PENJAGA TEMPO DRUMMER: 30 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Tugas terpenting seorang drummer adalah menjaga waktu. Itu berarti memastikan ketukan tetap konstan untuk setiap lagu.

Penjaga Tempo Drummer adalah perangkat yang membantu drumer menjaga waktu lebih baik. Ini terdiri dari disk piezo kecil yang menempel pada kepala snare drum. Setiap kali drummer memukul snare drum, perangkat menampilkan ketukan per menit berdasarkan waktu antar pukulan. Jika band mulai mempercepat atau memperlambat secara tidak sengaja, drummer langsung sadar dan dapat membuat koreksi kecil untuk mempertahankan tempo yang konsisten.

Pada pertunjukan baru-baru ini dengan band tempat saya bermain drum, drummer lain di antara penonton mengira band saya memainkan lagu klik -- metronom yang mengklik setiap ketukan ke earphone yang dipakai anggota band -- karena ketukannya sangat stabil sepanjang setiap lagu. Sungguh pujian dan penghargaan untuk Penjaga Tempo Drummer!

Langkah 1: BAGIAN

Berikut daftar lengkap bagian-bagian yang Anda butuhkan untuk membuat Drum Temp Keeper, perkiraan biaya dan catatan tentang apa yang saya gunakan untuk membuat milik saya. Anda bisa mendapatkan bagian ini di situs web seperti Amazon, eBay, Adafruit dan SparkFun. Suku cadang yang paling murah biasanya dijual di eBay dan berasal dari China, sehingga butuh waktu beberapa minggu untuk sampai. Anda harus menggunakan driver yang berbeda jika Anda mendapatkan mikrokontroler murah dari China (seperti yang saya lakukan) daripada jika Anda membeli Arduino bermerek dari AS. Saya telah mencatat apa yang perlu Anda lakukan untuk mengunduh dan menginstal driver lain.

1. Mikrokontroler. Saya menggunakan klon Arduino Nano dari China yang datang dengan header yang sudah disolder. ($4,50)

2. Tampilan Empat Digit. Pastikan Anda mendapatkan tampilan empat digit yang menggunakan empat pin. Jangan dapatkan tampilan empat digit 7-Segmen karena membutuhkan 12 pin. ($3,50)

3. Lampiran Proyek. Saya menggunakan enklosur proyek RadioShack 3" x 2" x 1". Pastikan itu plastik karena Anda harus membuat lubang untuk tampilan empat digit. ($6.00)

4. Piezo Karena bagian ini berada di atas snare drum dan mengalami banyak gerakan dan getaran, Anda harus menggunakan piezo dengan casing di sekelilingnya. Ada versi murah dengan casing plastik, tapi saya memilih yang casingnya lebih kuat yang digunakan untuk pickup gitar. ($10,00)

5. Kabel ekstensi untuk piezo. Saya menggunakan kabel 22 AWG biasa. ($1.00)

6. Resistor 10K Ohm. 10K berwarna coklat - hitam - oranye - emas. ($0,25)

7. Paket Baterai. Ini adalah solusi termudah bagi saya karena saya tidak ingin repot dengan baterai alkaline, ini berfungsi sebagai alas di bawah kotak proyek dan itu bertahan selamanya! Untuk sesuatu yang lebih kecil, Anda mungkin dapat menggunakan beberapa baterai sel berbentuk koin. ($8.00)

8. Kabel USB. Kabel memberikan daya ke Nano dari paket baterai dan menyediakan antarmuka antara komputer Anda dan Nano untuk mengunggah sketsa. ($0,00 - disertakan dengan mikrokontroler)

9. Papan Kinerja. Anda akan menyolder komponen ke papan dan kemudian memotong hanya bagian yang Anda gunakan. ($2.00)

10. Papan tempat memotong roti. Saya pertama kali merakit prototipe proyek ini menggunakan papan tempat memotong roti plastik dan kabel jumper. Setelah saya membuatnya bekerja dengan benar, saya menyolder versi final ke papan kinerja. Anda tidak perlu melakukan ini, tetapi disarankan. ($2.00)

11. Kabel Jumper. Anda memerlukan empat kabel male-to-female untuk merakit, menguji, dan menyolder. ($1.00)

12. Strip Velcro. Gunakan velcro untuk memasang sensor piezo ke snare drum. Anda juga dapat menggunakannya untuk menghubungkan enklosur proyek dan paket baterai. ($0,80)

Total perkiraan biaya: $39,05

Langkah 2: ALAT

Berikut adalah alat yang Anda perlukan untuk merakit proyek

1. Besi Solder. Setelah prototipe berfungsi, Anda akan memindahkan komponen dari papan tempat memotong roti ke papan kinerja.

