حارس موقد DRUMMER'S: 30 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

أهم وظيفة لعازف الطبال هي الحفاظ على الوقت. هذا يعني التأكد من بقاء الإيقاع ثابتًا لكل أغنية.

The Drummer's Tempo Keeper هو جهاز يساعد عازفي الطبول على الحفاظ على وقت أفضل. يتكون من قرص بيزو صغير يتم توصيله برأس طبلة الفخ. في كل مرة يقرع فيها الطبال على الطبلة ، يعرض الجهاز النبضات في الدقيقة بناءً على الوقت بين الضربات. إذا بدأت الفرقة في التسريع أو الإبطاء عن غير قصد ، يصبح عازف الدرامز مدركًا على الفور ويمكنه إجراء تصحيح بسيط للحفاظ على إيقاع ثابت.

في عرض حديث مع فرقة أعزف عليها طبولًا ، اعتقد عازف طبول آخر من الجمهور أن فرقي يعزف على مسار نقر - بندول ينقر كل إيقاع في سماعات الأذن التي يرتديها أعضاء الفرقة - لأن الإيقاع كان ثابتًا للغاية في كل أغنية. يا لها من مجاملة وإشادة لحارس الإيقاع في الطبال!

الخطوة 1: الأجزاء

فيما يلي قائمة كاملة بالأجزاء التي تحتاجها لإنشاء Drum Temp Keeper ، والتكلفة التقريبية والملاحظات حول ما استخدمته بالضبط لإنشاء المنجم. يمكنك الحصول على هذه الأجزاء على مواقع الويب مثل Amazon و eBay و Adafruit و SparkFun. عادةً ما تُباع الأجزاء الأقل تكلفة على موقع eBay وتأتي من الصين ، لذا قد يستغرق وصولها بضعة أسابيع. يجب عليك استخدام برامج تشغيل مختلفة إذا حصلت على متحكم دقيق رخيص من الصين (كما فعلت أنا) مما لو اشتريت اسمًا تجاريًا Arduino من الولايات المتحدة الأمريكية. لقد لاحظت ما عليك القيام به لتنزيل وتثبيت برامج التشغيل الأخرى.

1. متحكم. لقد استخدمت استنساخ Arduino Nano من الصين والذي جاء برؤوس ملحومة بالفعل. (4.50 دولارات أمريكية)

2. عرض أربعة أرقام. تأكد من حصولك على شاشة من أربعة أرقام تستخدم أربعة دبابيس. لا تحصل على شاشة عرض مكونة من 7 أجزاء مكونة من أربعة أرقام لأنها تتطلب 12 دبوسًا. (3.50 دولار)

3. ضميمة المشروع. لقد استخدمت حاوية مشروع RadioShack 3 × 2 × 1 . تأكد من أنها بلاستيكية لأنه يجب عليك قطع ثقب للشاشة المكونة من أربعة أرقام. (6.00 دولارات)

4. بيزو لأن هذا الجزء يوضع على أسطوانة الفخ ويخضع للكثير من الحركة والاهتزاز ، يجب عليك استخدام بيزو مع غلاف حوله. هناك إصدارات رخيصة ذات غلاف بلاستيكي ، لكنني اخترت إصدارًا به غلاف أقوى يستخدم في التقاطات الجيتار. (10.00 دولارات أمريكية)

5. سلك تمديد للبيزو. لقد استخدمت سلكًا عاديًا 22 AWG. (1.00 دولار)

6. 10 كيلو أوم المقاوم. 10K بني - أسود - برتقالي - ذهبي. (0.25 دولار أمريكي)

7. حزمة البطارية. كان هذا هو الحل الأسهل بالنسبة لي لأنني لم أرغب في التعامل مع البطاريات القلوية ، فهي بمثابة قاعدة تحت صندوق المشروع وتدوم إلى الأبد! لشيء أصغر ، ربما يمكنك استخدام بضع بطاريات خلايا تعمل بالعملة المعدنية. (8.00 دولارات أمريكية)

