ANDI - Generador de ritmo aleatorio - Electrónica: 24 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

ANDI es una máquina que genera un ritmo aleatorio con solo presionar un botón. Cada ritmo es único y se puede modificar con cinco botones. ANDI es el resultado de un proyecto universitario que buscaba inspirar a los músicos y examinar nuevas formas de trabajar con ritmos de batería. Puede encontrar más información sobre el proyecto en andinstruments.com

Durante la fase de diseño de ANDI, se tomó mucha inspiración de la comunidad de creadores y especialmente de proyectos emocionantes aquí en Instructables. Para devolver el favor, he escrito este Instructable sobre cómo diseñar el circuito eléctrico para el generador de ritmos ANDI. Es un circuito simple con cinco botones giratorios que controla la reproducción de sonidos de batería cortos almacenados en una tarjeta micro-SD a través de un Arduino Nano.

Este Instructable cubre la fabricación del circuito electrónico y el código programado en el Arduino y los sonidos de batería utilizados se encuentran aquí. El código se explica con comentarios en el archivo de código y no profundizaré en el código de este tutorial.

ANDI tiene un exterior de chapa de aluminio y madera contrachapada y no he incluido la fabricación del exterior en este Instructable.

Si hay interés en una explicación detallada del código o cómo hacer el cerramiento, se agregará en el futuro.

De lo contrario, esto le da la libertad de diseñar su propio gabinete para su generador ANDI-beat.

Siga mi proyecto ANDinstruments en instagram para actualizaciones de medios del proyecto: @and_instruments

Paso 1: cómo seguir el tutorial

He intentado que este Instructable sea lo más detallado posible para que personas de todos los niveles tengan acceso a él.

Esto significa que a veces puede parecer demasiado detallado y lento, así que apresure los pasos con los que ya se siente cómodo.

Para una comprensión más profunda de algunas partes clave del circuito, he agregado enlaces a otros Instructables, tutoriales y páginas de wikipedia que lo ayudan a comprender lo que está sucediendo.

Siéntase libre de rediseñar el circuito y reescribir el código como mejor le parezca y si lo hace, por favor vuelva a enlazar a andinstruments.com y acredite la fuente.

Por favor comente o envíeme un correo electrónico a [email protected] si tiene alguna pregunta sobre el Instructable o alguna idea sobre cómo mejorar el circuito o el tutorial.

Paso 2: Reúna los componentes

He utilizado los siguientes componentes para el diseño del circuito:

• 39x30 agujeros de listones de 3 islas
• Compatible con Arduino nano V3.0 ATMEGA328 16M
• (2x) encabezado de clavija macho 15x1 para Arduino
• Salida de microSD con cambio de nivel (SparkFun Shifting μSD Breakout)
• Cabezal de clavija macho 7x1 para microSD Breakout
• Tarjeta Micro SDHC (Intenso 4 GB Tarjeta Micro SDHC Clase 4)
• (4x) potenciómetros de 10k ohmios (Alps, tamaño de 9 mm, eje metálico, broche RK09L114001T)
• (4x) Condensadores cerámicos de 0,1 uF (Vishay K104K15X7RF53L2)
• Resistencia de 1k Ohm (resistencia de película metálica 0,6 W 1%)
• Conector de audio de 3,5 mm para montaje en panel (Kycon STPX-3501-3C)
• Codificador rotatorio con interruptor pulsador (Codificadores Bourns PEC11R-4025F-S0012)
• Interruptor de palanca (lengüetas de soldadura de un polo en el MTS-102)
• Correa de batería de 9 voltios (correa de batería tipo 'I' blindada Keystone de 9 voltios)
• Batería de 9 voltios
• Alambre de núcleo sólido con diferentes colores.

Intentaré explicar mi elección de componentes en todo el Instructable. Durante el proceso de diseño del circuito, mi objetivo principal era hacer que este proyecto fuera lo más barato y pequeño posible. Por lo tanto, he intentado mantener todos los componentes montados en la placa, de modo que los cables que los conectan puedan correr a lo largo de la placa.