2. Solder. Sama seperti #1.

3. Dremel atau alat sejenis. Anda akan menggunakan ini untuk memotong papan kinerja dan membuat lubang di enklosur proyek untuk tampilan dan port USB.

4. Pita Listrik. Anda akan menyolder kabel ekstensi ke piezo dan kemudian memasang pita listrik di sekitar tempat Anda menyolder.

5. Obeng. Anda memerlukan ini untuk membuka dan menutup enklosur proyek.

6. Komputer. Anda akan menulis sketsa Anda di komputer dan mengunggahnya ke mikrokontroler.

7. Perangkat lunak Arduino IDE. (juga tersedia sebagai alat berbasis Web).

Langkah 3: BAGAIMANA CARA KERJANYA

Sebelum Anda menggabungkannya, akan sangat membantu untuk memahami cara kerjanya.

1. Piezo* adalah komponen yang mengukur seberapa besar getaran yang ada. Kami memasang piezo ke snare drum dan kabel piezo ke mikrokontroler untuk membaca berapa banyak getaran yang ada pada snare drum.

2. Sketsa mikrokontroler membaca piezo untuk menentukan kapan drum dipukul, dan mencatat waktu. Kali berikutnya drum dipukul, ia mencatat waktu itu dan menghitung ketukan per menit berdasarkan pukulan ini dan pukulan sebelumnya.

3. Kami juga memasang tampilan digital ke mikrokontroler. Setelah menghitung denyut per menit, ini menampilkan hasilnya pada tampilan digital. Anda dapat meletakkan bagian perangkat itu di mana saja yang terlihat oleh Anda saat bermain. Aku meletakkan milikku di sebelah highhat di lantai.

Catatan: Jika Anda tidak memainkan not seperempat pada snare, bacaan akan mencerminkan apa pun yang Anda mainkan. Tunggu hingga Anda kembali memainkan ketukan lagu untuk menentukan kecepatannya.

* Kami menggunakan piezo sebagai komponen INPUT dalam proyek ini untuk mengukur jumlah getaran. Di proyek lain, ketika Anda menggunakannya sebagai komponen OUTPUT, itu menciptakan getaran dan menjadi speaker!

Langkah 4: PROTOTIPE BREADBOARD

Karena menyolder bukanlah bakat terbaik saya, pertama-tama saya memasang perangkat prototipe menggunakan papan tempat memotong roti plastik dan kabel jumper untuk memastikannya berfungsi. Setelah berfungsi, saya memindahkannya ke papan perf dan menyoldernya. Jika Anda seorang pembuat berpengalaman, Anda dapat melewati bagian ini dan menyolder langsung ke papan perf.

1. Tempatkan mikrokontroler di tengah papan tempat memotong roti sehingga ada kolom plastik yang memisahkan pin di sisi kiri papan dan pin di sisi kanan papan. Pastikan port USB berada di tepi breadboard dan bukan di tengah, seperti terlihat pada gambar.

Langkah 5: HUBUNGKAN PIEZO

Piezo adalah sensor analog karena melaporkan nilai antara 0 dan 1024, sehingga perlu terhubung ke pin analog pada arduino. Saya menggunakan pin analog pertama, A0.

1. Hubungkan kabel positif (merah) piezo ke pin A0 pada Arduino.

2. Hubungkan kabel negatif (hitam) piezo ke salah satu pin ground (GND) pada Arduino.

Langkah 6: HUBUNGKAN RESISTOR

Hubungkan resistor ke pin yang sama yang terhubung dengan piezo (A0 dan GND)

(Tidak masalah sisi mana dari resistor yang terhubung ke pin mana; keduanya sama.)

Langkah 7: CONNECT DISPLAY CLK PIN

Unit tampilan empat digit terhubung ke dua pin digital pada Arduino. Saya menggunakan dua pin digital pertama pada Nano, yaitu D2 dan D3.

