Raspberry Pi bilan ishlaydigan arzimas baraban mashinasi: 15 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Bu ko'rsatma sizga Raspberry Pi bilan ishlaydigan robot baraban mashinasini yasashni ko'rsatib beradi. Bu, albatta, qiziqarli, ijodiy, interaktiv loyihadir. Men sizga ichki ishlarni qanday qilishni ko'rsataman, lekin barabanlar sizga bog'liq bo'lib, sizga mutlaqo o'ziga xos narsalarni yasash imkoniyatini beradi. Mashinam uchun men iloji boricha topilgan narsalarni ishlatardim … qo'shnilarimdan qutqarilgan pianino bolg'alari, plyajda topilgan baliq ovlash tarmog'i, bo'sh pishiriladigan loviya, yog'och qoshiq, bo'sh pivo shishasi, pivo shishasining ustki qismi. va boshqa narsalar qatorida stol qo'ng'irog'i, lekin sizning tasavvuringizni aqldan ozdiring - uy atrofida nima borligini ko'ring, shovqin chiqaradigan har qanday narsani, va bu sizning loyihangizni haqiqatan ham o'zingiznikiga aylantiradi. sizda 2 variant bor:

• Men PiBeat deb nomlagan brauzerga asoslangan qadam ketma -ketligi - bu juda qiziqarli va sizga baraban mashinangizni Pi -dan yoki bitta tarmoqdagi har qanday qurilmadan (masalan, telefoningiz, planshetingiz yoki kompyuteringiz) interaktiv boshqarishga imkon beradi. Biz uni keyinroq Pi -ga o'rnatamiz, lekin oldindan ko'rishni bu erda ko'rish mumkin va kod GitHub -da.
• Baraban naqshini dasturlash uchun python skript. Bu gitara chalish va boshqalar bilan birga ritm yaratishning ajoyib usuli.

Men xarajatlarni kamaytirishga harakat qilaman va keyingi bosqichda ko'rib turganingizdek, qimmatbaho maxsus vositalar talab qilinmaydi. Men, shuningdek, har bir qadamda qanday ishlashini tushuntirishga harakat qildim, hatto siz Pi, kodlash va elektronika dunyosiga nisbatan yangi kelgan bo'lsangiz ham, byudjet cheklangan bo'lsa ham, bu ajoyib loyihadir.

OK, ishga kiraylik!

1 -qadam: Xarid qilish

Ichki mexanizmni yaratish uchun sizga kerak bo'ladi:

• Raspbian bilan 1x 40 pinli Raspberry Pi, SD-ga o'rnatilgan, quvvat kabeli va unga ulanish qobiliyati (men ModMyPi-dan oldindan lehimli sarlavhali Raspberry Pi Zero Wireless-dan foydalanganman)
• 1x 5v 8 kanalli o'rni
• 1x ayol va ayol o'tish simlari to'plami (10 ta sim kerak)
• 2x 3 Amperli terminalli chiziqlar (Siz taxta yoki perfortdan foydalanishingiz mumkin, lekin terminallar arzon va kabellar uzilib qolishiga to'sqinlik qiladi, va men buni payvandlash uchun temirga ega emasman)
• 1x 12v 10a quvvat manbai
• 8x 12v 2a solenoidlar
• 8x 1N5401 rektifikatorli diodlar
• 50 sm uzunlikdagi 0,5 mm simi (men ikkita yadroli simi yadrolarini olib tashladim, chunki bu qizil, qora va egizak yadrolarni olishning arzon usuli edi), lekin agar xohlasangiz, 1 ta rangdan foydalanishingiz mumkin. Siz qurmoqchi bo'lgan uyga qarab katta uzunlik sotib olmasligingiz mumkin.

Shuningdek, sizga quyidagi vositalar kerak bo'ladi:

• Tel kesgichlar
• Tel -chiziqlar
• Kichkina tekis tornavida, taxminan 3 mm
• Siz oladigan terminal chiziqlariga qarab, sizga kichkina o'zaro faoliyat tornavida ham kerak bo'lishi mumkin

Men baraban yasash uchun hech qanday qismlar yoki asboblarni va siz kiritmoqchi bo'lmagan uylarni sanab o'tmadim. Men sizga keyin qanday qilib mennikini yasaganimni ko'rsataman, lekin aytganimdek, bu qismni sizning tasavvuringizga havola qilaman.

