Mesin Drum Sampah Bertenaga Raspberry Pi: 15 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Instruksi ini akan menunjukkan kepada Anda cara membuat mesin drum robot bertenaga Raspberry Pi. Ini benar-benar proyek yang menyenangkan, kreatif, dan interaktif. Saya akan menunjukkan kepada Anda cara membuat cara kerja internal, tetapi drum yang sebenarnya akan terserah Anda, memberi Anda kesempatan untuk membuat sesuatu yang benar-benar unik bagi Anda. Untuk mesin saya, saya telah menggunakan sebanyak mungkin barang yang saya temukan … palu dari piano yang diselamatkan dari lompatan tetangga saya, jaring ikan yang saya temukan di pantai, kaleng kacang panggang kosong, sendok kayu, botol bir kosong, tutup botol bir dan bel meja antara lain, tetapi biarkan imajinasi Anda menjadi gila - lihat apa yang Anda miliki di sekitar rumah, apa saja yang membuat suara saat dipukul dapat digunakan, dan itu benar-benar akan membuat proyek Anda milik Anda sendiri. Untuk mengendalikannya, Anda memiliki 2 pilihan:

• Urutan langkah berbasis browser yang saya sebut PiBeat - Ini sangat menyenangkan dan memungkinkan Anda mengontrol mesin drum Anda secara interaktif dari Pi Anda, atau perangkat apa pun di jaringan yang sama (seperti ponsel, tablet, atau komputer Anda). Kami akan menginstalnya di Pi Anda nanti, tetapi pratinjau dapat dilihat di sini, dan kodenya ada di GitHub di sini.
• Skrip python untuk memprogram pola drum. Ini adalah cara yang bagus untuk menciptakan ritme bagi Anda untuk bermain bersama pada gitar Anda dll.

Saya mencoba menekan biaya dan seperti yang akan Anda lihat di langkah berikutnya, tidak diperlukan alat khusus yang mahal. Saya juga telah mencoba menjelaskan bagaimana segala sesuatunya bekerja di setiap langkah, menjadikannya proyek yang hebat bahkan jika Anda adalah pendatang baru di dunia Pi, pengkodean dan elektronik dan dengan anggaran terbatas.

Oke, mari kita mulai bekerja!

Langkah 1: Pergi Berbelanja

Untuk membangun mekanisme internal, Anda perlu:

• 1x 40 Pin Raspberry Pi dengan Raspbian diinstal pada SD, dengan kabel daya dan kemampuan untuk terhubung ke dalamnya (Saya telah menggunakan Raspberry Pi Zero Wireless dengan header yang sudah disolder dari ModMyPi)
• 1x 5v 8 saluran relai
• 1x Paket kabel jumper wanita ke wanita (10 kabel diperlukan)
• Terminal strip 2x 3 Amp (Anda bisa menggunakan papan tempat memotong roti atau perfboard, tetapi strip terminal murah dan mencegah kabel terlepas, dan ketika membuat ini saya tidak memiliki besi solder)
• 1x 12v 10a Catu Daya
• 8x 12v 2a Solenoid
• Dioda penyearah 8x 1N5401
• 50cm kabel 0,5mm (saya melepaskan inti dari beberapa kabel inti kembar karena itu adalah cara yang hemat biaya untuk mendapatkan inti merah, hitam dan kembar), meskipun Anda hanya dapat menggunakan 1 warna jika Anda mau. Anda mungkin tidak ingin membeli yang lebih panjang tergantung pada rumah yang ingin Anda bangun.

Anda juga akan membutuhkan alat-alat berikut:

• Pemotong kawat
• penari telanjang kawat
• Obeng pipih kecil, sekitar 3mm
• Bergantung pada strip terminal yang Anda dapatkan, Anda mungkin juga memerlukan obeng kepala silang kecil

Saya belum mencantumkan bagian atau alat apa pun untuk membuat drum dan wadah apa pun yang tidak ingin Anda masukkan. Saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana saya membuatnya nanti, tetapi seperti yang dikatakan sebelumnya, saya menyerahkan bagian itu kepada imajinasi Anda.

