Raspberry Pi қуатты барабан машинасы: 15 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Бұл нұсқаулық сізге Raspberry Pi жұмыс істейтін робот барабан машинасын қалай жасау керектігін көрсетеді. Бұл шынымен қызықты, креативті, интерактивті жоба. Мен сізге ішкі жұмысты қалай жасау керектігін көрсетемін, бірақ нақты барабандар сізге байланысты, бұл сізге мүлдем бірегей нәрсе жасауға мүмкіндік береді. Менің машинам үшін мен мүмкіндігінше көп табылған заттарды қолдандым … көршілерімнен құтқарылған фортепианодан жасалған балғалар, мен жағажайда тапқан балық аулау торы, бос пісірме бұршақ, ағаш қасықтар, бос сыра бөтелкесі, сыра бөтелкесінің үсті және басқа да нәрселермен қатар үстелдің қоңырауы, бірақ сіздің қиялыңызды есіңізден шығарыңыз - үйдің айналасында не бар екенін қараңыз, соққы кезінде дыбыс шығаратын кез келген нәрсені қараңыз, және бұл сіздің жобаңызды шынымен өзіңіздікі етеді. сізде 2 нұсқа бар:

• Мен PiBeat деп атаған шолғышқа негізделген қадамдар тізбегі - бұл өте қызықты және сіздің барабан машинаңызды Pi -ден немесе сол желідегі кез келген құрылғыдан (мысалы, телефон, планшет немесе компьютер) интерактивті түрде басқаруға мүмкіндік береді. Біз оны кейінірек Pi -ге орнатамыз, бірақ алдын ала қарауды осы жерден көруге болады, ал код GitHub -да.
• Барабан үлгісін бағдарламалауға арналған питон сценарийі. Бұл гитарада джем жасау үшін ырғақ құрудың тамаша тәсілі.

Мен шығындарды төмендетуге тырысамын және келесі қадамда көресіз, қымбат мамандандырылған құралдар қажет емес. Мен сонымен қатар әр қадамда қалай жұмыс істейтінін түсіндіруге тырыстым, бұл сіз үшін тамаша жоба, егер сіз Pi's, кодтау және электроника әлемінде салыстырмалы түрде жаңадан келген болсаңыз да және шектеулі бюджетте болсаңыз.

Жарайды, жұмысқа кірісейік!

1 -қадам: Дүкенге барыңыз

Ішкі механизмді құру үшін сізге қажет:

• SD картасына Raspbian орнатылған, қуат кабелі бар және оған қосылу мүмкіндігі бар 40x 1 істік Raspberry Pi (мен ModMyPi алдын ала дәнекерленген тақырыбы бар Raspberry Pi Zero Wireless қолдандым)
• 1х 5В 8 арналы реле
• Әйелдер мен әйелдерге арналған 1x пакеті (10 сым қажет)
• 2х 3 амперлік терминалды жолақтар (сіз тақтаны немесе перформаторды пайдалана аласыз, бірақ терминал жолақтары арзан және кабельдердің босап кетуіне жол бермейді, сондықтан менде дәнекерленген темір жоқ)
• 1х 12в 10а қуат көзі
• 8х 12в 2а соленоидтар
• 8x 1N5401 түзеткіш диодтар
• 50см 0,5 мм кабель (мен екі ядролы кабельден өзектерді алып тастадым, себебі бұл қызыл, қара және қос ядроларды алудың тиімді әдісі болды), бірақ егер сіз қаласаңыз, 1 түсті қолдануға болады. Сіз салғыңыз келетін тұрғын үйге байланысты үлкен ұзындықты сатып алмауыңыз мүмкін.

Сонымен қатар сізге келесі құралдар қажет болады:

• Сым кескіштер
• Сымды тазартқыштар
• Шағын жалпақ бұрағыш, шамамен 3 мм
• Терминал жолақтарына байланысты сізге шағын бұрандалы бұрағыш қажет болуы мүмкін

Мен барабан жасау үшін қандай да бір бөлшектер мен құралдарды және сіз салғыңыз келмейтін корпусты тізімге енгізген жоқпын. Мен сізге кейіннен өзімнің қалай жасағанымды көрсетемін, бірақ бұл бөлікті сіздің қиялыңызға қарай қалдырмай тұрып айтамын.

