Una caja de ritmos basura con Raspberry Pi: 15 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Este Instructable le mostrará cómo hacer una caja de ritmos robótica con Raspberry Pi. Realmente es un proyecto divertido, creativo e interactivo. Te mostraré cómo hacer el funcionamiento interno, pero la batería real dependerá de ti, dándote la oportunidad de hacer algo completamente único para ti. Para mi máquina he usado tantos artículos encontrados como he podido … martillos de un piano rescatados del bote de mis vecinos, una red de pesca que encontré en la playa, una lata de frijoles para hornear vacía, cucharas de madera, una botella de cerveza vacía, tapas de botellas de cerveza y una campana de escritorio, entre otras cosas, pero deje que su imaginación se vuelva loca: vea lo que tiene en la casa, puede usar casi cualquier cosa que haga ruido cuando se golpea, y realmente hará que su proyecto sea suyo. tienes 2 opciones:

• Una secuencia de pasos basada en navegador que he llamado PiBeat: es muy divertida y le permite controlar su caja de ritmos de forma interactiva desde su Pi o cualquier dispositivo en la misma red (como su teléfono, tableta o computadora). Lo instalaremos en su Pi más tarde, pero se puede ver una vista previa aquí, y el código está en GitHub aquí.
• Un script de Python para programar un patrón de batería. Esta es una excelente manera de crear un ritmo para tocar junto con su guitarra, etc.

Intento mantener bajos los costos y, como verá en el siguiente paso, no se requieren costosas herramientas especializadas. También he tratado de explicar cómo funcionan las cosas en cada paso, convirtiéndolo en un gran proyecto incluso si eres un recién llegado al mundo de Pi, codificación y electrónica y con un presupuesto limitado.

OK, ¡manos a la obra!

Paso 1: Ve de compras

Para construir el mecanismo interno, necesitará:

• 1x Raspberry Pi de 40 pines con Raspbian instalado en una SD, con cable de alimentación y capacidad para conectarse a él (he usado una Raspberry Pi Zero Wireless con encabezado presoldado de ModMyPi)
• 1x relé de 5v 8 canales
• 1x paquete de cables de puente hembra a hembra (se necesitan 10 cables)
• 2x tiras de terminales de 3 amperios (podría usar una placa de pruebas o una placa de perforación, pero las tiras de terminales son baratas y evitan que los cables se suelten, y al hacer esto no tenía un soldador)
• Fuente de alimentación 1x 12v 10a
• Solenoides 8x 12v 2a
• 8 diodos rectificadores 1N5401
• 50 cm de cable de 0,5 mm (quité los núcleos de un cable de doble núcleo, ya que era una forma rentable de obtener rojo, negro y doble núcleo), aunque solo puede usar 1 color si lo desea. Es posible que desee comprar una longitud mayor dependiendo de la vivienda que desee construir.

También necesitará las siguientes herramientas:

• Cortadores de alambre
• Pelacables
• Destornillador de cabeza plana pequeño, de unos 3 mm
• Dependiendo de las regletas de terminales que obtenga, es posible que también necesite un pequeño destornillador de cruz.

No he enumerado ninguna pieza o herramienta para hacer la batería ni ninguna carcasa en la que quieras colocarla. Te mostraré cómo hice la mía más adelante, pero como dije antes, dejo esa parte a tu imaginación.

Paso 2: Conecte el Pi al relé

El voltaje máximo proporcionado por los pines del Pi es 5v. Podríamos comprar solenoides de 5v y alimentarlos directamente desde el Pi, pero eso no daría el gran golpe que necesita nuestra caja de ritmos. Por lo tanto, estamos usando un relé que nos permite encender y apagar un circuito de voltaje más alto (en nuestro caso, un circuito de 12v que contiene nuestros solenoides de 12v) de nuestro circuito GPIO de voltaje más bajo.

Nuestro relé tiene 8 canales, esto significa que podemos encender y apagar hasta 8 solenoides de forma independiente. Cada canal contiene 4 conectores; 3 son utilizados por el circuito de alto voltaje que veremos más adelante, y 1 que es un pin 'IN' en el circuito de voltaje más bajo al que conectaremos nuestro Pi. Cuando el pin GPIO de Pi envía 5v en un pin IN de un canal dado, el relé activará el circuito de 12v correspondiente.

En el lado de bajo voltaje del relé, también hay un pin GND (tierra) que necesitamos conectar a la tierra del PI, y un pin VVC para la potencia de 5v del Pi.