Langkah 2: Hubungkan Pi ke Relay

Tegangan maksimum yang disediakan oleh pin pada Pi adalah 5v. Kami dapat membeli solenoida 5v dan menyalakannya langsung dari Pi, tetapi itu tidak akan memberikan pukulan besar yang dibutuhkan mesin drum kami. Oleh karena itu kami menggunakan relai yang memungkinkan kami menghidupkan dan mematikan rangkaian tegangan tinggi (dalam kasus kami rangkaian 12v yang berisi solenoid 12v kami) dari rangkaian GPIO tegangan rendah kami.

Relai kami memiliki 8 saluran, ini berarti kami dapat mengaktifkan dan menonaktifkan hingga 8 solenoida secara mandiri. Setiap saluran berisi 4 konektor; 3 digunakan oleh rangkaian tegangan tinggi yang akan kita lihat nanti, dan 1 yang merupakan pin 'IN' pada rangkaian tegangan rendah yang akan kita hubungkan dengan Pi kita. Ketika pin GPIO Pi mengirim 5v pada pin saluran IN yang diberikan, relai akan mengaktifkan sirkuit 12v yang sesuai.

Di sisi tegangan rendah relay, ada juga pin GND (ground) yang perlu kita sambungkan ke ground PI, dan pin VVC untuk daya 5v dari Pi.

Dengan Pi dimatikan, ikuti diagram untuk menghubungkan relai ke Pi menggunakan kabel jumper. Anda tidak harus menggunakan jumper warna yang sama, tetapi mungkin membantu saat mengikuti gambar.

Langkah 3: Mari Membuat Beberapa Kebisingan

Ini mungkin bukan mesin drum kami yang lengkap, tetapi dalam langkah ini kami akan membuat beberapa kebisingan, meskipun klik dari relai. Kami akan memperkenalkan skrip python untuk memprogram pola drum, ini akan memungkinkan kami untuk menguji apa yang telah kami lakukan sejauh ini.

Script yang tersedia memiliki inti di sini.

Boot Pi Anda, buka terminal di Pi dan unduh skrip dengan menjalankan:

wget

Anda mungkin ingin melihat melalui kode dan komentar untuk mendapatkan gambaran tentang apa yang dilakukannya, tetapi mari dapatkan beberapa kepuasan dan jalankan:

python3 array-sequencer.py

Jika semuanya berjalan sesuai rencana, Anda akan mendengar kontak di relai membuka dan menutup dan lampu pada saluran yang sesuai berkedip. Lihatlah variabel urutan di dalam skrip untuk mendapatkan gambaran tentang apa yang sedang terjadi - semua saluran akan dipicu bersama-sama, kemudian masing-masing akan dipicu satu per satu. Itu akan terus berjalan sampai Anda keluar dari skrip dengan menekan Ctrl + C.

Sebelum melanjutkan, sebaiknya matikan Pi lagi jika terjadi korsleting yang tidak disengaja saat memasang kabel.

Langkah 4: Buat Sisi Positif dari Sirkuit Kami

Untuk memberi daya pada 8 solenoida dengan satu catu daya, kami akan membuat rangkaian paralel. Anda dapat melihat diagram rangkaian 12v yang telah selesai, tetapi kita akan membahasnya selangkah demi selangkah.

Anda dapat menggunakan papan tempat memotong roti atau papan perf, tetapi saya memilih strip terminal karena harganya murah, memegang kabel dengan erat, dan saya juga tidak memiliki besi solder saat membuat ini.

Secara efektif, kita perlu menghubungkan semua solenoida, dan dioda untuk setiap solenoida (lebih lanjut tentang dioda nanti) ke 1 kabel positif catu daya kita.

Dengan menggunakan pemotong, potong sendiri strip terminal sehingga Anda memiliki balok yang terdiri dari 8 pasang, potong pada bagian plastik yang menghubungkan dua balok menjadi satu. Berhati-hatilah untuk tidak memotong logam apa pun.

Kita sekarang perlu menggabungkan semua terminal di satu sisi strip. Gunakan pemotong untuk memotong 7 buah kabel merah dengan panjang sekitar 35mm, kemudian gunakan penari telanjang kawat untuk melepaskan sekitar 5mm insulasi dari setiap ujung setiap kawat.