2 -қадам: Пиді эстафетаға қосыңыз

Пи бойынша түйреуіштер беретін максималды кернеу - 5в. Біз 5В электромагнитті сатып алып, оларды тікелей Пи -ден қуаттай алатын едік, бірақ бұл біздің барабан машинасына қажет нәрсені бермейді. Сондықтан біз төмен кернеулі GPIO схемасынан жоғары кернеу тізбегін қосуға және өшіруге мүмкіндік беретін релені қолданамыз (біздің жағдайда 12в электромагнитті қамтитын 12в тізбек).

Біздің эстафетада 8 арна бар, бұл біз 8 электромагнитті дербес қосуға және өшіруге болатынын білдіреді. Әр арнада 4 қосқыш бар; 3 -ті жоғары кернеу тізбегі пайдаланады, оны біз кейінірек көреміз, ал 1 - бұл төменгі кернеу тізбегіндегі 'IN' түйреуі, біз оны Пи -ге қосамыз. Pi -дің GPIO түйрегіші берілген IN IN -каналдарына 5в жібергенде, реле сәйкес 12в тізбекті қосады.

Реленің төмен кернеулі жағында GI (жерге тұйықталу) түйреуіші бар, оны ПИ -ге қосу керек, ал Пи -ден 5 вольтты кернеуге арналған VVC түйреуіші бар.

Пи өшірілген кезде, релені Pi -ге қосқыш кабельдермен қосу үшін схеманы орындаңыз. Сізге бірдей түсті секіргіштерді қолданудың қажеті жоқ, бірақ бұл суреттерді қадағалау кезінде көмектесе алады.

3 -қадам: Біраз шу шығарайық

Бұл әлі біздің барабан машинасы емес шығар, бірақ біз бұл қадамда релені бассақ та, біраз шу шығаратын боламыз. Біз питон сценарийін барабан үлгілерін бағдарламалауға енгіземіз, бұл бізге осы уақытқа дейін не істегенімізді тексеруге мүмкіндік береді.

Бұл жерде қол жетімді сценарий бар.

Pi -ді жүктеңіз, Pi терминалын ашыңыз және сценарийді жүктеп алыңыз:

wget

Сіз не істейтіні туралы түсінік алу үшін кодты және түсініктемелерді қарап шығуды қалауыңыз мүмкін, бірақ риза болуға және оны іске қосуға мүмкіндік беріңіз:

python3 array-sequencer.py

Егер бәрі ойдағыдай болса, сіз реленің ашылуы мен жабылуындағы контактілерді және тиісті арнаның шамының жыпылықтағанын естуіңіз керек. Не болып жатқанын түсіну үшін сценарийдегі реттілік айнымалысын қараңыз - барлық арналар бірге іске қосылады, содан кейін олардың әрқайсысы жеке іске қосылады. Ол Ctrl + C пернелерін басу арқылы сценарийден шыққанға дейін жұмыс істейді.

Жалғастырмас бұрын, кез келген кездейсоқ қысқа тұйықталу кезінде, сымдарды қосқанда, Pi -ді қайта өшірген дұрыс.

4 -қадам: Біздің тізбектің оң жағын жасаңыз

Бір қуат көзімен 8 электромагнитті қосу үшін біз параллель тізбек құрамыз. Сіз аяқталған 12в тізбегінің схемасын көре аласыз, бірақ біз оны кезең -кезеңімен қарастырамыз.

Сіз нан тақтасын немесе перфорация тақтасын қолдана аласыз, бірақ мен терминалды жолақтарды таңдадым, себебі олар арзан, сымдарды мықтап ұстаңыз, менде бұл дәнекерлеу үтігі жоқ.

Тиімді түрде, біз барлық электромагнитті және әрбір соленоид үшін диодты (кейінірек диодтар туралы) біздің қуат көзінің 1 оң сымына қосуымыз керек.

Кескіштерді пайдаланып, екі блокты бір -бірімен байланыстыратын пластикалық битке кесетін 8 жұптан тұратын блокқа ие болыңыз. Ешқандай металды кесіп алмау үшін абай болыңыз.

Енді біз барлық терминалдарды жолақтың бір жағына біріктіруіміз керек. Ұзындығы шамамен 35 мм болатын 7 дана қызыл сымды кесу үшін кескіштерді қолданыңыз, содан кейін әр сымның әр шетінен шамамен 5 мм оқшаулауды алып тастау үшін сым тазалағыштарды қолданыңыз.

Енді сымдарды бұрандалардың көмегімен сымдарды ұстап тұрып, жолақтың бір жағындағы барлық терминалдарды тізбектеу үшін қолданыңыз. Бірінші және соңғы бұрандада тек 1 сым болады, ал қалғандарында 2 болады.