8. كبل USB. يوفر الكبل الطاقة لـ Nano من حزمة البطارية ويوفر الواجهة بين جهاز الكمبيوتر الخاص بك و Nano لتحميل الرسم التخطيطي. (0.00 دولار - متضمن مع وحدة التحكم الدقيقة)

9. بيرف بورد. ستلحم المكونات باللوحة ثم تقطع الجزء الذي تستخدمه فقط. (2.00 دولار)

10. اللوح. قمت أولاً بتجميع نموذج أولي لهذا المشروع باستخدام لوح بلاستيكي وأسلاك توصيل. بمجرد أن عملت بشكل صحيح ، قمت بلحام نسخة نهائية على لوحة الأداء. لا تحتاج إلى القيام بذلك ، لكن يوصى به. (2.00 دولار)

11. أسلاك توصيل. أنت بحاجة إلى أربعة أسلاك من الذكور إلى الإناث للتجميع والاختبار واللحام. (1.00 دولار)

12. شرائط الفيلكرو. استخدم الفيلكرو لتوصيل مستشعر الانضغاط بأسطوانة الفخ. يمكنك أيضًا استخدامه لتوصيل حاوية المشروع وحزمة البطارية. (0.80 دولار أمريكي)

التكلفة التقريبية الإجمالية: 39.05 دولارًا أمريكيًا

الخطوة 2: الأدوات

فيما يلي الأدوات التي ستحتاجها لتجميع المشروع

1. لحام الحديد. بمجرد عمل النموذج الأولي ، ستنقل المكونات من اللوح إلى لوحة الأداء.

2. جندى. مثل # 1.

3. دريميل أو أداة مشابهة. ستستخدم هذا لقطع لوحة الأداء وإنشاء ثقوب في حاوية المشروع للشاشة ومنفذ USB.

4. الشريط الكهربائي. سوف تقوم بلحام أسلاك التمديد إلى بيزو ثم وضع شريط كهربائي حول المكان الذي قمت بلحامه.

5. مفك البراغي. أنت بحاجة إلى هذا لفتح ثم إغلاق حاوية المشروع.

6. الحاسوب. ستكتب رسمك التخطيطي على الكمبيوتر وتحميله إلى وحدة التحكم الدقيقة.

7. برنامج Arduino IDE. (متاح أيضًا كأداة قائمة على الويب).

الخطوة 3: كيف يعمل

قبل تجميعها معًا ، من المفيد فهم كيفية عملها.

1. بيزو * هو مكون يقيس مقدار الاهتزاز هناك. نعلق بيزو على أسطوانة الفخ وأسلاك بيزو إلى متحكم دقيق لقراءة مقدار الاهتزاز الموجود على أسطوانة الفخ.

2. يقرأ الرسم التخطيطي للمتحكم الدقيق بيزو لتحديد وقت ضرب الأسطوانة ، ويسجل الوقت. في المرة التالية التي يتم فيها النقر على الطبلة ، يلاحظ ذلك الوقت ويحسب النبضات في الدقيقة بناءً على هذه الضربة والضربة السابقة.

3. نعلق أيضًا شاشة عرض رقمية بالمتحكم الدقيق. بعد أن يحسب النبضات في الدقيقة ، يعرض النتيجة على الشاشة الرقمية. يمكنك وضع هذا الجزء من الجهاز في أي مكان يكون مرئيًا لك أثناء اللعب. أضع خاصتي بالقرب من المرتفعات على الأرض.

ملاحظة: إذا كنت لا تلعب ربع النوتة الموسيقية على الفخ ، فستعكس القراءة كل ما تلعبه. انتظر حتى تعود إلى تشغيل إيقاع الأغنية لتحديد السرعة.

* نستخدم بيزو كمكون INPUT في هذا المشروع لقياس كمية الاهتزاز. في مشاريع أخرى ، عندما تستخدمه كمكوِّن إخراج ، فإنه يُحدث اهتزازات ويصبح متحدثًا!