Hubungkan pin CLK pada display ke pin D3 pada Arduino menggunakan kabel female-to-male

Langkah 8: CONNECT DISPLAY DIO PIN

Hubungkan pin DIO pada display ke pin D2 pada Arduino menggunakan kabel female-to-male

Langkah 9: SAMBUNGKAN TAMPILAN PIN VCC

Hubungkan pin VCC pada display ke pin power 5V pada Arduino menggunakan kabel female-to-male

Langkah 10: CONNECT DISPLAY PIN GND

1. Hubungkan pin GND pada display ke pin GND pada Arduino menggunakan kabel female-to-male.

Itu saja yang ada untuk prototipe elektronik

Langkah 11: UNDUH DRIVER CH340 (Opsional)

Jika Anda menggunakan Arduino yang lebih murah dari China, mungkin menggunakan chip CH340 untuk berkomunikasi dengan komputer. Anda harus mengunduh dan menginstal driver untuk chip itu. Anda dapat mengunduh driver resmi dari situs ini (halamannya dalam bahasa Inggris dan Cina jika Anda melihat lebih dekat). Instal driver pada PC Anda dengan menjalankan executable.

Langkah 12: UNDUH PERPUSTAKAAN TAMPILAN DIGITAL (TM1637)

Layar empat digit menggunakan chip TM1637. Anda perlu mengunduh perpustakaan yang memudahkan untuk menampilkan angka pada tampilan digital. Buka https://github.com/avishorp/TM1637. Pilih Klon atau Unduh dan pilih Unduh Zip. Simpan file di komputer Anda.

Langkah 13: INSTAL PERPUSTAKAAN TAMPILAN DIGITAL

1. Jalankan software Arduino IDE di komputer Anda. Ini akan menyajikan garis besar untuk sketsa kosong.

2. Pilih Sketsa | Sertakan Perpustakaan | Tambahkan. ZIP Library… dan pilih file yang Anda unduh dari Github untuk menginstal perpustakaan.

Langkah 14: PILIH ARDUINO BOARD DAN PORT

1. Hubungkan Arduino ke komputer Anda dengan kabel USB. Kemudian beralih ke Arduino IDE dan sketsa baru yang terbuka.

2. Pilih papan yang benar, misalnya Arduino Nano.

3. Pilih port yang terhubung dengan Arduino Anda di komputer.

Langkah 15: SKETSA: LATAR BELAKANG

1. Untuk mengetahui apakah tromol dipukul, kita membaca pin sensor piezo A0. Piezo mengukur jumlah getaran pada snare drum dan memberi kita nilai antara 0 (tidak ada getaran) dan 1024 (getaran maksimum).

2. Karena mungkin ada sedikit getaran dari musik dan instrumen lainnya, kami tidak dapat mengatakan bahwa pembacaan di atas nol menunjukkan pukulan pada drum. Kita perlu membiarkan beberapa kebisingan ketika kita memeriksa pembacaan dari piezo. Saya menyebut nilai ini sebagai THRESHOLD, dan saya memilih 100. Ini berarti bahwa setiap pembacaan di atas 100 menunjukkan pukulan pada drum. Apa pun 100 atau lebih rendah hanyalah kebisingan. Petunjuk: jika perangkat menunjukkan pembacaan saat Anda belum memukul drum, tingkatkan nilai ini.

3. Karena kita menghitung ketukan per menit, kita perlu melacak waktu setiap pukulan ke drum. Mikrokontroler melacak jumlah milidetik yang telah berlalu sejak dimulai. Nilai ini tersedia untuk kita dengan fungsi milis (), yang merupakan bilangan bulat panjang (tipe panjang).

Langkah 16: SKETSA: PRE-SETUP

Ketik yang berikut ini di bagian atas sketsa, di atas fungsi pengaturan. (Jika mau, Anda dapat mengunduh sketsa akhir di akhir penjelasan).

1. Pertama, sertakan dua library yang kita butuhkan: TM1637Display yang Anda download dan math.h.

2. Selanjutnya, tentukan pin yang kita gunakan. Jika Anda ingat dari perakitan perangkat, pin CLK adalah pin digital 2, pin DIO adalah pin digital 3 dan pin Piezo adalah A0 (analog 0).

