Arduino Controlled Bell Tower/Carillon: 5 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Detta är en uppsättning musikaliska klockor som drivs av solenoider och styrs av en Arduino mikrokontroller. Det finns 8 klockor som täcker en oktav. Klockorna kan styras från en dator, eller så kan tornet stå ensam och spela förprogrammerade melodier. Kolla in den sista sidan för video av det i aktion.

Steg 1: Delar

Följande delar användes: 1 uppsättning kromatiska handklockor. Jag fick dessa från min lokala Aldi för $ 20. De täcker intervallet från C till C. $ 10,8 solenoider för att slå klockorna. Jag hade dessa liggande i min skräpbox. Jag fick dem från en skrivmaskinreparatör som kastade dem. Du kan förmodligen hitta liknande på Ebay. Arudino mikrokontroller. ~ $ 45. Jag fick min från SparkFun electronics. Proto/Perf -bräda & diverse komponenter för att göra min anpassade 'sköld' för arduino. $ 10 Darlington förarbräda. Jag använde en som jag hade lagt, men jag tror att de inte säljs separat. Bör vara möjligt att göra det med ULN2803 -chipet för ett par dollar.

Steg 2: Träbearbetning

Överraskande nog tog detta steg det längsta. Kodningen och kabeldragningen tog mindre tid än för limet att torka. Ramen för detta var ganska enkel. Bara en bit plywood för att hålla alla klockor, plus några tallkonsoler för solenoiderna. Allt limmades ihop med PVA -lim. För att göra solenoidfästena mer repeterbart gjorde jag en stencil i MS Visio och sedan limmade jag det på träet. Detta hjälpte mycket att ha alla solenoiderna på ett konstant avstånd från klockan. Om du gör detta kan jag inte betona nog för att mäta noggrant för anfallarens platser. Klockorna låter ganska olika beroende på var du träffar dem och solenoidens "kast".

Steg 3: Elektronik och ledningar

Förarsidan: Jag hade turen att ha en darlington -förare som låg, vilket förenklade designen mycket. Darlington är en effekttransistor som du kan använda för att driva tyngre belastningar än de små mikrokontrollerstiften normalt skulle stödja. Kortet jag använde är baserat på ULN2803 -chipet, vilket är ganska vanligt och billigt. Observera: Magnetventiler är (vanligtvis) inte konstruerade för att köras konstant! De kan smälta om du gör det! Se programvaruavsnittet för mer information. Arduino -sida: Det här var bara att hitta 8 IO -stift från arduino för att driva Darlington -ingångarna. Eftersom jag ville skicka och ta emot seriell data kunde jag inte använda stiften 0 & 1, så jag slutade med siffrorna 2, 3, 4 & 5 på ena sidan och använde fyra av de analoga ingångsstiften på andra sidan som digitala utgångar. Jag lade också till en potentiometer ansluten till analog ingång #5, som används för att styra tempot. Två lysdioder används för visuell återkoppling av föraren. Stift 8-13 var inte till någon nytta på grund av det funky arduino-stiftavståndet (grr …) Anmärkningar om ström: Även om jag ursprungligen kopplade detta till en extern strömförsörjning för att driva solenoiderna, Upptäckte jag (av misstag) att USB-strömmen var tillräcklig. Jag hade varit orolig för att den plötsliga strömpulsen skulle få spänningen att sjunka och att mikrokontrollern skulle bli "brun", men det verkar inte som att det inträffade. Din körsträcka kan variera. Eftersom det är mycket bekvämare för mig att bara använda USB -strömmen, kommer jag att fortsätta göra det tills jag har ett problem.

Steg 4: Programvarudesign

Designstrategi Målet för detta var att få klocktornet att drivas från datorn. Arduinos USBSerial -länk var det perfekta sättet att göra detta. Arduino tar emot seriell data från datorn som motsvarar vilka toner som ska spelas. Protokollet är enkelt; anteckningarna finns alla i sina ASCII -textekvivalenter. Det finns också ett numeriskt tal som en variabel fördröjning. Datorn skickar: "cde2fgABC" och Arduino spelar klockor 1, 2, 3, vilar en halv ton och spelar sedan klockor 4, 5, 6, 7 och 8. Tips på hatten till John Plocher för hans ServoBells -projekt, som delvis inspirerade Arduino -sidkod: Arduino -koden tar emot seriell data, avkodar vilken ton eller fördröjning som ska spelas och växlar sedan på rätt sätt. Se till att din kod är utformad så att solenoider inte hålls på !. Om du lämnar en solenoid av misstag kommer den att smälta. Jag löste detta genom att låta mina anteckningsrutiner blockera tills solenoiden stängs av, snarare än att ständigt polla etc. PC Sidkod: Klientprogrammet skrevs i C#. Den har knappar för varje enskild ton, samt knappar för förprogrammerade melodier. Anteckningsdata skickas till serieporten. Källkoden för allt är bifogad. Rum för förbättring:

Polyfoniska toner

Jag slutade med möjligheten att spela två toner samtidigt, eftersom jag inte trodde att några låtar som kunde passa in i en oktav skulle kräva dem. Dessutom avfyras mer än en magnetventil

Att döda kön

Datorn skickar stora meningsanteckningar ner till arduinoen, som sedan bearbetar dem tills kön töms. Men för stora låtar kan detta vara tröttsamt och det kan vara önskvärt att kunna avbryta en låt. Detta kan åstadkommas genom att ha någon annan bokstav i seriesatsen (t.ex. 'x') som en kod för att spola bufferten.

Steg 5: Använda klockorna

Att använda klockorna är ganska enkelt. Anslut USB -kabeln och öppna PC -programvaran. Du kan klicka på de enskilda klockknapparna för att spela en låt. Alternativt finns det knappar för att spela skalor, förprogrammerade låtar och även en textruta för fritt format textinmatning. Jag har inkluderat en video av klockorna som spelas. Hittills är bara enkla låtar programmerade i. Video finns här: https://blip.tv/file/1521415 (Om någon vet hur man spelar Futurama -temat i en C till C -oktav, vänligen meddela mig …)