الخطوة 4: نموذج BREADBOARD

نظرًا لأن اللحام ليس أفضل موهبتي ، فقد قمت أولاً بوضع نموذج أولي للجهاز معًا باستخدام لوح بلاستيكي وأسلاك توصيل لضمان نجاحه. بمجرد أن كان يعمل ، قمت بنقله إلى لوحة الأداء ولحومه. إذا كنت صانعًا متمرسًا ، فيمكنك تخطي هذا الجزء واللحام مباشرة إلى لوحة الأداء بدلاً من ذلك.

1. ضع المتحكم الدقيق في منتصف لوح التجارب بحيث يكون هناك عمود من البلاستيك يفصل بين المسامير الموجودة على الجانب الأيسر من اللوحة والمسامير الموجودة على الجانب الأيمن من اللوحة. تأكد من أن منفذ USB على حافة اللوح وليس في المنتصف ، كما هو موضح في الصورة.

الخطوة 5: ربط PIEZO

إن piezo عبارة عن مستشعر تناظري لأنه يبلغ عن قيمة تتراوح بين 0 و 1024 ، لذلك يحتاج إلى الاتصال بدبوس تمثيلي على اردوينو. لقد استخدمت أول دبوس تمثيلي ، A0.

1. قم بتوصيل السلك الموجب (الأحمر) للبيزو بدبوس A0 في Arduino.

2. قم بتوصيل السلك السلبي (الأسود) للبيزو بأحد دبابيس الأرض (GND) في Arduino.

الخطوة 6: توصيل المقاوم

قم بتوصيل المقاوم بنفس المسامير التي يتصل بها بيزو (A0 و GND)

(لا يهم أي جانب من المقاوم يتصل بأي دبوس ؛ إنهما متماثلان).

الخطوة 7: ربط رقم التعريف الشخصي لشاشة العرض CLK

تتصل وحدة العرض المكونة من أربعة أرقام بدبوسين رقميين على Arduino. لقد استخدمت أول دبابيس رقمية على Nano ، وهما D2 و D3.

قم بتوصيل دبوس CLK على الشاشة بدبوس D3 على Arduino باستخدام كبل من أنثى إلى ذكر

الخطوة 8: قم بتوصيل DISPLAY DIO PIN

قم بتوصيل دبوس DIO على الشاشة بدبوس D2 على Arduino باستخدام كبل من أنثى إلى ذكر

الخطوة 9: قم بتوصيل رقم التعريف الشخصي لشاشة DISPLAY VCC

قم بتوصيل دبوس VCC الموجود على الشاشة بدبوس الطاقة 5 فولت في Arduino باستخدام كابل من أنثى إلى ذكر

الخطوة 10: ربط DISPLAY GND PIN

1. قم بتوصيل دبوس GND على الشاشة بدبوس GND على Arduino باستخدام كبل من أنثى إلى ذكر.

هذا كل ما في النموذج الأولي للإلكترونيات

الخطوة 11: تنزيل برامج تشغيل CH340 (اختياري)

إذا كنت تستخدم Arduino أرخص من الصين ، فمن المحتمل أن تستخدم شريحة CH340 للتواصل مع جهاز كمبيوتر. يجب عليك تنزيل وتثبيت برامج التشغيل لهذه الشريحة. يمكنك تنزيل برامج التشغيل الرسمية من هذا الموقع (الصفحة باللغتين الإنجليزية والصينية إذا نظرت عن كثب). قم بتثبيت برامج التشغيل على جهاز الكمبيوتر الخاص بك عن طريق تشغيل الملف القابل للتنفيذ.

الخطوة 12: تنزيل مكتبة العرض الرقمي (TM1637)

تستخدم الشاشة المكونة من أربعة أرقام شريحة TM1637. تحتاج إلى تنزيل مكتبة تسهل عرض الأرقام على الشاشة الرقمية. انتقل إلى https://github.com/avishorp/TM1637. اختر Clone أو Download وحدد Download Zip. احفظ الملف على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

الخطوة 13: تثبيت مكتبة العرض الرقمي

1. قم بتشغيل برنامج Arduino IDE على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. سيقدم المخطط التفصيلي لرسم فارغ.

2. حدد رسم | تضمين مكتبة | أضف مكتبة ZIP… واختر الملف الذي قمت بتنزيله من Github لتثبيت المكتبة.