2 -qadam: Pi -ni estafetaga ulang

Pimdagi pinlar bilan ta'minlangan maksimal kuchlanish 5v. Biz 5V solenoidlarni sotib olishimiz va ularni to'g'ridan -to'g'ri Pi -dan quvvat olishimiz mumkin edi, lekin bu baraban mashinamizga katta ehtiyoj tug'dirmaydi. Shuning uchun biz past kuchlanishli GPIO zanjiridan yuqori voltli zanjirni (bizning holatda 12v solenoidlarimizni o'z ichiga olgan 12v zanjir) yoqish va o'chirish imkonini beradigan o'rni ishlatmoqdamiz.

Bizning o'rni 8 ta kanalga ega, bu biz 8 ta solenoidni mustaqil ravishda yoqish va o'chirish imkonini beradi. Har bir kanalda 4 ta ulagich mavjud; 3 yuqori voltli pallada ishlatiladi, biz buni keyinroq ko'ramiz va 1 - bu past kuchlanishli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan "IN" pimi, biz uni Pi bilan bog'laymiz. Pi -ning GPIO pimi 5 pinni ma'lum bir IN kanaliga yuborganida, o'rni mos keladigan 12v zanjirni yoqadi.

O'rnimizni past kuchlanishli tomonida, shuningdek, GI (tuproqli) pin bor, biz uni PI eriga ulashimiz kerak, va Pi dan 5v quvvat uchun VVC pin.

Pi o'chirilgan bo'lsa, o'tish kabellari yordamida o'rni Pi ga ulash uchun sxemaga amal qiling. Siz bir xil rangdagi o'tish moslamalarini ishlatishingiz shart emas, lekin bu rasmlarni kuzatishda yordam berishi mumkin.

3 -qadam: Keling, shovqin chiqaraylik

Bu hali bizning baraban mashinamiz bo'lmasligi mumkin, lekin biz bu bosqichda estafetadan bir necha marta shovqin chiqaramiz. Biz python skriptini baraban naqshlarini dasturlash bilan tanishtiramiz, bu bizga shu paytgacha qilgan ishlarimizni sinab ko'rish imkonini beradi.

Bu erda skript mavjud.

Pi -ni ishga tushiring, Pi -dagi terminalni oching va buyruq faylini yuklab oling:

wget

Siz nima qilayotgani haqida tasavvurga ega bo'lish uchun kod va sharhlarni ko'rib chiqishni xohlashingiz mumkin, lekin bir oz zavqlanishga va uni ishga tushirishga ruxsat bering:

python3 array-sequencer.py

Agar hamma narsa rejada bo'lsa, siz o'rni ochilish va yopilishidagi kontaktlarni va tegishli kanaldagi chiroqni eshitishingiz kerak. Nima bo'layotganini tushunish uchun skript ichidagi ketma -ketlik o'zgaruvchisini ko'rib chiqing - barcha kanallar birgalikda ishga tushadi, keyin har biri alohida ishga tushadi. Siz Ctrl + C tugmalar birikmasini bosib skriptdan chiqmaguningizcha ishlashda davom etadi.

Davom etishdan oldin, simlarni ulashda, tasodifan qisqa tutashuv sodir bo'lganda, Pi -ni o'chirib qo'yish yaxshidir.

4 -qadam: Bizning davrimizning ijobiy tomonini yarating

Bitta quvvat manbai bilan 8 ta elektromagnitni quvvatlantirish uchun biz parallel zanjir hosil qilamiz. Siz tugallangan 12V sxemasining diagrammasini ko'rishingiz mumkin, lekin biz uni bosqichma -bosqich ko'rib chiqamiz.

Siz non taxtasi yoki perfortdan foydalanishingiz mumkin edi, lekin men terminal tasmalarini tanladim, chunki ular arzon, simlarni mahkam ushlab turing, menda esa lehimli temir yo'q edi.

Samarali ravishda, biz barcha elektromagnitlarni va har bir solenoid uchun diodni (keyinroq diodlar haqida) elektr ta'minotining 1 ta ijobiy simiga ulashimiz kerak.

To'sarlardan foydalanib, terminal tasmasini kesib oling, shunda sizda 8 juftlik blok mavjud bo'lib, ular ikkita blokni bir -biriga bog'laydigan plastik uchidan kesiladi. Hech qanday metallni kesmaslik uchun ehtiyot bo'ling.

Endi biz barcha terminallarni chiziqning bir chetiga birlashtirishimiz kerak. Taxminan 35 mm uzunlikdagi 7 ta qizil simni kesish uchun kesgichlardan foydalaning, so'ngra simning har bir uchidan 5 mm atrofida izolyatsiyani olib tashlash uchun simni ajratgichlardan foydalaning.