Sekarang gunakan kabel untuk merangkai semua terminal bersama-sama di sepanjang satu sisi strip, menahan kabel di tempatnya menggunakan sekrup. Sekrup pertama dan terakhir hanya akan memiliki 1 kawat, sedangkan sisanya akan memiliki 2.

Langkah 5: Tambahkan Solenoid dan Dioda

Karena solenoida adalah elektromagnet, dioda direkomendasikan untuk melindungi sirkuit Anda dari flyback (Anda dapat membaca secara mendalam tentang itu di sini). Oleh karena itu kami akan memberikan masing-masing solenoid diodanya sendiri untuk melindungi relai kami.

Di sisi berlawanan dari strip terminal yang Anda sambungkan bersama pada langkah sebelumnya, mulailah dengan lubang pertama. Masukkan 1 kabel solenoida, lalu tambahkan dan salah satu ujung dioda ke dalam lubang yang sama. Karena dioda hanya memungkinkan aliran arus satu arah, pastikan garis perak pada dioda mengarah ke strip terminal. Kencangkan sekrup untuk menahannya di tempatnya. Ulangi proses untuk 7 lubang yang tersisa.

Salah satu solenoida yang saya terima rusak, jadi pada saat mengambil gambar saya menukarnya dengan model amp yang lebih rendah yang memiliki kabel biru.

Langkah 6: Hubungkan Strip Terminal Negatif ke Solenoid dan Dioda

Seperti yang kita lakukan dengan sisi positif, dapatkan 1 strip terminal dan potong sehingga Anda memiliki strip lain yang terdiri dari 8 pasang. Pasang dioda dan solenoida ke strip terminal ini sehingga mencerminkan strip terminal plus.

Langkah 7: Buat Kabel Penghubung Relay

Kami hampir siap untuk menghubungkan relai, tetapi pertama-tama kami perlu sesuatu untuk menghubungkannya. Potong 8 buah kabel hitam dengan panjang sekitar 70mm, lalu lepaskan sekitar 5mm dari setiap ujungnya. Pasang setiap kabel ke 8 konektor yang tersisa pada strip terminal negatif.

Langkah 8: Pasang Konektor Umum Relay

Lihatlah relai yang menahan sisi yang dihubungkan oleh jumper ke Pi dari Anda. Setiap saluran memiliki 3 kontak, dari kiri ke kanan disebut biasanya terbuka (NO), umum (COM) dan biasanya tertutup (NC). Kami hanya ingin solenoida kami menyala ketika ada tegangan tinggi pada pin saluran IN, jadi akan menggunakan kontak yang biasanya terbuka. Jika kita menggunakan kontak yang biasanya tertutup, sebaliknya yang akan terjadi - solenoid akan menyala sampai tegangan tinggi dikirim pada pin IN. Kami juga akan menggunakan kontak umum untuk menyelesaikan sirkuit.

Karena ini adalah rangkaian paralel, kami akan menghubungkan semua kontak umum pada relai. Potong 7 buah kabel hitam dengan panjang sekitar 60mm dan lepaskan 5mm dari setiap ujungnya. Bekerja di sepanjang relai yang menghubungkan semua kontak COM (di tengah setiap set 3) bersama-sama. Yang pertama dan terakhir hanya akan memiliki satu kabel, sisanya akan memiliki 2.

Langkah 9: Hubungkan Relay ke Sisa Sirkuit Kami

Sekarang saatnya untuk menghubungkan relay ke seluruh rangkaian kita. Ambil ujung kabel hitam yang tidak terikat dari salah satu ujung strip terminal negatif, dan sambungkan ke kontak pertama atau terakhir dari kontak yang biasanya terbuka (NO) pada relai. Ulangi ini untuk 7 potong kabel lainnya, sambungkan setiap kabel ke kontak NO berikutnya.

Langkah 10: Hubungkan Catu Daya 12v

Pertama, untuk menghindari kejutan apa pun, pastikan catu daya Anda dimatikan dan dicabut dari listrik.