Con el Pi apagado, siga el diagrama para conectar el relé al Pi usando los cables de puente. No es necesario que utilices los mismos jumpers de color, pero puede ser útil para seguir las imágenes.

Paso 3: ¡Hagamos algo de ruido

Puede que todavía no sea nuestra caja de ritmos completa, pero en este paso vamos a hacer algo de ruido, aunque haga clic en el relé. Introduciremos el script Python para programar patrones de batería, esto nos permitirá probar lo que hemos hecho hasta ahora.

El guión está disponible tiene una esencia aquí.

Arranque su Pi, abra una terminal en el Pi y descargue el script ejecutando:

wget

Es posible que desee revisar el código y los comentarios para tener una idea de lo que hace, pero obtengamos algo de gratificación y ejecútelo:

python3 array-sequencer.py

Si todo va según lo planeado, debería escuchar los contactos del relé abriéndose y cerrándose y la luz del canal correspondiente parpadear. Eche un vistazo a la variable de secuencia dentro del script para tener una idea de lo que está sucediendo: todos los canales se activarán juntos, luego cada uno se activará individualmente. Seguirá ejecutándose hasta que salga del script presionando Ctrl + C.

Antes de continuar, es una buena idea apagar el Pi nuevamente en caso de que se produzca un cortocircuito accidental al realizar el cableado.

Paso 4: crea el lado positivo de nuestro circuito

Para alimentar 8 solenoides con una fuente de alimentación, crearemos un circuito paralelo. Puede ver un diagrama del circuito de 12v completado, pero lo veremos paso a paso.

Podría usar una placa de pruebas o una placa de perforación, pero opté por las regletas de terminales ya que son baratas, sujetan los cables con fuerza y tampoco tenía un soldador al crear esto.

Efectivamente, necesitamos conectar todos los solenoides y un diodo para cada solenoide (más sobre diodos más adelante) al 1 cable positivo de nuestra fuente de alimentación.

Con los cortadores, corte la regleta de terminales para tener un bloque de 8 pares, cortando en la punta de plástico que conecta dos bloques entre sí. Tenga cuidado de no recortar ningún metal.

Ahora necesitamos unir todos los terminales por un lado de la tira. Use los cortadores para cortar 7 pedazos de cable rojo de unos 35 mm de largo, luego use los pelacables para quitar alrededor de 5 mm de aislamiento de cada extremo de cada cable.

Ahora use los cables para conectar en cadena todos los terminales a lo largo de un lado de la tira, sujetando los cables en su lugar con los tornillos. El primer y último tornillo solo tendrá 1 cable, mientras que el resto tendrá 2.

Paso 5: agregue los solenoides y diodos

Como los solenoides son electroimanes, se recomiendan diodos para proteger su circuito del retorno (puede leer en profundidad sobre eso aquí). Por lo tanto, le daremos a cada solenoide su propio diodo para proteger nuestro relé.

En el lado opuesto de la regleta de terminales a la que conectó en el paso anterior, comience con el primer orificio. Inserte 1 cable del solenoide, luego agregue un extremo del diodo en el mismo orificio. Como los diodos solo permiten el flujo de corriente en una dirección, asegúrese de que la franja plateada del diodo esté hacia la regleta de terminales. Apriete el tornillo para mantenerlos en su lugar. Repite el proceso para los 7 agujeros restantes.

Uno de los solenoides que recibí estaba defectuoso, así que en el momento de tomar las fotos lo cambié por un modelo de amplificador más bajo que tenía cables azules.

Paso 6: conecte la regleta de terminales negativa al solenoide y a los diodos

Como hicimos con el lado positivo, coge 1 regleta de terminales y córtala para que tengas otra regleta de 8 pares. Atornille en su lugar los diodos y solenoides a esta regleta de terminales para que refleje la regleta de terminales positiva.

Paso 7: Cree los cables de conexión del relé

Estamos casi listos para conectar el relé, pero primero necesitamos algo con lo que conectarlo. Corte 8 pedazos de alambre negro de unos 70 mm de largo, luego pele alrededor de 5 mm de cada extremo. Conecte cada cable a los 8 conectores restantes en la regleta de terminales negativa.