5 -қадам: Соленоидтар мен диодтарды қосыңыз

Соленоидтар электромагнитті болғандықтан, тізбекті ұшудан қорғау үшін диодтар ұсынылады (бұл туралы толығырақ мына жерден оқуға болады). Сондықтан біз релені қорғау үшін әрбір соленоидқа өз диодын береміз.

Алдыңғы қадамда сіз қосқан терминал жолағының қарама -қарсы жағында бірінші тесіктен бастаңыз. Соленоидтың 1 сымын салыңыз, содан кейін диодтың бір ұшын сол тесікке қосыңыз. Диодтар тек бір бағытта ағуға мүмкіндік беретіндіктен, диодтағы күміс жолақ терминал жолағына қарайтынына көз жеткізіңіз. Оларды орнында ұстау үшін бұранданы бұраңыз. Қалған 7 тесік үшін процедураны қайталаңыз.

Мен алған соленоидтардың бірі ақаулы болды, сондықтан суретке түсіру кезінде мен оны көк сымдары бар төменгі амперлік модельге ауыстырдым.

6 -қадам: Терминалдың теріс жолағын соленоид пен диодтарға қосыңыз

Біз оң жақта болғандай, 1 терминал жолағын алыңыз және оны кесіңіз, осылайша сізде тағы 8 жұп жолақ болады. Диодтар мен соленоидтарды осы соңғы жолаққа бекітіңіз, осылайша ол қосымша терминал жолағын көрсетеді.

7 -қадам: Реле қосылатын сымдарды жасаңыз

Біз релені қосуға дайынбыз, бірақ алдымен оны қосатын нәрсе қажет. Ұзындығы шамамен 70 мм болатын қара сымның 8 бөлігін кесіңіз, содан кейін әр шетінен шамамен 5 мм алыңыз. Әр сымды теріс терминал жолағындағы қалған 8 қосқышқа бекітіңіз.

8 -қадам: Релелік жалпы қосқыштарды қосыңыз

Риеге секірушілердің Пи -ге қосылатын жағын сізден алыс ұстап тұрғанын қараңыз. Әр арнада 3 контакт бар, олар солдан оңға қарай әдетте ашық (NO), жалпы (COM) және әдетте жабық (NC) деп аталады. Біз IN пультінде IN кернеуі жоғары кернеу болған кезде ғана соленоидтардың қосылуын қалаймыз, сондықтан әдетте ашық контактіні қолданады. Егер біз қалыпты жабық контактіні қолданатын болсақ, керісінше болады - соленоид IN штырына жоғары кернеу жіберілгенше қосылады. Біз сондай -ақ схеманы аяқтау үшін жалпы контактіні қолданамыз.

Бұл параллель тізбек болғандықтан, біз реледегі барлық жалпы контактілерді тізбекке қосамыз. Ұзындығы шамамен 60 мм болатын қара сымның 7 бөлігін кесіңіз және әр ұшынан 5 мм алыңыз. Барлық COM контактілерін (әрбір 3 жиынтығының ортасы) біріктіретін реле бойымен жұмыс жасаңыз. Біріншісі мен соңғысында тек бір сым болады, қалғандарында 2 болады.

9 -қадам: Эстафетаны біздің тізбектің қалған бөлігіне қосыңыз

Енді релені біздің тізбектің қалған бөлігіне қосу уақыты келді. Теріс терминал жолағының бір шетінен қара сымның бекітілмеген ұшын алыңыз және оны реледегі қалыпты ашылған (NO) контактілердің біріншісіне немесе соңына қосыңыз. Басқа 7 сым үшін қайталаңыз, әр сымды келесі NO контактісіне қосыңыз.

10 -қадам: 12 вольтты қуат көзін қосыңыз

Біріншіден, соққының алдын алу үшін қуат көзінің сөндірілгеніне және желіден ажыратылғанына көз жеткізіңіз.

Менің қуат көзім eBay -ден 12 вольтты ер штепсель ажыратылған кезде қолданылған. Сізде әлі де штепсель бар деп ойласаңыз, сіз сәйкес келетін DC ток қосқышын сатып ала аласыз немесе штепсельді ажыратып, менікі сияқты 2 сымға жалғап аласыз. Қалай болғанда да, сіз 2 сыммен аяқтауыңыз керек, қызыл (оң) және, бәлкім, ақ (теріс). Қуат көзінің оң сымын позитивті терминал блогындағы бірінші контактіге, ал негативті реледегі бірінші ортақ контактіге қосыңыз. Мұны жеңілдету үшін мен 150 мм -ге жуық қызыл және қара сымды қолдандым, олардың ұштары жалғанған және терминал жолағы арқылы қосылған.