Catu daya saya digunakan dari eBay dengan steker 12v laki-laki sudah dilepas. Menganggap milik Anda masih memiliki steker, Anda dapat membeli konektor DC perempuan yang cocok, atau memotong steker dan melepaskannya kembali ke 2 kabel seperti milik saya. Either way, Anda harus berakhir dengan 2 kabel, merah (positif) dan mungkin putih (negatif). Hubungkan kabel positif catu daya ke kontak pertama pada blok terminal positif, dan negatif ke kontak umum pertama pada relai. Untuk mempermudah ini, saya menggunakan sekitar 150mm kabel merah dan hitam dengan ujung-ujungnya dilucuti untuk menghubungkan antara sambungan, dan dihubungkan menggunakan strip terminal.

Langkah 11: Nyalakan

Dengan catu daya Anda masih dimatikan, periksa semua koneksi Anda dengan cepat. Setelah senang, boot Pi lagi. Jalankan skrip dari langkah 3 lagi:

python3 array-sequencer.py

Solenoid Anda belum bergerak, tetapi Anda akan mendengar relai klik dan menyala seperti yang Anda lakukan pada langkah 3. Hentikan skrip (Ctrl + C), dan sekarang adalah saat yang Anda tunggu-tunggu - nyalakan daya Pasokan! Jalankan skrip lagi, semua solenoida Anda yang menari sekarang harus hidup. Kerja bagus!

Saya kurang beruntung - seperti yang Anda lihat di video, salah satu solenoida saya yang lain tidak berfungsi, tetapi ini adalah kesalahan saya karena sebelumnya saya merusaknya dengan mengencangkan baut pengikat secara berlebihan.

Langkah 12: Mengedit Array-sequencer.py

Luangkan sedikit waktu untuk bermain-main dengan array-sequencer.py. Gunakan editor favorit Anda (nano, geany dll) untuk membuat perubahan pada skrip. Coba lakukan hal berikut dan jalankan kembali skrip setelah setiap perubahan untuk melihat efeknya:

• Ubah variabel bpm dari 120 ke angka lain, katakan 200 untuk meningkatkan tempo.
• Dalam variabel urutan, ubah beberapa 0 menjadi 1 untuk memainkan lebih banyak drum.
• Gandakan 3 baris terakhir sebelum kurung siku penutup dalam variabel urutan untuk menambahkan lebih banyak ketukan ke loop

Langkah 13: Instal Drum Sequencer

Sekarang ini adalah saat semuanya menjadi sangat menyenangkan, kita akan menginstal sequencer ke Pi Anda. Ini akan memberi kita antarmuka web yang memungkinkan Python memicu pin GPIO melalui soket web.

Kode sumber tersedia di Github di sini, tetapi dengan asumsi Anda mengikuti pengkabelan di Instructable, kami dapat mengunduh dan menjalankan versi yang telah dikompilasi. Buka terminal di Pi Anda, dan jalankan yang berikut

# Buat dan navigasikan ke direktori untuk proyek kami

mkdir pibeat cd pibeat # Download source code wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Ekstrak file tar -zxf pibeat.tar.gz # Instal python requirements pip3 install -r requirements. txt # Jalankan server web python3 server.py

Pada output, jika semua berhasil, Anda akan melihat output berikut:

======== Berjalan di https://0.0.0.0:8080 ========

(Tekan CTRL+C untuk keluar)

Temukan alamat IP Pi Anda. Buka browser web, lalu masukkan IP diikuti oleh:8080/index.html (ini adalah port tempat aplikasi mendengarkan diikuti dengan nama file) ke dalam bilah alamat. Misalnya, jika alamat IP Pi Anda adalah 192.168.1.3, masukkan 192.168.1.3:8080/index.html ke bilah alamat. Drum sequencer akan muncul.

Tekan tombol putar dan mesin drum Anda akan mulai bermain. Bermain-main dengan sequencer sampai hati Anda puas.

Selama ada rute jaringan ke Pi Anda, Anda dapat mengakses antarmuka web Pi dari perangkat apa pun - coba dari ponsel atau tablet Anda.

