TEMPO KEEPER DO BATERISTA: 30 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

A tarefa mais importante de um baterista é manter o tempo. Isso significa garantir que a batida permaneça constante para cada música.

O Drummer's Tempo Keeper é um dispositivo que ajuda os bateristas a manter o tempo ainda melhor. Ele consiste em um pequeno disco piezoelétrico que se conecta à cabeça da caixa. Cada vez que o baterista bate na caixa, o dispositivo exibe as batidas por minuto com base no tempo entre as batidas. Se a banda começar a acelerar ou desacelerar involuntariamente, o baterista fica imediatamente ciente e pode fazer uma pequena correção para manter um andamento consistente.

Em uma apresentação recente com uma banda para a qual toco bateria, outro baterista na platéia pensou que minha banda estava tocando uma faixa de clique - um metrônomo que clica a cada batida nos fones de ouvido que os membros da banda usam - porque a batida era tão constante ao longo de cada música. Que elogio e homenagem ao Drummer's Tempo Keeper!

Etapa 1: PARTES

Aqui está uma lista completa das peças de que você precisa para criar o Drum Temp Keeper, o custo aproximado e notas sobre exatamente o que usei para criar o meu. Você pode obter essas peças em sites como Amazon, eBay, Adafruit e SparkFun. As peças menos caras geralmente são vendidas no eBay e vêm da China, então podem levar algumas semanas para chegar. Você precisa usar drivers diferentes se comprar um microcontrolador barato da China (como eu fiz) do que se comprar um Arduino de marca dos EUA. Eu anotei o que você precisa fazer para baixar e instalar os outros drivers.

1. Microcontrolador. Usei um clone do Arduino Nano da China que veio com os cabeçalhos já soldados. ($ 4,50)

2. Display de quatro dígitos. Certifique-se de obter um display de quatro dígitos que usa quatro pinos. Não obtenha um display de quatro dígitos de 7 segmentos porque requer 12 pinos. ($ 3,50)

3. Gabinete do projeto. Usei um invólucro de projeto RadioShack 3 "x 2" x 1 ". Certifique-se de que seja de plástico, pois você terá que fazer um orifício para o display de quatro dígitos. ($ 6,00)

4. Piezo Como essa parte fica na caixa e está sujeita a muitos movimentos e vibrações, você deve usar um piezo com um invólucro ao redor. Existem versões baratas com caixa de plástico, mas optei por uma com uma caixa mais forte que é usada para captadores de guitarra. ($ 10,00)

5. Fio de extensão para piezo. Usei fio 22 AWG normal. ($ 1,00)

6. Resistor de 10K Ohm. O 10K é marrom - preto - laranja - dourado. ($ 0,25)

7. Pacote de bateria. Esta foi a solução mais fácil para mim porque não quis incomodar com pilhas alcalinas, serve de base por baixo da caixa do projecto e dura para sempre! Para algo menor, você provavelmente poderia usar algumas baterias de célula tipo moeda. ($ 8,00)

8. Cabo USB. O cabo fornece energia para o Nano a partir da bateria e fornece a interface entre o seu computador e o Nano para carregar o esboço. ($ 0,00 - incluído com o microcontrolador)

9. Perf Board. Você vai soldar os componentes na placa e depois cortar apenas a parte que está usando. ($ 2,00)

10. Placa de ensaio. Primeiro montei um protótipo deste projeto usando uma placa de ensaio de plástico e fios de jumper. Assim que o fiz funcionar corretamente, soldei uma versão final na placa de desempenho. Você não precisa fazer isso, mas é recomendado. ($ 2,00)

11. Fios de jumpers. Você precisa de quatro fios macho-fêmea para montar, testar e soldar. ($ 1,00)

12. Tiras de velcro. Use o velcro para prender o sensor piezoelétrico à caixa. Você também pode usá-lo para conectar o gabinete do projeto e a bateria. ($ 0,80)

Custo total aproximado: $ 39,05

Etapa 2: FERRAMENTAS

Aqui estão as ferramentas de que você precisará para montar o projeto

1. Ferro de soldar. Assim que o protótipo estiver funcionando, você moverá os componentes do breadboard para um perfboard.

2. Solda. Igual ao # 1.

3. Dremel ou ferramenta semelhante. Você usará isso para cortar a placa de desempenho e criar orifícios no gabinete do projeto para o monitor e a porta USB.

4. Fita isolante. Você vai soldar fios de extensão ao piezo e, em seguida, colocar fita isolante ao redor do local que soldou.

5. Chave de fenda. Você precisa disso para abrir e fechar o gabinete do projeto.

6. Computador. Você escreverá seu esboço no computador e fará o upload para o microcontrolador.

7. Software Arduino IDE. (também disponível como uma ferramenta baseada na Web).

Etapa 3: COMO FUNCIONA

Antes de colocá-lo junto, é útil entender como funciona.