الخطوة 14: حدد لوحة ARDUINO والميناء

1. قم بتوصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك باستخدام كابل USB. ثم قم بالتبديل إلى Arduino IDE والرسم الجديد المفتوح.

2. حدد اللوحة الصحيحة ، على سبيل المثال ، Arduino Nano.

3. حدد المنفذ الذي يتصل به Arduino على الكمبيوتر.

الخطوة 15: رسم: الخلفية

1. لتحديد ما إذا كانت الأسطوانة قد تعرضت للضغط أم لا ، نقرأ دبوس مستشعر الانضغاط A0. يقيس البيزو مقدار الاهتزاز على أسطوانة الفخ ويعطينا قيمة بين 0 (بدون اهتزاز) و 1024 (أقصى اهتزاز).

2. نظرًا لاحتمال وجود بعض الاهتزازات الطفيفة من الموسيقى والآلات الأخرى ، لا يمكننا القول أن أي قراءة أعلى من الصفر تشير إلى إصابة الأسطوانة. نحتاج إلى السماح ببعض الضوضاء عندما نتحقق من القراءة من بيزو. أسمي هذه القيمة THRESHHOLD ، واخترت 100. هذا يعني أن أي قراءة أعلى من 100 تشير إلى إصابة الأسطوانة. أي شيء 100 أو أقل هو مجرد ضوضاء. تلميح: إذا أظهر الجهاز قراءات لم تضغط على الأسطوانة ، فقم بزيادة هذه القيمة.

3. نظرًا لأننا نحسب عدد النبضات في الدقيقة ، فنحن بحاجة إلى تتبع وقت كل ضربة على الطبلة. يقوم المتحكم الدقيق بتتبع عدد المللي ثانية التي مرت منذ أن بدأت. هذه القيمة متاحة لنا مع الدالة millis () ، وهي عدد صحيح طويل (اكتب طويل).

الخطوة 16: الرسم التخطيطي: الإعداد المسبق

اكتب ما يلي في الجزء العلوي من الرسم ، فوق وظيفة الإعداد. (إذا كنت تفضل ذلك ، يمكنك تنزيل المخطط النهائي في نهاية الشرح).

1. أولاً ، قم بتضمين المكتبتين اللتين نحتاجهما: TM1637 العرض الذي قمت بتنزيله و math.h.

2. بعد ذلك ، حدد المسامير التي نستخدمها. إذا كنت تتذكر من تجميع الجهاز ، فإن دبوس CLK هو دبوس رقمي 2 ، ودبوس DIO هو دبوس رقمي 3 ودبوس بيزو هو A0 (تمثيلي 0).

3. في الوقت الحالي ، حدد THRESHHOLD لتكون 100.

4. بعد ذلك ، قم بإنشاء متغيرين نحتاجهما للرسم التخطيطي يسمى القراءة (قراءة مستشعر الانضغاط الحالي) وآخر نبضة (وقت الضربة السابقة).

5. أخيرًا ، قم بتهيئة مكتبة TM1637 عن طريق تمرير أرقام الدبوس التي نستخدمها CLK و DIO.

// المكتبات

# تضمين # تضمين // دبابيس # تعريف CLK 2 # تعريف DIO 3 # تعريف PIEZO A0 # تعريف THRESHOLD 100 // المتغيرات int قراءة ؛ طويل الماضي // إعداد مكتبة العرض TM1637 عرض الشاشة (CLK ، DIO) ؛

الخطوة 17: الرسم التخطيطي: وظيفة الإعداد

إذا كنت تقوم ببناء الرسم خطوة بخطوة ، فاكتب ما يلي لوظيفة setup ().

1. استخدم وظيفة pinMode لإعلان دبوس بيزو على أنه دبوس INPUT ، لأننا سنقرأ منه.

2. استخدم وظيفة setBrightness لضبط الشاشة الرقمية على المستوى الأكثر سطوعًا. يستخدم مقياسًا من 0 (الأقل سطوعًا) إلى 7 (الأكثر سطوعًا).

3. نظرًا لعدم وجود ضربة طبلة سابقة ، اضبط هذا المتغير على الوقت الحالي.