Endi simlarni vintlar yordamida simlarning joyida ushlab turgan holda, barcha terminallarni zanjirning bir tomoniga bog'lab qo'ying. Birinchi va oxirgi vintda faqat 1 ta sim, qolganlarida esa 2 ta bo'ladi.

5 -qadam: Solenoidlar va diodlarni qo'shing

Solenoidlar elektromagnit bo'lgani uchun, elektronni qaytishdan himoya qilish uchun diodlar tavsiya etiladi (bu haqda bu erda batafsil o'qish mumkin). Shuning uchun biz o'z o'rniimizni himoya qilish uchun har bir elektromagnitga o'z diodini beramiz.

Oldingi bosqichda siz bog'lagan terminal chizig'ining qarama -qarshi tomonida birinchi teshikdan boshlang. Solenoidning 1 simini joylashtiring, keyin diodning bir uchini shu teshikka qo'shing. Diodlar faqat bitta oqim oqimiga ruxsat bergani uchun, dioddagi kumush chiziqning terminal tasmasi tomon yo'naltirilganligiga ishonch hosil qiling. Ularni ushlab turish uchun vintni torting. Qolgan 7 teshik uchun protsedurani takrorlang.

Men olgan solenoidlardan biri noto'g'ri edi, shuning uchun suratga olish paytida uni ko'k simli pastroq amperli modelga almashtirdim.

6 -qadam: Salbiy terminalni elektromagnit va diodlarga ulang

Biz ijobiy tomonda bo'lgani kabi, 1 ta terminal tasmasini oling va uni kesib oling, shunda sizda yana 8 juftlik tasmasi bo'ladi. Diodlar va elektromagnitlarni terminal klemensiga mahkamlang, shunda u ortiqcha terminal tasmasini aks ettiradi.

7 -qadam: O'rnatish simlarini o'rni yarating

Biz o'rni ulashga deyarli tayyormiz, lekin avval uni ulash uchun biror narsa kerak. Taxminan 70 mm uzunlikdagi 8 ta qora simni kesib oling, so'ngra har bir uchidan 5 mm atrofida kesib oling. Har bir simni salbiy terminal chizig'idagi qolgan 8 ta ulagichga ulang.

8 -qadam: O'rnimizni umumiy ulagichlarini ulang

O'tish moslamasi bilan bog'langan tomonni Pi bilan bog'lab turing. Har bir kanalda 3 ta kontakt mavjud, ular chapdan o'ngga odatda ochiq (NO), umumiy (COM) va odatda yopiq (NC) deb nomlanadi. Biz faqat solenoidlarimiz IN pinidagi kanallarda yuqori kuchlanish bo'lganda yoqilishini xohlaymiz, shuning uchun odatda ochiq kontakt ishlatiladi. Agar biz odatdagidek yopiq kontaktni ishlatadigan bo'lsak, buning aksi bo'ladi - solenoid IN piniga yuqori kuchlanish yuborilmaguncha yonadi. Zanjirni tugatish uchun biz ham umumiy kontaktdan foydalanamiz.

Bu parallel zanjir bo'lgani uchun biz o'rni bo'yicha barcha umumiy kontaktlarni zanjir bilan bog'laymiz. Taxminan 60 mm uzunlikdagi 7 ta qora simni kesib oling va har bir uchidan 5 mm uzing. Barcha COM kontaktlarini (har 3 to'plamining o'rtasi) birlashtiruvchi o'rni bo'ylab ishlang. Birinchisi va oxirgisida faqat bitta sim, qolganlarida 2 ta bo'ladi.

9 -qadam: O'rnimizni boshqa davramizga ulang

Endi o'rni bizning davrimizning qolgan qismiga ulash vaqti keldi. Qora simning biriktirilmagan uchini salbiy terminal chizig'ining bir chetidan oling va uni o'rni bo'yicha odatda ochiq (NO) kontaktlarning birinchi yoki oxirgi qismiga ulang. Buni boshqa 7 ta sim uchun takrorlang, har bir simni keyingi NO kontaktiga ulang.

10 -qadam: 12V quvvat manbaini ulang

Birinchidan, zarba bermaslik uchun elektr ta'minoti o'chirilgan va tarmoqdan uzilganligiga ishonch hosil qiling.