1. Um piezo * é um componente que mede quanta vibração existe. Colocamos o piezo na caixa e os fios do piezo em um microcontrolador para ler a quantidade de vibração presente na caixa.

2. O esboço do microcontrolador lê o piezo para determinar quando o tambor foi atingido e registra o tempo. Na próxima vez que o tambor for batido, ele anota esse tempo e calcula as batidas por minuto com base nessa batida e na batida anterior.

3. Também anexamos um display digital ao microcontrolador. Depois de calcular os batimentos por minuto, ele exibe o resultado no visor digital. Você pode colocar essa parte do dispositivo em qualquer lugar que seja visível para você enquanto joga. Coloquei o meu ao lado do chapéu alto no chão.

Nota: Se você não estiver tocando semínimas na caixa, a leitura refletirá o que você estiver tocando. Espere até voltar a tocar a batida da música para determinar a velocidade.

* Usamos um piezo como um componente INPUT neste projeto para medir a quantidade de vibração. Em outros projetos, quando você o usa como um componente de SAÍDA, ele cria vibrações e se torna um alto-falante!

Etapa 4: PROTÓTIPO DO BREADBOARD

Como a soldagem não é meu maior talento, primeiro coloquei um protótipo de dispositivo usando uma placa de ensaio de plástico e fios de jumper para garantir que funcionasse. Uma vez que estava funcionando, mudei-o para uma placa de desempenho e soldou-o. Se você é um fabricante experiente, pode pular esta parte e soldar diretamente em uma placa de perfuração.

1. Coloque o microcontrolador no meio da placa de ensaio de forma que haja uma coluna de plástico que separa os pinos do lado esquerdo da placa e os pinos do lado direito da placa. Certifique-se de que a porta USB esteja na extremidade da placa de ensaio e não no meio, como mostrado na imagem.

Etapa 5: CONECTAR PIEZO

O piezo é um sensor analógico porque reporta um valor entre 0 e 1024, então ele precisa se conectar a um pino analógico no arduino. Usei o primeiro pino analógico, A0.

1. Conecte o fio positivo (vermelho) do piezo ao pino A0 no Arduino.

2. Conecte o fio negativo (preto) do piezo a um dos pinos de aterramento (GND) do Arduino.

Etapa 6: CONECTE O RESISTOR

Conecte o resistor aos mesmos pinos aos quais o piezo está conectado (A0 e GND)

(Não importa qual lado do resistor se conecta a qual pino; eles são iguais.)

Etapa 7: CONECTAR DISPLAY CLK PIN

A unidade de exibição de quatro dígitos se conecta a dois pinos digitais no Arduino. Usei os dois primeiros pinos digitais no Nano, que são D2 e D3.

Conecte o pino CLK na tela ao pino D3 no Arduino usando um cabo fêmea para macho

Etapa 8: CONECTE O PIN DO EXIBIÇÃO DE DIO

Conecte o pino DIO na tela ao pino D2 no Arduino usando um cabo fêmea para macho

Etapa 9: CONECTAR O PIN VCC DO DISPLAY

Conecte o pino VCC na tela ao pino de alimentação de 5 V no Arduino usando um cabo fêmea para macho

Etapa 10: CONECTAR O PIN GND DO DISPLAY

1. Conecte o pino GND na tela a um pino GND no Arduino usando um cabo fêmea para macho.

Isso é tudo para o protótipo eletrônico

Etapa 11: BAIXAR DRIVERS CH340 (opcional)

Se você estiver usando um Arduino mais barato da China, ele provavelmente usa o chip CH340 para se comunicar com um computador. Você deve baixar e instalar os drivers desse chip. Você pode baixar os drivers oficiais deste site (a página está em inglês e chinês se você olhar de perto). Instale os drivers em seu PC executando o executável.

Etapa 12: BAIXE A BIBLIOTECA DE TELA DIGITAL (TM1637)

O display de quatro dígitos usa um chip TM1637. Você precisa baixar uma biblioteca que facilite a exibição de números no visor digital. Acesse https://github.com/avishorp/TM1637. Escolha Clonar ou Baixar e selecione Baixar Zip. Salve o arquivo no seu computador.

Etapa 13: INSTALAR A BIBLIOTECA DE TELA DIGITAL

1. Execute o software Arduino IDE em seu computador. Ele apresentará o esboço de um esboço em branco.

2. Selecione Sketch | Incluir Biblioteca | Adicione. ZIP Library… e escolha o arquivo que você baixou do Github para instalar a biblioteca.

Etapa 14: SELECIONE A PLACA ARDUINO E A PORTA

1. Conecte o Arduino ao seu computador com um cabo USB. Em seguida, mude para o IDE do Arduino e o novo esboço que está aberto.