الإعداد باطل() {

// إعداد pinMode (PIEZO ، INPUT) ؛ // ضبط عرض سطوع الشاشة. setBrightness (7) ؛ // سجل الضربة الأولى الآن كـ lastBeat = millis () ؛ }

الخطوة 18: رسم الجسم: المنطق

اكتب ما يلي لوظيفة الحلقة الرئيسية () إذا كنت تقوم ببناء الرسم خطوة بخطوة.

1. اقرأ قيمة مستشعر الانضغاط حتى يقرأ المستشعر قيمة أعلى من العتبة ، مما يشير إلى حدوث إصابة على أسطوانة الفخ. قم بتخزين الوقت الحالي للسكتة الدماغية على أنها هذه الضربة.

2. ثم استدعاء دالة calculateBPM لحساب عدد النبضات في الدقيقة. مرر الدالة وقت هذه الضربة ووقت آخر ضربة للحساب. (تحتوي الخطوة التالية على جسم الوظيفة). تخزين النتيجة في نبضة في الدقيقة.

3. بعد ذلك ، اعرض النبضات في الدقيقة على شاشة LED بتمرير النتيجة إلى الوظيفة من مكتبة TM1347 المسماة showNumberDec ().

4. أخيرًا ، قم بتعيين وقت الضربة السابقة (النقرة الأخيرة) ليكون وقت هذه الضربة (هذه النقرة) وانتظر الضربة التالية للطبل.

حلقة فارغة() {

// هل حصلنا على قرع طبول؟ بيزو int = analogRead (PIEZO) ؛ if (piezo> THRESHHOLD) {// سجّل الوقت ، واحسب bpm واعرض النتيجة long thisBeat = millis () ؛ int bpm = calculateBPM (thisBeat، lastBeat) ؛ display.showNumberDec (نبضة في الدقيقة) ؛ // thisBeat هي الآن lastBeat للنسخة التالية من الطبل lastBeat = thisBeat ؛ }}

الخطوة 19: رسم تخطيطي: احسب الضربات لكل دقيقة

تلميح: ضع هذه الوظيفة فوق وظيفة الإعداد في البرنامج حتى لا تضطر إلى إعلانها مرتين.

الرجوع إلى الرسم البياني أعلاه لحساب العينة.

1. إنشاء وظيفة لأداء حساب نبضة في الدقيقة (نبضة في الدقيقة). اقبل وقت ضربة الطبلة هذه (هذه المرة) ووقت ضربة الطبلة السابقة (lastTime) كمعلمات.

2. اطرح الوقت بين ضربتي الطبلة وقم بتخزين ذلك كما انقضى. يوفر الفارق الزمني عدد النبضات (1) لكل مللي ثانية (مللي ثانية).

3. تحويل نبضة في ميلي ثانية إلى نبضة في الدقيقة. نظرًا لوجود 1000 مللي ثانية في الثانية ، اقسم 1000 على الوقت بين الضربتين للحصول على نبضة (1) في الثانية. نظرًا لوجود 60 ثانية في الدقيقة ، اضرب ذلك في 60 لتحصل على نبضة (1) في الدقيقة. تقريب النتيجة النهائية لإرجاع قيمة عدد صحيح (رقم صحيح).

إذا كنت تفضل ذلك ، يمكنك تنزيل المخطط النهائي من هذه الخطوة

int calculateBPM (long thisTime، long lastTime) {

انقضاء فترة طويلة = thisTime - lastTime ؛ ضعف نبضة في الدقيقة = جولة (1000. / انقضاء * 60.) ؛ العودة (int) bpm ؛ }

الخطوة 20: حفظ وتحميل

1. في Arduino IDE ، حدد ملف واختر حفظ. اكتب اسمًا للرسم التخطيطي الخاص بك وانقر فوق حفظ لحفظ الرسم التخطيطي (ما عليك سوى تسميته في المرة الأولى التي تحفظه فيها).

2. حدد Sketch واختر تحميل لتحميل الرسم على Arduino والاستعداد للاختبار.