Mening quvvat manbai eBay -dan ishlatilgan, 12v erkak vilkasi allaqachon uzilgan. Sizda hali ham vilka bor deb taxmin qilsangiz, siz mos keladigan shahar DC ulagichini sotib olishingiz yoki vilkasini uzib, meniki kabi ikkita simga qaytarib olishingiz mumkin. Qanday bo'lmasin, siz ikkita sim bilan tugashingiz kerak, qizil (ijobiy) va ehtimol oq (salbiy). Quvvat manbaining ijobiy simini musbat terminal blokidagi birinchi kontaktga, manfiyni esa o'rni birinchi umumiy kontaktiga ulang. Buni osonlashtirish uchun men 150 mm atrofida qizil va qora simlardan foydalanganman, uchlari ulanishlar orasidan o'tib ketgan va terminal tasmasi yordamida ulangan.

11 -qadam: uni yoqing

Quvvat manbai hali ham o'chirilgan bo'lsa, barcha ulanishlarni tezda tekshirib ko'ring. Xursand bo'lgandan so'ng, Pi -ni qayta ishga tushiring. Skriptni 3 -qadamdan yana ishga tushiring:

python3 array-sequencer.py

Sizning solenoidlaringiz hali ham qimirlamaydi, lekin siz 3 -bosqichda bo'lgani kabi o'rni chertganini eshitishingiz va yonib turishingiz kerak. Skriptni tugating (Ctrl + C) va hozir siz kutgan payt - quvvatni yoqing. ta'minot! Skriptni qayta ishga tushiring, sizning barcha raqs solenoidlaringiz endi hayotga qaytishi kerak. Yaxshi ish!

Menga omad kulib boqdi - videoda ko'rib turganingizdek, mening solenoidlarimdan yana biri ishlamayapti, lekin bu mening aybim edi, chunki ilgari mahkamlash murvatini mahkamlab shikastlaganman.

12-qadam: Array-sequencer.py-ni tahrirlash

Array-sequencer.py bilan o'ynash uchun biroz vaqt ajrating. Skriptga o'zgartirish kiritish uchun sevimli muharriridan (nano, geany va boshqalar) foydalaning. Ta'sirini ko'rish uchun har bir o'zgarishdan keyin quyidagilarni bajaring va skriptni qayta ishga tushiring:

• Bpm o'zgaruvchisini 120 dan boshqa raqamga o'zgartiring, tempni oshirish uchun 200 deylik.
• Baraban chalish uchun ketma -ketlik o'zgaruvchisida 0 ni 1 ga o'zgartiring.
• Loopga ko'proq zarba qo'shish uchun ketma -ketlik o'zgaruvchisidagi kvadrat qavs yopilishidan oldin oxirgi 3 qatorni takrorlang

13 -qadam: Baraban ketma -ketligini o'rnating

Endi hamma narsa juda qiziqarli bo'lganda, biz Pi -ga ketma -ketlikni o'rnatamiz. Bu bizga Python -ga GPIO pinlarini veb -rozetkalar orqali ishga tushirishga imkon beradigan veb -interfeysini beradi.

Manba kodi Github -da bu erda mavjud, lekin siz ko'rsatma bo'yicha simlarni kuzatgan bo'lsangiz, biz oldindan tuzilgan versiyani yuklab olishimiz va ishga tushirishimiz mumkin. Pi -dagi terminalni oching va quyidagilarni bajaring

# Bizning loyihamiz uchun katalog yarating va unga o'ting

mkdir pibeat cd pibeat # wget manba kodini yuklab oling https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Tar -zxf pibeat.tar.gz fayllarini chiqarib oling # pip3 install -r talablariga python talablarini o'rnating. txt # python3 server.py veb -serverini ishga tushiring

Chiqishda, agar hamma narsa muvaffaqiyatli bo'lsa, siz quyidagi chiqishni ko'rishingiz kerak:

======== Yugurish https://0.0.0.0:8080 ========

(Chiqish uchun CTRL+C tugmalarini bosing)

Pi -ning IP -manzilini toping. Veb -brauzerni oching, so'ng IP manzilini kiriting: 8080/index.html (bu dastur tinglayotgan port, keyin fayl nomi) manzil satriga. Masalan, agar sizning IP -manzilingiz 192.168.1.3 bo'lsa, manzil satriga 192.168.1.3:8080/index.html kiriting. Baraban ketma -ketligi paydo bo'ladi.

O'ynatish tugmachasini bosing va baraban mashinasi o'ynay boshlaydi. Yuragingiz qoniqmaguncha sekvensator bilan o'ynang.

Sizning Pi tarmog'ingiz uchun marshrut mavjud bo'lsa, siz Pi veb -interfeysiga istalgan qurilmadan kirishingiz mumkin - uni mobil yoki planshetdan sinab ko'ring.

