Menara Lonceng Terkendali Arduino/Carillon: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:59

Ini adalah satu set lonceng musik yang digerakkan oleh solenoida dan dikendalikan oleh mikrokontroler Arduino. Ada 8 lonceng yang mencakup satu oktaf. Lonceng dapat dikontrol dari PC, atau menara dapat berdiri sendiri dan memainkan melodi yang telah diprogram sebelumnya. Lihat halaman terakhir untuk video aksinya.

Langkah 1: Bagian

Bagian-bagian berikut digunakan: 1 set bel tangan berwarna. Saya mendapatkan ini dari Aldi lokal saya seharga $20. Mereka menjangkau rentang dari C ke C. (yaitu c, d, e, f, g, A, B, C). Panel & braket kayu untuk menahan lonceng dan solenoida di tempatnya. $10.8 Solenoid untuk membunyikan lonceng. Saya memiliki ini tergeletak di sekitar di kotak sampah saya. Saya mendapatkannya dari tukang reparasi mesin tik yang membuangnya. Anda mungkin dapat menemukan yang serupa di mikrokontroler Ebay. Arudino. ~$45. Saya mendapatkan milik saya dari SparkFun electronics. Proto/Perf board & komponen lain-lain untuk membuat 'perisai' kustom saya untuk arduino. $10. Papan pengemudi Darlington. Saya menggunakan yang saya miliki, tetapi saya yakin mereka tidak dijual terpisah. Seharusnya mungkin untuk membuatnya menggunakan chip ULN2803 untuk beberapa dolar.

Langkah 2: Pengerjaan Kayu

Cukup mengejutkan langkah ini memakan waktu paling lama. Pengodean dan pengkabelan membutuhkan waktu lebih sedikit daripada mengeringkan lem. Kerangka untuk ini cukup sederhana. Hanya sepotong kayu lapis untuk menahan semua lonceng, ditambah beberapa kurung pinus untuk solenoida. Semuanya direkatkan dengan lem PVA. Untuk membuat braket solenoid lebih berulang, saya membuat stensil di MS Visio dan kemudian direkatkan ke kayu. Ini sangat membantu untuk memiliki semua solenoida pada jarak yang konstan dari bel. Jika Anda melakukan ini, saya tidak bisa cukup menekankan untuk mengukur dengan hati-hati untuk lokasi striker. Lonceng terdengar sangat berbeda tergantung di mana Anda memukulnya dan 'lemparan' dari solenoida.

Langkah 3: Elektronik & Pengkabelan

Sisi pengemudi: Saya cukup beruntung memiliki pengemudi darlington, yang sangat menyederhanakan desain. Darlington adalah transistor daya yang dapat Anda gunakan untuk menggerakkan beban yang lebih berat daripada yang biasanya didukung oleh pin mikrokontroler kecil. Papan yang saya gunakan didasarkan pada chip ULN2803, yang cukup umum dan murah. Harap dicatat: Solenoid (biasanya) tidak dirancang untuk digerakkan terus-menerus! Mereka mungkin meleleh jika Anda melakukannya! Lihat bagian perangkat lunak untuk info lebih lanjut. Sisi Arduino: Ini hanya masalah menemukan 8 pin IO dari arduino untuk menggerakkan input Darlington. Karena saya ingin mengirim dan menerima data serial, saya tidak bisa menggunakan pin 0 & 1, jadi saya akhirnya menggunakan digital 2, 3, 4&5 di satu sisi, dan menggunakan empat pin input analog di sisi lain sebagai output digital. Saya juga menambahkan potensiometer yang dihubungkan ke input analog #5, yang digunakan untuk mengontrol tempo. Dua LED digunakan untuk umpan balik visual dari driver. Pin 8-13 tidak berguna karena jarak pin arduino yang funky (grr…)Catatan tentang Daya: Meskipun awalnya saya memasang kabel ini untuk menggunakan catu daya eksternal untuk menggerakkan solenoida, saya menemukan (secara tidak sengaja) bahwa daya USB sudah mencukupi. Saya khawatir bahwa pulsa arus yang tiba-tiba akan menyebabkan tegangan turun, dan mikrokontroler menjadi 'cokelat', tetapi ini tampaknya tidak terjadi. Jarak tempuh Anda mungkin berbeda. Karena jauh lebih nyaman bagi saya untuk hanya menggunakan daya USB, saya akan terus melakukannya sampai saya mendapat masalah.

Langkah 4: Desain Perangkat Lunak

Strategi desainTujuannya adalah agar menara lonceng digerakkan dari PC. Tautan USBSerial Arduino adalah cara ideal untuk melakukan ini. Arduino menerima data serial dari PC yang sesuai dengan not mana yang akan dimainkan. Protokolnya mudah; catatan semuanya dalam padanan teks ASCII mereka. Ada juga nomor numerik sebagai penundaan variabel. PC mengirimkan: "cde2fgABC" dan Arduino memainkan lonceng 1, 2, 3, beristirahat selama setengah nada dan kemudian memainkan lonceng 4, 5, 6, 7&8. Tip of the hat to John Plocher untuk proyek ServoBells-nya, yang sebagian terinspirasi proyek ini. Kode Samping Arduino:Kode arduino menerima data serial, mendekode not mana atau penundaan untuk dimainkan, dan kemudian mengaktifkan solenoida dengan tepat. Omong-omong. Pastikan kode Anda dirancang agar solenoida tidak terus menyala!. Jika Anda tidak sengaja membiarkan solenoida menyala, itu akan meleleh. Saya memecahkan ini dengan membuat catatan rutin saya memblokir sampai solenoid dimatikan, daripada terus-menerus polling, dll. Kode Sisi PC: Program klien ditulis dalam C#. Ini memiliki tombol untuk setiap nada individu, serta tombol untuk melodi yang telah diprogram sebelumnya. Data catatan dikirim ke port serial. Kode sumber untuk semuanya terlampir. Ruang untuk perbaikan:

Catatan polifonik

Saya mengabaikan kemungkinan untuk memainkan dua nada secara bersamaan, karena saya tidak berpikir nada apa pun yang mampu masuk ke dalam 1 oktaf akan membutuhkannya. Selain itu menembakkan lebih dari satu kaleng solenoida

Membunuh antrian

PC mengirimkan kalimat-kalimat besar catatan ke arduino, yang kemudian memprosesnya sampai antrian kosong. Namun untuk nada-nada besar, ini bisa melelahkan dan mungkin diinginkan untuk bisa menginterupsi nada yang sedang berjalan. Ini dapat dicapai dengan memiliki beberapa huruf lain dalam kalimat serial (misalnya 'x') sebagai kode untuk menyiram buffer.

Langkah 5: Mengoperasikan Lonceng

Mengoperasikan lonceng cukup sederhana. Colokkan kabel USB dan buka perangkat lunak PC. Anda dapat mengklik masing-masing tombol bel untuk memutar lagu. Opsional ada tombol untuk memainkan tangga nada, lagu yang telah diprogram dan juga kotak teks untuk entri teks bentuk bebas. Saya telah menyertakan video dari lonceng yang diputar. Sejauh ini hanya lagu-lagu sederhana yang diprogram. Video ada di sini: https://blip.tv/file/1521415(Jika ada yang tahu cara memainkan tema Futurama dalam satu oktaf C hingga C, beri tahu saya….)