2. Selecione a placa correta, por exemplo, o Arduino Nano.

3. Selecione a porta à qual seu Arduino está conectado no computador.

Etapa 15: ESBOÇO: FUNDO

1. Para determinar se o tambor foi atingido, lemos o pino A0 do sensor piezoelétrico. O piezo mede a quantidade de vibração na caixa e nos dá um valor entre 0 (sem vibração) e 1024 (vibração máxima).

2. Como pode haver algumas leves vibrações da música e dos outros instrumentos, não podemos dizer que qualquer leitura acima de zero indica uma batida no tambor. Precisamos permitir algum ruído quando verificamos a leitura do piezo. Eu chamo esse valor de THRESHHOLD e selecionei 100. Isso significa que qualquer leitura acima de 100 indica uma batida no tambor. Qualquer coisa igual ou inferior a 100 é apenas ruído. Dica: se o aparelho mostrar leituras quando você ainda não bateu no tambor, aumente este valor.

3. Como estamos calculando as batidas por minuto, precisamos rastrear o tempo de cada batida para o tambor. O microcontrolador controla o número de milissegundos que se passaram desde que foi iniciado. Este valor está disponível para nós com a função millis (), que é um inteiro longo (tipo long).

Etapa 16: ESBOÇO: PRÉ-CONFIGURAÇÃO

Digite o seguinte no topo do esboço, acima da função de configuração. (Se preferir, você pode baixar o esboço final no final da explicação).

1. Primeiro, inclua as duas bibliotecas de que precisamos: TM1637Display que você baixou e math.h.

2. Em seguida, defina os pinos que estamos usando. Se você se lembrar da montagem do dispositivo, o pino CLK é o pino digital 2, o pino DIO é o pino digital 3 e o pino Piezo é A0 (analógico 0).

3. Por enquanto, defina o THRESHHOLD como 100.

4. Em seguida, crie duas variáveis de que precisamos para o esboço chamado leitura (a leitura do sensor piezoelétrico atual) e última batida (o tempo do curso anterior).

5. Finalmente, inicialize a biblioteca TM1637 passando os números dos pinos que estamos usando o CLK e DIO.

// Bibliotecas

#include #include // Pins #define CLK 2 #define DIO 3 #define PIEZO A0 #define THRESHHOLD 100 // Variáveis int reading; long lastBeat; // Configurar biblioteca de exibição TM1637Display display (CLK, DIO);

Etapa 17: ESBOÇO: FUNÇÃO DE CONFIGURAÇÃO

Se você estiver construindo o esboço passo a passo, digite o seguinte para a função setup ().

1. Use a função pinMode para declarar o pino piezoelétrico como um pino INPUT, já que iremos ler a partir dele.

2. Use a função setBrightness para definir o display digital para o nível mais brilhante. Ele usa uma escala de 0 (menos brilhante) a 7 (mais brilhante).

3. Como não temos uma batida de bateria anterior, defina essa variável para a hora atual.

void setup () {

// Configurar pinos pinMode (PIEZO, INPUT); // Define o brilho da tela display.setBrightness (7); // Grava a primeira ocorrência como agora lastBeat = millis (); }

Etapa 18: ESBOÇO DO CORPO: A LÓGICA

Digite o seguinte para a função loop () principal se estiver construindo o esboço passo a passo.

1. Leia o valor do sensor piezoelétrico até que o sensor leia um valor acima do limite, indicando uma batida na caixa. Armazene a hora atual do golpe como este.

2. Em seguida, chame a função calcularBPM para calcular os batimentos por minuto. Passe a função o tempo deste curso e o tempo do último curso para o cálculo. (A próxima etapa contém o corpo da função). Armazene o resultado em bpm.

3. Em seguida, exiba os batimentos por minuto no visor de LED passando o resultado para a função da biblioteca TM1347 chamada showNumberDec ().

4. Finalmente, defina o tempo da batida anterior (última batida) como a hora desta batida (esta batida) e aguarde a próxima batida no tambor.

void loop () {

// Conseguimos uma batida de bateria? int piezo = analogRead (PIEZO); if (piezo> THRESHHOLD) {// Registra o tempo, calcula bpm e exibe o resultado long thisBeat = millis (); int bpm = calcularBPM (thisBeat, lastBeat); display.showNumberDec (bpm); // thisBeat agora é lastBeat para a próxima batida de bateria lastBeat = thisBeat; }}

Etapa 19: ESBOÇO: CALCULAR BATIDAS POR MINUTO

Dica: coloque esta função acima da função de configuração no programa para que você não precise declará-la duas vezes.

Consulte o diagrama acima para um cálculo de amostra.