3. Untuk saat ini, tentukan THRESHOLD menjadi 100.

4. Kemudian, buat dua variabel yang kita butuhkan untuk sketsa yang disebut reading (pembacaan sensor piezo saat ini) dan lastbeat (waktu pukulan sebelumnya).

5. Terakhir, inisialisasi library TM1637 dengan memberikan nomor pin yang kita gunakan CLK dan DIO.

// Perpustakaan

#include #include // Pin #define CLK 2 #define DIO 3 #define PIEZO A0 #define THRESHHOLD 100 // Variabel int reading; lama terakhirBeat; // Siapkan pustaka tampilan TM1637Tampilan tampilan(CLK, DIO);

Langkah 17: SKETSA: FUNGSI PENGATURAN

Jika Anda membuat sketsa langkah demi langkah, ketikkan yang berikut ini untuk fungsi setup().

1. Gunakan fungsi pinMode untuk mendeklarasikan pin piezo sebagai pin INPUT, karena kita akan membacanya.

2. Gunakan fungsi setBrightness untuk mengatur tampilan digital ke tingkat paling terang. Ini menggunakan skala dari 0 (paling tidak terang) hingga 7 (paling terang).

3. Karena kita tidak memiliki pukulan drum sebelumnya, atur variabel itu ke waktu saat ini.

batalkan pengaturan() {

// Siapkan pin pinMode(PIEZO, INPUT); // Atur kecerahan tampilan display.setBrightness(7); // Rekam hit pertama seperti sekarang lastBeat = milis(); }

Langkah 18: SKETSA TUBUH: LOGIKA

Ketik perintah berikut untuk fungsi loop() utama jika Anda membuat sketsa langkah demi langkah.

1. Baca nilai sensor piezo sampai sensor membaca nilai di atas ambang batas, yang menunjukkan pukulan pada snare drum. Simpan waktu pukulan saat ini sebagai ketukan ini.

2. Kemudian, panggil fungsi hitungBPM untuk menghitung denyut per menit. Lewati fungsi waktu pukulan ini dan waktu pukulan terakhir untuk perhitungan. (Langkah selanjutnya berisi isi fungsi). Simpan hasilnya dalam bpm.

3. Selanjutnya, tampilkan denyut per menit pada tampilan LED dengan meneruskan hasilnya ke fungsi dari perpustakaan TM1347 yang disebut showNumberDec().

4. Terakhir, atur waktu pukulan sebelumnya (lastbeat) menjadi waktu pukulan ini (ketukan ini) dan tunggu pukulan berikutnya ke drum.

lingkaran kosong() {

// Apakah kita mendapat pukulan drum? int piezo = analogBaca(PIEZO); if (piezo > THRESHHOLD) { // Catat waktu, hitung bpm dan tampilkan hasil long thisBeat = millis(); int bpm = hitungBPM(thisBeat, lastBeat); display.showNumberDec(bpm); // thisBeat sekarang menjadi lastBeat untuk pukulan drum berikutnya lastBeat = thisBeat; } }

Langkah 19: SKETSA: HITUNG BEAT PER MENIT

Petunjuk: Letakkan fungsi ini di atas fungsi setup dalam program sehingga Anda tidak perlu mendeklarasikannya dua kali.

Lihat diagram di atas untuk contoh perhitungan.

1. Buat fungsi untuk melakukan penghitungan ketukan per menit (bpm). Terima waktu pukulan drum ini (thisTime) dan waktu pukulan drum sebelumnya (lastTime) sebagai parameter.

2. Kurangi waktu antara dua pukulan drum dan simpan sebagai waktu yang telah berlalu. Perbedaan waktu memberikan jumlah ketukan (1) per milidetik (ms).

3. Ubah denyut per milidetik menjadi denyut per menit. Karena ada 1000 milidetik dalam satu detik, bagi 1000 dengan waktu antara dua pukulan untuk mendapatkan ketukan (1) per detik. Karena ada 60 detik dalam satu menit, kalikan dengan 60 untuk mendapatkan ketukan (1) per menit. Bulatkan hasil akhir untuk mengembalikan nilai integer (bilangan bulat).