Paso 8: Conecte los conectores comunes del relé

Eche un vistazo al relé que sostiene el lado conectado por los puentes al Pi lejos de usted. Cada canal tiene 3 contactos, de izquierda a derecha se denominan normalmente abiertos (NO), comunes (COM) y normalmente cerrados (NC). Solo queremos que nuestros solenoides se enciendan cuando haya un alto voltaje en el pin IN de los canales, por lo que usaremos el contacto normalmente abierto. Si usáramos el contacto normalmente cerrado en su lugar, sucedería lo contrario: el solenoide estaría encendido hasta que se envíe un alto voltaje en el pin IN. También usaremos el contacto común para completar el circuito.

Como se trata de un circuito en paralelo, conectaremos en cadena todos los contactos comunes del relé. Corte 7 piezas de alambre negro de unos 60 mm de largo y pele 5 mm de cada extremo. Trabaje a lo largo del relé conectando todos los contactos COM (el medio de cada conjunto de 3) juntos. El primero y el último solo tendrán un cable, el resto tendrá 2.

Paso 9: conecte el relé al resto de nuestro circuito

Ahora es el momento de conectar el relé al resto de nuestro circuito. Tome el extremo suelto del trozo de cable negro de un extremo de la regleta de terminales negativa y conéctelo al primero o al último de los contactos normalmente abiertos (NO) del relé. Repita esto para los otros 7 pedazos de cable, conectando cada cable al siguiente contacto NA.

Paso 10: conecte la fuente de alimentación de 12v

En primer lugar, para evitar golpes, asegúrese de que la fuente de alimentación esté apagada y desenchufada de la red.

Mi fuente de alimentación venía usada de eBay con el enchufe macho de 12v ya desconectado. Suponiendo que el suyo todavía tiene el enchufe, puede comprar el conector de CC hembra correspondiente o cortar el enchufe y pelarlo de nuevo a los 2 cables como el mío. De cualquier manera, debe terminar con 2 cables, el rojo (positivo) y probablemente el blanco (negativo). Conecte el cable positivo de la fuente de alimentación al primer contacto en el bloque de terminales positivo y el negativo al primer contacto común en el relé. Para hacer esto más fácil, utilicé alrededor de 150 mm de cable rojo y negro con los extremos pelados para ir entre las conexiones y conectado mediante una regleta de terminales.

Paso 11: Enciéndelo

Con la fuente de alimentación aún apagada, revise rápidamente todas sus conexiones. Una vez feliz, reinicia el Pi. Ejecute el script desde el paso 3 nuevamente:

python3 array-sequencer.py

Sus solenoides no se mueven todavía, pero debería escuchar el clic del relé y encenderse tal como lo hizo en el paso 3. Termine el script (Ctrl + C), y ahora es el momento que ha estado esperando: encienda la alimentación ¡suministro! Ejecute el guión nuevamente, todos sus solenoides danzantes ahora deberían cobrar vida. ¡Buen trabajo!

Tuve mala suerte, como se puede ver en el video, otro de mis solenoides no funcionaba, pero fue culpa mía, ya que anteriormente dañé uno al apretar demasiado un perno de fijación.

Paso 12: Editando Array-sequencer.py

Tómese un poco de tiempo para jugar con array-sequencer.py. Utilice su editor favorito (nano, geany, etc.) para realizar cambios en el script. Intente hacer lo siguiente y vuelva a ejecutar el script después de cada cambio para ver su efecto:

• Cambie la variable bpm de 120 a otro número, digamos 200 para aumentar el tempo.
• En la variable de secuencia, cambie algunos 0 a 1 para tocar más batería.
• Duplique las últimas 3 líneas antes del corchete de cierre en la variable de secuencia para agregar más tiempos al ciclo

Paso 13: Instale el secuenciador de batería

Ahora es cuando las cosas se ponen realmente divertidas, vamos a instalar el secuenciador en tu Pi. Esto nos dará una interfaz web que permitirá que Python active los pines GPIO a través de sockets web.

El código fuente está disponible en Github aquí, pero suponiendo que siguió el cableado en Instructable, podemos descargar y ejecutar la versión precompilada. Abra una terminal en su Pi y ejecute lo siguiente

# Cree y navegue en un directorio para nuestro proyecto

mkdir pibeat cd pibeat # Descargue el código fuente wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Extraiga los archivos tar -zxf pibeat.tar.gz # Instale los requisitos de python pip3 install -r requirements. txt # Ejecute el servidor web python3 server.py

En el resultado, si todo tiene éxito, debería ver el siguiente resultado:

======== Ejecutando en https://0.0.0.0:8080 ========

(Presione CTRL + C para salir)

Encuentra la dirección IP de tu Pi. Abra un navegador web, luego ingrese la IP seguida de: 8080 / index.html (este es el puerto en el que está escuchando la aplicación seguido del nombre del archivo) en la barra de direcciones. Por ejemplo, si la dirección IP de su Pi es 192.168.1.3, ingrese 192.168.1.3:8080/index.html en la barra de direcciones. Aparecerá el secuenciador de batería.