الخطوة 21: قم بتوصيل البطارية واختبار النموذج الأولي

اختبر الجهاز قبل تجميع الإصدار النهائي.

1. قم بتوصيل حزمة البطارية بالميكروكونترولر ر

2. ضع البيزو على أسطوانة كمين وثبتها في مكانها بإصبعك.

3. اضغط على الطبلة الفخارية عدة مرات وتأكد من أن القراءة توفر النبضات في الدقيقة بناءً على ضربات الطبلة.

3. بمجرد أن تعمل بشكل صحيح ، يمكنك لحام النسخة النهائية.

الخطوة 22: أسلاك تمديد الجندي إلى PIEZO

1. نظرًا لأن بيزو سيكون على أسطوانة الفخ وستكون بقية الوحدة في مكان آخر ، فأنت بحاجة إلى تمديد كمية السلك على بيزو. قم بتلحيم نهايات البيزو بحوالي ثلاثة أقدام من الأسلاك لتوفير مزيد من الركود.

تلميح: إذا لم يكن سلك التمديد ملونًا ، فضع علامة على اللون الأحمر والسلك الأسود من بيزو.

الخطوة 23: نقل المكونات إلى PERF BOARD

بعد ذلك ، انقل الدائرة من اللوح البلاستيكي إلى لوحة الأداء وقم بتوصيل المكونات. يجب أن يكون الإصدار الملحوم مطابقًا لإصدار اللوح.

1. انقل المتحكم الدقيق من اللوح البلاستيكي إلى لوحة الأداء ، وتأكد من أن مجموعتي المسامير اليمنى واليسرى غير متصلة وأن موصل USB في الاتجاه الصحيح. جندى كل دبوس في لوحة الأداء.

2. قم بلحام الأسلاك البيزو الطويلة التي قمت بتوصيلها (السلك الأسود إلى GND والسلك الأحمر إلى A0).

3. جندى المقاوم لنفس المسامير مثل بيزو.

4. لحام وحدة العرض لأنها كانت سلكية على اللوح (CLK إلى D3 ؛ DIO إلى D2 ؛ VCC إلى + 5V و GND إلى GND).

الخطوة 24: تريم لوحة PERF

1. قم بقص المقاطع غير المستخدمة من لوحة الأداء بعناية بحيث يتلاءم المتحكم الدقيق مع حاوية المشروع.

الخطوة 25: ضميمة المشروع: تعديل العرض الرقمي

1. استخدم جهاز dremel أو أداة مشابهة لعمل ثقب في الجزء العلوي من حاوية المشروع ليناسب الشاشة الرقمية.

الخطوة 26: ضميمة المشروع: تعديل USB

1. اقطع فتحة في جانب حاوية المشروع لمنفذ USB.

الخطوة 27: غلاف المشروع: NotCH FOR PIEZO WIRES

على الطرف الآخر من مكان اتصال USB الخاص بالمتحكم الدقيق ، قم بقطع شق صغير للأسلاك بيزو.

الخطوة 28: تجميع الوحدة النهائية

1. قم بتركيب الشاشة في الجزء العلوي من حاوية المشروع بحيث تناسب الفتحة التي قمت بإنشائها.

2. قم بتركيب لوحة perf باستخدام المتحكم الدقيق في الجزء السفلي من حاوية المشروع بحيث يمكن الوصول إلى منفذ USB من خلال الفتحة التي قمت بإنشائها.

تلميح: لقد وضعت قطعة صغيرة من لوح الفلين بين اللوحين حتى لا يلمس أحدهما الآخر.

الخطوة 29: قم ببرمجة غلاف المشروع معًا

قم بتركيب أسلاك بيزو من خلال الشق الذي قمت بإنشائه وقم بربط حاوية المشروع معًا.

الخطوة 30: جبل بيزو والاختبار

1. قم بتركيب بيزو على رأس طبلة الفخ باستخدام شرائط الفيلكرو.

2. إرضاء بقية الجهاز على الأرض أو في مكان آخر يسهل رؤيته أثناء عزف الطبول.

3. اعجاب زملائك في الفرقة بمهاراتك المحسنة في ضبط الوقت!