11 -қадам: от жағыңыз

Қуат көзі әлі де өшірілген кезде, барлық қосылымдарды жылдам тексеруге беріңіз. Бақытты болғаннан кейін, Pi -ны қайтадан жүктеңіз. Сценарийді 3 -қадамнан қайтадан іске қосыңыз:

python3 array-sequencer.py

Сіздің соленоидтар әлі қозғалмайды, бірақ сіз 3 -қадамдағыдай реленің дыбысын естіп, жануыңыз керек. Сценарийді тоқтатыңыз (Ctrl + C), енді дәл сіз күткен сәт - қуатты қосыңыз. жеткізу! Сценарийді қайтадан іске қосыңыз, сіздің барлық билейтін соленоидтар енді жандануы керек. Жақсы жұмыс!

Мен бақытсыз болдым - бейнеде көріп тұрғаныңыздай, менің басқа соленоидтарым жұмыс істемеді, бірақ бұл менің кінәм болды, өйткені мен бұрын бекіткіш болтты қатайтып зақымдап алдым.

12-қадам: Array-sequencer.py өңдеу

Array-sequencer.py көмегімен ойнауға біраз уақыт бөліңіз. Сценарийге өзгерістер енгізу үшін сүйікті редакторды пайдаланыңыз (нано, геани және т.б.). Әр өзгерістен кейін оның әсерін көру үшін келесі әрекеттерді орындап көріңіз және сценарийді қайта іске қосыңыз:

• Bpm айнымалысын 120 -дан басқа санға ауыстырыңыз, қарқынды арттыру үшін 200 деп айтыңыз.
• Кезектілік айнымалысында барабанды көбірек ойнау үшін 0 -ді 1 -ге өзгертіңіз.
• Циклге көбірек соққыларды қосу үшін реттілік айнымалысында төртбұрышты жақшаның жабылуының алдындағы соңғы 3 жолды қайталаңыз

13 -қадам: Барабан тізбегін орнатыңыз

Енді бұл шынымен қызықты болған кезде, біз сіздің Пи -ге секвенцер орнатамыз. Бұл бізге Python -ға GPIO түйреуіштерін веб -розеткалар арқылы қосуға мүмкіндік беретін веб -интерфейс береді.

Бастапқы код Github -да осында қол жетімді, бірақ сіз нұсқаулықтағы сымдарды ұстандыңыз деп болжасаңыз, біз алдын ала құрастырылған нұсқаны жүктей және іске қоса аламыз. Pi -де терминал ашып, келесі әрекеттерді орындаңыз

# Біздің жобаның каталогын жасаңыз және оған өтіңіз

mkdir pibeat cd pibeat # wget бастапқы кодын жүктеңіз https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # tar -zxf pibeat.tar.gz файлдарын шығарыңыз # python талаптарын орнатыңыз pip3 install -r талаптар. txt # python3 server.py веб -серверін іске қосыңыз

Шығаруда, егер бәрі сәтті болса, сіз келесі шығуды көресіз:

======== Жұмыс істейді https://0.0.0.0:8080 ========

(Шығу үшін CTRL+C пернелерін басыңыз)

Пидің IP мекенжайын табыңыз. Веб -шолғышты ашыңыз, содан кейін IP мекенжайын енгізіңіз: 8080/index.html (бұл бағдарлама тыңдайтын порт, содан кейін файл атауы) мекенжай жолағына. Мысалы, егер сіздің Pi IP мекенжайы 192.168.1.3 болса, мекенжай жолағына 192.168.1.3:8080/index.html енгізіңіз. Барабан реттегіші пайда болады.

Ойнату түймесін басыңыз, сонда сіздің барабан машинасы ойнай бастайды. Секвенсормен жүрегіңіз қанағаттанғанша ойнаңыз.

Pi -ге желілік маршрут бар болса, сіз кез келген құрылғыдан Pi веб -интерфейсіне кіре аласыз - оны ұялы телефоннан немесе планшеттен көріңіз.