Pulsa el botón de reproducción y tu caja de ritmos debería empezar a sonar. Juega con el secuenciador hasta que tu corazón esté contento.

Siempre que haya una ruta de red a su Pi, puede acceder a la interfaz web de Pi desde cualquier dispositivo; pruébelo desde su móvil o tableta.

Paso 14: Construyendo sus tambores y su carcasa

Aquí es donde puedes convertir tu pila de espaguetis electrónicos en una caja de ritmos real. Como se dijo antes, lo que hagas aquí depende de ti. Se puede usar casi cualquier cosa que haga ruido cuando se golpea, y es donde realmente puede transformar su proyecto en algo único para usted.

Revolví bien mi casa en busca de ideas para los tambores que proporcionaban la botella de cerveza, lata, coctelera, tapas de botellas y cucharas. La red de pesca fue encontrada en la playa, y la campana del escritorio y la castañuela de cocodrilo vinieron de eBay. Encontré un piano roto en un contenedor, esto proporcionó los martillos para la botella y la lata, junto con una varilla de madera para mantener la campana en su lugar y varillas de metal para girar y mantener las cucharas en su lugar.

Hice que cada tambor sea un componente independiente, por lo que si uno se rompe o no estoy contento con él, puedo cambiarlo por otro sin demasiado alboroto.

Los solenoides vienen con orificios para pernos que requieren pernos M3. Taladrar los agujeros en la madera fue un poco complicado ya que tienes que conseguir la posición correcta, pero se encontró que mantener el solenoide en su posición y luego marcar los agujeros con un punzón antes de perforar funcionó bien.

Usé principalmente MDF de 6 mm (recortes de mi tienda de bricolaje local) para los tambores junto con algunos trozos de madera de desecho, unidos con pegamento o tornillos.

Los martillos en la lata y la botella de cerveza probablemente sean innecesarios, ya que podría obtener un buen golpe directamente del solenoide, pero quería obtener el mayor movimiento posible en la máquina para que fuera visualmente interesante.

Alojamiento

La carcasa es una caja simple, rugosa y lista, hecha de madera contrachapada de 3.6 mm, MDF de 18 mm y algunas tiras de madera. Quería madera contrachapada delgada para el frente de la caja para que resonara cuando se golpea con una cuchara, pero las opciones de madera fueron impulsadas principalmente por lo que ya tenía en el cobertizo y la sección de madera de desecho en mi tienda de bricolaje local. Hice una plataforma en la parte inferior de la caja para guardar la electrónica y otra plataforma para sostener los tambores. Para hacer la caja:

1. Corte 2 tamaños iguales de MDF para hacer los extremos2. Corte 4 trozos de listones de madera (usé 34 mm x 12 mm) 50 mm más cortos que el ancho deseado de la caja 3. Clave la madera en tiras a los 2 extremos de MDF para formar la forma de caja. Coloque las tiras de madera a aproximadamente 1 cm de la parte superior e inferior de la caja. Corta 2 piezas de madera contrachapada para que coincida con el ancho y la altura de la caja. Adjunte estos a la parte delantera y trasera de la caja clavándolos en el mdf y listones de madera. Corte una pieza de madera contrachapada para que quepa dentro de la caja y colóquela en las piezas inferiores de listones de madera para sostener los componentes electrónicos. Hice la mía aproximadamente la mitad de la longitud de la caja. Corta otra pieza de madera contrachapada para unir los tambores. Esto se asienta en las piezas superiores de listones de madera. Haga un agujero cerca de la plataforma inferior para pasar los cables de alimentación.

Cuadro

Para pintar, utilicé Acrylic Primer Undercoat seguido de macetas de prueba Crown Matt. Las macetas de prueba son una buena forma de obtener una variedad de colores a un precio económico.

Paso 15: ¡Siéntese y diviértase

Y ahí lo tienes, una caja de ritmos genial. La esencia de la secuencia en el video de youtube se puede encontrar aquí.

Si sigues adelante y haces el tuyo, por favor compártelo, me encantaría ver qué se te ocurre. ¡Divertirse!