1. Crie uma função para realizar o cálculo de batidas por minuto (bpm). Aceite a hora desta batida de bateria (thisTime) e a hora da batida de bateria anterior (lastTime) como parâmetros.

2. Subtraia o tempo entre as duas batidas da bateria e armazene-o conforme decorrido. A diferença de tempo fornece o número de batidas (1) por milissegundo (ms).

3. Converta batidas por milissegundo em batidas por minuto. Como existem 1000 milissegundos em um segundo, divida 1000 pelo tempo entre as duas batidas para obter batidas (1) por segundo. Como há 60 segundos em um minuto, multiplique isso por 60 para obter batidas (1) por minuto. Arredonde o resultado final para retornar um valor inteiro (número inteiro).

Se preferir, você pode baixar o esboço final desta etapa

int calculBPM (long thisTime, long lastTime) {

longo decorrido = thisTime - lastTime; bpm duplo = redondo (1000. / decorrido * 60.); return (int) bpm; }

Etapa 20: SALVAR E CARREGAR

1. No IDE do Arduino, selecione Arquivo e escolha Salvar. Digite um nome para o seu esboço e clique em Salvar para salvá-lo (você só precisa nomeá-lo na primeira vez que salvá-lo).

2. Selecione Sketch e escolha Upload para carregar o sketch para seu Arduino e se preparar para o teste.

Etapa 21: CONECTE A BATERIA E TESTE O PROTÓTIPO

Teste o dispositivo antes de montar a versão final.

1. Conecte a bateria ao microcontrolador t

2. Coloque o piezo em uma caixa e segure-o no lugar com o dedo.

3. Bata na caixa algumas vezes e verifique se a leitura fornece as batidas por minuto com base nas batidas da bateria.

3. Assim que estiver funcionando corretamente, você pode soldar a versão final.

Etapa 22: FIOS DE EXTENSÃO DO SOLDADOR PARA PIEZO

1. Como o piezo estará na caixa e o resto da unidade em outro lugar, você precisa estender a quantidade de fio no piezo. Solde as pontas do piezo com cerca de um metro de fio para fornecer uma folga extra.

Dica: Se o seu fio de extensão não for colorido, marque qual é o fio vermelho e qual é o fio preto do piezo.

Etapa 23: MOVER COMPONENTES PARA A PLACA PERF

Em seguida, mova o circuito da placa de ensaio de plástico para a placa de desempenho e solde os componentes. A versão soldada deve ser idêntica à versão da placa de ensaio.

1. Mova o microcontrolador da placa de ensaio de plástico para a placa de desempenho, certificando-se de que os conjuntos de pinos esquerdo e direito não estejam conectados e que o conector USB esteja voltado para a direção certa. Solde cada pino na placa de desempenho.

2. Solde os fios piezo longos que você conectou (fio preto ao GND e fio vermelho ao A0).

3. Solde o resistor nos mesmos pinos do piezo.

4. Solde a unidade de exibição como foi conectada na placa de ensaio (CLK para D3; DIO para D2; VCC para + 5V e GND para GND).

Etapa 24: TRIM PERF BOARD

1. Corte com cuidado as seções não utilizadas da perf Board para que o microcontrolador se encaixe no gabinete do projeto.

Etapa 25: CAIXA DO PROJETO: MODIFICAÇÃO DA TELA DIGITAL

1. Use uma dremel ou ferramenta semelhante para fazer um orifício na parte superior do gabinete do projeto para encaixar no display digital.

Etapa 26: CAIXA DO PROJETO: MODIFICAÇÃO DE USB

1. Faça um orifício na lateral do gabinete do projeto para a porta USB.

Etapa 27: CAIXA DO PROJETO: ENTALHE PARA FIOS PIEZO

Na extremidade oposta de onde está a conexão USB do microcontrolador, corte um pequeno entalhe para os fios piezo.

Etapa 28: MONTE A UNIDADE FINAL

1. Monte a tela na parte superior do gabinete do projeto para que se encaixe no orifício que você criou.

2. Monte a perf Board com o microcontrolador na parte inferior do gabinete do projeto de forma que a porta USB seja acessível através do orifício que você criou.

Dica: coloquei um pequeno pedaço de placa de cortiça entre as duas placas para que não se toquem.

Etapa 29: PARAFUSAR A CAIXA DO PROJETO JUNTOS

Encaixe os fios piezo através do entalhe que você criou e aparafuse o gabinete do projeto.

Etapa 30: MONTE PIEZO E TESTE

1. Monte o piezo na cabeça da caixa usando tiras de velcro.

2. Coloque o resto do dispositivo no chão ou em outro local que seja fácil de ver enquanto você estiver tocando bateria.

3. Impressione seus companheiros de banda com suas habilidades aprimoradas de cronometragem!