14 -qadam: Baraban va uy -joy qurish

Bu erda siz to'plangan elektron spagettini haqiqiy baraban mashinasiga aylantirishingiz mumkin. Yuqorida aytib o'tganimdek, bu erda nima qilish sizga bog'liq. Shovqin chiqaradigan deyarli hamma narsani ishlatish mumkin va bu erda siz o'zingizning loyihangizni haqiqatan ham o'ziga xos narsaga aylantira olasiz.

Men o'z uyimda pivo shishasi, banka, shaker, shishaning ustki qismi va qoshiq bilan ta'minlangan barabanlarning g'oyalarini bilib oldim. Plyajda baliq ovlash tarmog'i topilgan, stol qo'ng'irog'i va timsoh kastaneti eBay -dan kelgan. Men sindirilgan pianino topdim, bu shisha va bolg'a uchun bolg'alarni, qo'ng'iroqni ushlab turish uchun yog'och dublonlar va qoshiqlarni aylantirib turadigan metall tayoqlar bilan ta'minladi.

Men har bir barabanni mustaqil komponentga aylantirdim, shuning uchun agar biri buzilsa yoki men bundan mamnun bo'lmasam, men uni boshqa shovqinsiz o'chirib qo'yishim mumkin.

Solenoidlar M3 murvatini talab qiladigan murvat teshiklari bilan birga keladi. Yog'ochda teshiklarni burg'ilash biroz qiyin kechdi, chunki siz aniq joylashishni aniqlashingiz kerak edi, lekin burg'ulash joyini ushlab turing, keyin burg'ulashdan oldin teshiklarni bradawl bilan belgilang.

Men baraban uchun elim yoki vintlar bilan biriktirilgan bir nechta parcha yog'ochlari bo'ylab 6 mm MDF (o'zimning DIY do'konimdan kesmalar) ishlatardim.

Balon va pivo shishasidagi bolg'alar keraksizdir, chunki siz solenoiddan to'g'ri zarba olishingiz mumkin edi, lekin men uni vizual tarzda qiziqarli qilish uchun mashinada iloji boricha ko'proq harakatlanishni xohlardim.

Uy -joy

Korpus - 3,6 mm kontrplak, 18 mm MDF va yupqa yog'ochdan yasalgan oddiy qo'pol va tayyor quti. Men qutining old tomoniga ingichka kontrplak olmoqchi edim, shunda u qoshiq bilan urilganda aks sado berardi, lekin yog'och tanlovi, avvalambor, men o'zimning ustaxonadagi narsalarim va mahalliy DIY do'konimdagi yog'och qoldiqlari bilan bog'liq edi. Men qutining pastki qismida elektronikani saqlash uchun platforma, barabanlarni ushlab turadigan boshqa platforma qildim. Qutini yasash uchun:

1. Uchlarini qilish uchun MDFdan 2 ta teng o'lchamdagi kesib oling2. Yog'ochdan 4 bo'lakni kesib oling (men 34 mm x 12 mm ishlatardim) qutining kerakli kengligidan 50 mm qisqaroq3. Yog'ochdan yasalgan yog'ochni MDFning 2 uchiga mixlab, quti shaklini hosil qiling. Yog'ochni qutining yuqori va pastki qismidan taxminan 1 sm masofada joylashtiring.4. Qutining kengligi va balandligiga mos keladigan 2 ta kontrplakni kesib oling. Ularni qutining old va orqa qismiga mdf va polga mixlab mixlang.5. Qutiga mos keladigan bir dona kontrplakni kesib oling va elektronikani ushlab turish uchun taglikning pastki qismiga qo'ying. Men qutining uzunligining yarmiga yaqinini qildim. Barabanlarni yopishtirish uchun yana bir kontrplakni kesib oling. Bu daraxtning yuqori qismlarida joylashgan. Quvvat kabellarini o'tkazish uchun pastki platforma yaqinidagi teshikni kesib oling.

Rasm

Bo'yash uchun men akril astar qoplamasini, so'ngra Crown Matt tester kostryulkalarini ishlatardim. Tekshiruvchi kostryulkalar - har xil ranglarni arzon narxda olishning yaxshi usuli.

15 -qadam: Orqaga o'tiring va dam oling

Va u erda sizda juda yaxshi baraban mashinasi bor. YouTube videoidagi ketma -ketlikning mohiyatini bu erda topishingiz mumkin.

Agar davom etsangiz va iltimos, baham ko'ring, men nima o'ylayotganingizni ko'rishni istardim. Maza qiling!