14 -қадам: Барабандар мен тұрғын үй салу

Бұл жерде сіз электронды спагетти үймесін нағыз барабан машинасына айналдыра аласыз. Бұрын айтқанымдай, мұнда не істеуге болатыны сізге байланысты. Дәл соққы кезінде шу шығаратын кез келген нәрсені қолдануға болады, және бұл жерде сіз өзіңіздің жобаңызды шын мәнінде сіз үшін ерекше нәрсеге айналдыра аласыз.

Мен өз үйімде сыра бөтелкесін, банка, шайқауыш, бөтелке үсті мен қасық беретін барабандар туралы идеяларды жақсы білдім. Балық аулау торы жағажайда табылды, ал үстелдің қоңырауы мен крокодил кастанаты eBay -ден келді. Мен сынған фортепианоны таптым, бұл бөтелке мен банкаға арналған балғаларды, қоңырауды орнында ұстауға арналған ағаш тартқышпен, қасықтарды айналдыруға және ұстауға арналған металл шыбықтармен қамтамасыз етті.

Мен әр барабанды дербес компонентке айналдырдым, сондықтан егер біреу сынса немесе мен оған риза болмасам, мен оны басқа әуре -сарсаңсыз өшіре аламын.

Соленоидтар M3 болттарын қажет ететін болт тесіктерімен келеді. Ағашқа тесіктерді бұрғылау біршама қиын болды, өйткені сіз орналасуды дәл алуыңыз керек еді, бірақ соленоидты орнында ұстап тұрыңыз, содан кейін бұрғылау жақсы жұмыс жасамас бұрын саңылауларды брадельмен белгілеңіз.

Мен көбінесе барабандар үшін желіммен немесе бұрандалармен бекітілген бірнеше мм ағаш кесектерінің бойында 6 мм МДФ (жергілікті DIY дүкенінен кесу) қолдандым.

Консерва мен сыра бөтелкесіндегі балғалар қажет емес шығар, өйткені сіз соленоидтан жақсы соққы ала аласыз, бірақ мен оны визуалды қызықты ету үшін машинада мүмкіндігінше көп қозғалыс алғым келді.

Тұрғын үй

Корпус - бұл 3,6 мм фанерадан, 18 мм MDF және кейбір ағаштан жасалған қарапайым өрескел және дайын қорап. Мен қораптың алдыңғы жағына жіңішке фанер алғым келді, сондықтан ол қасықпен соғылған кезде резонанс тудыратын еді, бірақ ағаш таңдауда негізінен сарайдағы заттар мен жергілікті DIY дүкеніндегі ағаш сынықтары болды. Мен қораптың төменгі жағында электрониканы сақтау үшін платформа жасадым, ал барабанды ұстайтын басқа платформа. Қорапты жасау үшін:

1. Ұштарды жасау үшін МДФ -дан 2 бірдей өлшемді кесіңіз. Қажетті қораптың енінен 50мм қысқа 4 жолақты ағаш кесіңіз (мен 34мм х 12мм қолдандым). Қораптың пішінін қалыптастыру үшін МДФ -ның 2 ұшына жолақты ағашпен бекітіңіз. Ағашты қораптың жоғарғы және төменгі жағынан шамамен 1 см қашықтықта қойыңыз.4. Қораптың ені мен биіктігіне сәйкес фанераның 2 бөлігін кесіңіз. Оларды қораптың алдыңғы және артқы жағына mdf пен полип ағашына шегелеп бекітіңіз.5. Қораптың ішіне сәйкес келетін фанера кесегін кесіңіз және электрониканы ұстау үшін жолақтың төменгі бөліктеріне салыңыз. Мен қораптың ұзындығының жартысына жуығын жасадым. Барабандарды бекіту үшін фанераның басқа бөлігін кесіңіз. Бұл жолақ ағашының жоғарғы бөліктерінде орналасқан. Қуат кабельдерін беру үшін төменгі платформаның жанындағы тесікті кесіңіз.

Кескіндеме

Бояу үшін мен акрил праймер астарын, содан кейін Crown Matt сынағыш кастрөлдерді қолдандым. Сынауға арналған кастрюльдер әр түрлі түстерді арзан бағамен алудың жақсы әдісі болып табылады.

15 -қадам: отырыңыз және көңілді болыңыз

Міне, сізде керемет барабан машинасы бар. Ютубтағы бейнероликтің негізгі мазмұнын мына жерден табуға болады.

Егер сіз өз бетіңізше жасасаңыз, бөлісіңіз, мен сіз ойлап тапқаныңызды көргім келеді. Масайрау!