros de fusta contraxapada per aguantar totes les campanes, a més d’uns suports de pi per als solenoides. Tot estava enganxat amb cola PVA. Per tal de fer que els suports del solenoide fossin més repetibles, vaig fer una plantilla a MS Visio i després la vaig enganxar a la fusta. Això va ajudar molt a tenir tots els solenoides a una distància constant de la campana. Si ho feu, no em puc estressar prou per mesurar amb cura les ubicacions dels davanters. Les campanes sonen força diferents segons on les colpegeu i el "llançament" del solenoide.

Pas 3: electrònica i cablejat

Al costat del conductor: Vaig tenir la sort de tenir un conductor estimat, cosa que va simplificar molt el disseny. El Darlington és un transistor de potència que podeu utilitzar per conduir càrregues més pesades de les que normalment suportarien els petits pins del microcontrolador. La placa que he utilitzat es basa en el xip ULN2803, que és bastant comú i econòmic. Tingueu en compte que (normalment) els solenoides no estan dissenyats per ser conduïts constantment. Es poden fondre si ho feu. Consulteu la secció de programari per obtenir més informació. Arduino: només es tractava de trobar 8 pins d'E / S de l'arduino per conduir les entrades de Darlington. Com que volia enviar i rebre dades de sèrie, no podia utilitzar els pins 0 i 1, de manera que vaig acabar utilitzant els digitals 2, 3, 4 i 5 per una banda i fent servir quatre dels pins d’entrada analògica de l’altra cara com a sortides digitals. També he afegit un potenciòmetre connectat a l'entrada analògica # 5, que s'utilitza per controlar el tempo. S’utilitzen dos LEDs per a la retroalimentació visual del controlador. Els pins 8-13 no van servir de res a causa de l’espai funky dels pins arduino (grr …). Vaig descobrir (per accident) que l’alimentació USB era suficient. Em preocupava que el pols de corrent sobtat fes caure el voltatge i que el microcontrolador es “marró”, però no sembla que això passi. El vostre quilometratge pot variar. Com que és molt més convenient per a mi fer servir l’alimentació USB, ho seguiré fent fins que tingui un problema.

Pas 4: disseny de programari

Estratègia de disseny L’objectiu era fer que el campanar fos conduït des del PC. L’enllaç USBSerial d’Arduino va ser la forma ideal de fer-ho: Arduino rep dades de sèrie des del PC, que corresponen a les notes a reproduir. El protocol és senzill; les notes es mostren totes en el seu text ASCII equivalent. També hi ha un número numèric com a retard variable. El PC envia: "cde2fgABC" i l'Arduino toca les campanes 1, 2, 3, reposa durant mitja nota i després toca les campanes 4, 5, 6, 7 i 8. Consell del barret a John Plocher pel seu projecte ServoBells, que en part va inspirar Aquest projecte. Codi lateral Arduino: el codi arduino rep les dades de sèrie, descodifica quina nota o retard es reprodueix i, a continuació, commuta els solenoides de manera adequada. Assegureu-vos que el vostre codi estigui dissenyat perquè no es mantinguin els solenoides !. Si deixeu un solenoide encès per error, es fondrà. Ho vaig solucionar fent que les rutines de notes es bloquegessin fins que el solenoide estigui apagat, en lloc de fer un sondeig constant, etc. Codi lateral del PC: el programa client es va escriure en C #. Té botons per a cada nota individual, així com botons per a melodies preprogramades. Les dades de les notes s’envien al port sèrie. S'adjunta el codi font de tot. Sala de millora:

Notes polifòniques

Vaig deixar la possibilitat que es tocessin dues notes simultàniament, ja que no pensava que les melodies capaces d’encaixar en una octava les requerissin. A més, dispara més d'una llauna solenoide

Matar la cua

El PC envia grans frases de notes a l’arduino, que després les processa fins que la cua es buida. Tanmateix, per a cançons grans, això pot resultar molest i pot ser desitjable poder interrompre una cançó en curs. Això es podria aconseguir tenint alguna altra lletra a la frase en sèrie (per exemple, 'x') com a codi per eliminar la memòria intermèdia.

Pas 5: Funcionament de les campanes

Fer funcionar les campanes és bastant senzill. Connecteu el cable USB i obriu el programari de l'ordinador. Podeu fer clic als botons de campana individuals per reproduir una melodia. Opcionalment, hi ha botons per reproduir balances, cançons preprogramades i també un quadre de text per a l’entrada de text de forma lliure. He inclòs un vídeo de les campanes tocant. Fins ara només hi ha programades melodies simples al vídeo: https://blip.tv/file/1521415 (Si algú sap tocar el tema Futurama en una octava de C a C, si us plau, aviseu-me …)