Torre do sino / carrilhão controlados pelo Arduino: 5 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:40

Este é um conjunto de sinos musicais que são acionados por solenóides e controlados por um microcontrolador Arduino. Existem 8 sinos cobrindo uma oitava. Os sinos são controláveis a partir de um PC, ou a torre pode ficar sozinha e tocar melodias pré-programadas. Confira a página final para ver o vídeo em ação.

Etapa 1: peças

Foram utilizadas as seguintes peças: 1 conjunto de sinos manuais cromáticos. Comprei-os do meu Aldi local por $ 20. Eles abrangem a faixa de C a C. (ou seja, c, d, e, f, g, A, B, C). Painel de madeira e suportes para manter os sinos e solenóides no lugar. $ 10,8 Solenóides para tocar os sinos. Eu tinha isso na minha caixa de lixo. Comprei-os de um técnico de máquinas de escrever que os jogou fora. Você provavelmente pode encontrar semelhante no microcontrolador Ebay. Arudino. ~ $ 45. Eu peguei o meu da SparkFun electronics. Proto / Perf board e componentes diversos para fazer meu 'escudo' personalizado para o arduino. $ 10. Placa de motorista Darlington. Usei um que tinha por aí, mas acredito que não sejam vendidos separadamente. Deve ser possível fazê-lo usando o chip ULN2803 por alguns dólares.

Etapa 2: marcenaria

Surpreendentemente, essa etapa foi a mais longa. A codificação e a fiação levaram menos tempo do que para a cola secar. A moldura para isso era bem simples. Apenas um pedaço de compensado para segurar todos os sinos, além de alguns suportes de pinho para os solenóides. Tudo foi colado com cola PVA. Para deixar os suportes do solenóide mais repetitivos, fiz um estêncil em MS Visio e colei na madeira. Isso ajudou muito a ter todos os solenóides a uma distância constante do sino. Se você fizer isso, não posso me estressar o suficiente para medir com cuidado as localizações dos atacantes. Os sinos soam bem diferentes dependendo de onde você os atinge e do 'lançamento' do solenóide.

Etapa 3: Eletrônica e fiação

Lado do motorista: Tive a sorte de ter um driver Darlington por perto, o que simplificou muito o design. O darlington é um transistor de potência que você pode usar para conduzir cargas mais pesadas do que os minúsculos pinos do microcontrolador normalmente suportariam. A placa que usei é baseada no chip ULN2803, que é bastante comum e barato. Observação: os solenóides (geralmente) não são projetados para serem acionados constantemente! Eles podem derreter se você fizer isso! Consulte a seção de software para obter mais informações. Lado do Arduino: Isso foi apenas uma questão de encontrar 8 pinos IO do Arduino para acionar as entradas do Darlington. Como eu queria enviar e receber dados seriais, não pude usar os pinos 0 e 1, então acabei usando os digitais 2, 3, 4 e 5 de um lado e quatro dos pinos de entrada analógica do outro lado como saídas digitais. Também adicionei um potenciômetro conectado à entrada analógica nº 5, que é usado para controlar o tempo. Dois LEDs são usados para feedback visual do driver. Os pinos 8-13 eram inúteis por causa do espaçamento dos pinos arduino (grr …) Notas sobre energia: embora eu tenha originalmente conectado isso para usar uma fonte de alimentação externa para acionar os solenóides, Descobri (por acidente) que a alimentação USB era suficiente. Eu estava preocupado que o pulso repentino da corrente pudesse fazer com que a voltagem caísse e o microcontrolador "apagasse", mas isso não parece estar ocorrendo. Sua milhagem pode variar. Como é muito mais conveniente para mim apenas usar a alimentação USB, continuarei fazendo isso até ter um problema.

Etapa 4: Design de software

Estratégia de designO objetivo para isso era fazer com que a torre do sino fosse movida do PC. O link USBSerial do Arduino era a maneira ideal de fazer isso. O arduino recebe dados seriais do PC que correspondem a quais notas tocar. O protocolo é direto; as notas estão todas em seus equivalentes de texto ASCII. Há também um número numérico como um atraso variável. O PC envia: "cde2fgABC" e o Arduino toca os sinos 1, 2, 3, descansa por meia nota e, em seguida, toca os sinos 4, 5, 6, 7 e 8. Dica do chapéu para John Plocher para seu projeto ServoBells, que inspirou parcialmente este projeto. Código lateral do Arduino: O código do Arduino recebe os dados seriais, decodifica qual nota ou atraso para tocar e, em seguida, alterna os solenóides de forma adequada. Por falar nisso. Certifique-se de que seu código foi projetado de forma que os solenóides não sejam mantidos! Se você deixar um solenóide ligado por engano, ele derreterá. Resolvi isso fazendo com que minhas rotinas de anotações fossem bloqueadas até que o solenóide fosse desligado, em vez de pesquisar constantemente, etc. Código do lado do PC: O programa cliente foi escrito em C #. Possui botões para cada nota individual, bem como botões para melodias pré-programadas. Os dados da nota são enviados para a porta serial. O código-fonte de tudo está anexado. Sala para melhorias:

Notas polifônicas

Eu deixei de fora a possibilidade de duas notas serem tocadas simultaneamente, já que não achei que nenhuma música capaz de caber em 1 oitava as exigiria. Além disso, disparar mais de um solenóide pode

Matando a fila

O PC envia grandes frases de anotações para o arduino, que as processa até que a fila se esvazie. No entanto, para grandes músicas, isso pode ser cansativo e pode ser desejável interromper uma música em execução. Isso poderia ser feito tendo alguma outra letra na frase serial (por exemplo, 'x') como um código para liberar o buffer.

Etapa 5: operar os sinos

Operar os sinos é muito simples. Conecte o cabo USB e abra o software do PC. Você pode clicar nos botões de sino individuais para tocar uma música. Opcionalmente, há botões para tocar escalas, melodias pré-programadas e também uma caixa de texto para entrada de texto de forma livre. Incluí um vídeo dos sinos tocando. Até agora, apenas melodias simples estão programadas em. Vídeo está aqui: https://blip.tv/file/1521415 (Se alguém souber como tocar o tema Futurama em uma oitava de C a C, por favor me avise …)