Langkah 14: Membangun Drum dan Perumahan Anda

Di sinilah Anda bisa mengubah tumpukan spageti elektronik Anda menjadi mesin drum sungguhan. Seperti yang dikatakan sebelumnya, apa yang Anda lakukan di sini terserah Anda. Apa saja yang membuat suara saat dipukul dapat digunakan, dan di sinilah Anda benar-benar dapat mengubah proyek Anda menjadi sesuatu yang unik bagi Anda.

Saya mencari-cari di sekitar rumah saya untuk mencari ide untuk drum yang menyediakan botol bir, kaleng, pengocok, tutup botol, dan sendok. Jaring ikan ditemukan di pantai, dan bel meja serta alat musik buaya berasal dari eBay. Saya menemukan piano yang rusak di sebuah lompatan, ini menyediakan palu untuk botol dan kaleng, bersama dengan doling kayu untuk menahan bel di tempatnya dan batang logam untuk berputar dan menahan sendok di tempatnya.

Saya membuat setiap drum sebagai komponen yang berdiri sendiri, jadi jika salah satu rusak atau saya tidak menyukainya, saya dapat menggantinya dengan yang lain tanpa terlalu banyak keributan.

Solenoid dilengkapi dengan lubang baut yang membutuhkan baut M3. Mengebor lubang ke dalam kayu agak sulit karena Anda harus mendapatkan posisi yang tepat, tetapi ternyata memegang solenoid pada posisinya kemudian menandai lubang dengan bradawl sebelum pengeboran bekerja dengan baik.

Saya kebanyakan menggunakan MDF 6mm (potongan dari toko DIY lokal saya) untuk drum bersama beberapa potongan kayu bekas, disatukan dengan lem atau sekrup.

Palu pada kaleng dan botol bir mungkin tidak diperlukan, karena Anda bisa mendapatkan pukulan yang bagus langsung dari solenoida, tetapi saya ingin mendapatkan gerakan sebanyak mungkin di dalam mesin untuk membuatnya menarik secara visual.

Perumahan

Rumah adalah kotak kasar dan siap pakai sederhana yang terbuat dari kayu lapis 3,6 mm, MDF 18 mm, dan beberapa kayu strip. Saya ingin kayu lapis tipis untuk bagian depan kotak sehingga akan beresonansi ketika dipukul dengan sendok, tetapi pilihan kayu terutama didorong oleh apa yang sudah saya miliki di gudang dan bagian kayu bekas di toko DIY lokal saya. Saya membuat platform di bagian bawah kotak untuk menyimpan barang elektronik, dan platform lain untuk memegang drum. Untuk membuat kotak:

1. Potong 2 ukuran MDF yang sama untuk membuat ujungnya2. Potong 4 lembar stripwood (saya menggunakan 34mm x 12mm) lebih pendek 50mm dari lebar kotak yang diinginkan3. Paku stripwood ke 2 ujung MDF untuk membentuk bentuk kotak. Letakkan stripwood sekitar 1 cm dari bagian atas dan bawah kotak.4. Potong 2 lembar kayu lapis agar sesuai dengan lebar dan tinggi kotak. Pasang ini ke bagian depan dan belakang kotak dengan memaku ke mdf dan stripwood.5. Potong sepotong kayu lapis agar pas di dalam kotak dan letakkan di bagian bawah stripwood untuk menahan barang elektronik. Saya membuat milik saya sekitar setengah panjang kotak.6. Potong sepotong kayu lapis lain untuk menempelkan drum. Ini duduk di atas potongan stripwood.7. Buat lubang di dekat platform bawah untuk memasukkan kabel daya.

Lukisan

Untuk melukis, saya menggunakan Acrylic Primer Undercoat diikuti oleh tester pot Crown Matt. Pot penguji adalah cara yang baik untuk mendapatkan berbagai warna dengan harga murah.

Langkah 15: Duduk dan Bersenang-senanglah

Dan begitulah, mesin drum yang cukup keren. Inti dari urutan dalam video youtube dapat ditemukan di sini.

Jika Anda melanjutkan dan membuatnya sendiri, silakan bagikan, saya ingin melihat apa yang Anda hasilkan. Selamat bersenang-senang!