Jika mau, Anda dapat mengunduh sketsa akhir dari langkah ini

int hitungBPM(lama waktu ini, lama waktu terakhir) {

lama berlalu = thisTime - lastTime; bpm ganda = putaran(1000. / berlalu * 60.); kembali (int)bpm; }

Langkah 20: SIMPAN DAN UPLOAD

1. Di Arduino IDE, pilih File dan pilih Save. Ketik nama sketsa Anda dan klik Simpan untuk menyimpan sketsa (Anda hanya perlu menamainya saat pertama kali menyimpannya).

2. Pilih Sketsa dan pilih Unggah untuk mengunggah sketsa ke Arduino Anda dan bersiaplah untuk pengujian.

Langkah 21: HUBUNGKAN BATERAI DAN UJI PROTOTIPE

Uji perangkat sebelum Anda menyusun versi final.

1. Hubungkan baterai ke mikrokontroler t

2. Tempatkan piezo pada snare drum dan tahan dengan jari Anda.

3. Tekan snare drum beberapa kali dan pastikan bahwa pembacaan memberikan ketukan per menit berdasarkan pukulan drum Anda.

3. Setelah berfungsi dengan benar, Anda dapat menyolder versi final.

Langkah 22: KABEL EKSTENSI SOLDER KE PIEZO

1. Karena piezo akan berada di snare drum dan unit lainnya akan berada di tempat lain, Anda perlu menambah jumlah kabel pada piezo. Solder ujung piezo ke sekitar tiga kaki kawat untuk memberikan kendur ekstra.

Petunjuk: Jika kabel ekstensi Anda tidak berwarna, tandai mana yang merah dan mana yang hitam dari piezo.

Langkah 23: PINDAHKAN KOMPONEN KE PERF BOARD

Selanjutnya, pindahkan sirkuit dari papan tempat memotong roti plastik ke papan perf dan solder komponennya. Versi yang disolder harus identik dengan versi papan tempat memotong roti.

1. Pindahkan mikrokontroler dari papan tempat memotong roti plastik ke papan kinerja, pastikan set pin kiri dan kanan tidak terhubung dan konektor USB menghadap ke arah yang benar. Solder setiap pin ke papan perf.

2. Solder kabel piezo panjang yang Anda pasang (kabel hitam ke GND dan kabel merah ke A0).

3. Solder resistor ke pin yang sama dengan piezo.

4. Solder unit tampilan seperti yang disambungkan ke papan tempat memotong roti (CLK ke D3; DIO ke D2; VCC ke +5V dan GND ke GND).

Langkah 24: TRIM PERF BOARD

1. Potong dengan hati-hati bagian papan kinerja yang tidak digunakan sehingga mikrokontroler pas dengan enklosur proyek.

Langkah 25: LAMPIRAN PROYEK: MODIFIKASI TAMPILAN DIGITAL

1. Gunakan dremel atau alat serupa untuk membuat lubang di bagian atas enklosur proyek agar sesuai dengan tampilan digital.

Langkah 26: ENCLOSURE PROYEK: MODIFIKASI USB

1. Buat lubang di sisi enklosur proyek untuk port USB.

Langkah 27: ENCLOSURE PROYEK: NOTCH UNTUK PIEZO WIRES

Di ujung yang berlawanan dari tempat koneksi USB mikrokontroler, potong takik kecil untuk kabel piezo.

Langkah 28: MERAKIT UNIT AKHIR

1. Pasang layar di bagian atas enklosur proyek sehingga pas di lubang yang Anda buat.

2. Pasang papan kinerja dengan mikrokontroler di bagian bawah enklosur proyek sehingga port USB dapat diakses melalui lubang yang Anda buat.

Petunjuk: Saya meletakkan sepotong kecil papan gabus di antara kedua papan agar tidak saling bersentuhan.

Langkah 29: PENUTUP PROYEK SEKRUP BERSAMA

Pasang kabel piezo melalui takik yang Anda buat dan kencangkan penutup proyek bersama-sama.

Langkah 30: GUNAKAN PIEZO DAN UJI

1. Pasang piezo pada kepala snare drum menggunakan strip velcro.

2. Letakkan sisa perangkat di lantai atau di lokasi lain yang mudah dilihat saat Anda bermain drum.

3. Buat teman band Anda terkesan dengan keterampilan ketepatan waktu Anda yang ditingkatkan!