Si tiene alguna sugerencia sobre cómo mejorar el circuito por favor comente o envíeme un correo electrónico.

Paso 3: Encuentra algunas herramientas

Utilizo las siguientes herramientas y equipos para este proyecto:

• Protoboard para probar los componentes antes de soldarlos al stripboard
• Un pequeño par de alicates para cortar alambres.
• Pelacables automático
• Un par de alicates para doblar alambres de núcleo sólido y patas de componentes.
• Soldador con temperatura ajustable
• "Ayudar a las manos" para sujetar la tabla de striptease mientras se suelda
• Un pequeño altavoz amplificado y un cable de audio de 3,5 mm para probar los circuitos de salida de audio.

Paso 4: siga el esquema

Este esquema está hecho con Fritzing y recomiendo verificarlo dos veces durante todo el proceso para ver que no se haya perdido ningún componente o conexión.

Los componentes del esquema no se parecen exactamente a los que he usado en mi circuito, pero muestra cómo conectar los cables y los pines están en los mismos lugares que en mis componentes.

Paso 5: conecte el Arduino a la placa de conexión de la tarjeta MicroSD

Recomiendo comenzar el proyecto probando los dos componentes más importantes del circuito: el Arduino Nano y la placa de conexión de la tarjeta MicroSD. Hago esto en una placa de pruebas y cuando funciona bien, sueldo los componentes en una placa de tira que lo hace permanente.

Si desea obtener más información sobre cómo funciona la placa de conexión MicroSD, le recomiendo leer este tutorial de Adafruit: Tutorial de placa de conexión de tarjeta Micro SD.

Suelde los encabezados de los pines en la placa Arduino y la placa de conexión MicroSD. Utilizo una placa de pruebas para mantener los cabezales de los pines macho en su lugar mientras sueldo. Puede ser difícil hacer una buena unión de soldadura y habrá algunas defectuosas en mis imágenes de ejemplo. Recomiendo ver algunos tutoriales de soldadura antes de comenzar si es la primera vez que usa un soldador.

Conecte la placa de conexión MicroSD al Arduino en la placa en el siguiente orden:

• Pin de Arduino GND -> MicroSD GND
• Pin de Arduino 5V -> MicroSD VCC
• Pin de Arduino D10 -> MicroSD CS
• Pin de Arduino D11 -> MicroSD DI
• Pin de Arduino D12 -> MicroSD D0
• Pin Arduino D13 -> MicroSD SCK (también lo he visto llamado CLK)

El pin de CD de la placa de conexión MicroSD no se utiliza en este proyecto.

Paso 6: Prepare la tarjeta MicroSD

Conecte la tarjeta MicroSD a una computadora con un adaptador. Utilizo un adaptador de tarjeta MicroSD a tarjeta SD. Formatee la tarjeta MicroSD con el software SD Formatter de SD Association:

Utilizo la configuración "Sobrescribir formato", que borra todo lo que hay en la tarjeta MicroSD, aunque mi tarjeta es nueva y ya está vacía. Hago esto porque se recomienda en muchos tutoriales sobre el uso de tarjetas SD con Arduino. Especifique el nombre de la tarjeta y presione “Formatear”. Esto generalmente me toma alrededor de 5 minutos y termina con el mensaje “¡Formato de tarjeta completo!”. Cierre SDFormatter.

Cargue todos los archivos.wav de clips de sonido comprimidos al directorio raíz de la tarjeta MicroSD que se encuentra aquí. Expulse la tarjeta MicroSD una vez finalizada la carga y vuelva a colocarla en la placa de conexión MicroSD.

Si conoce el software de audio, puede agregar sus propios clips de sonido en lugar de los míos si los nombra de la misma manera que en mis archivos de ejemplo. Los archivos deben ser archivos.wav de 8 bits con una frecuencia de muestreo de 44 100 Hz.

Paso 7: prueba la tarjeta MicroSD

Sube el código "CardInfoTest10" al Arduino para probar la conexión a la tarjeta MicroSD. Este código fue creado por Limor Fried 2011 y modificado por Tom Igoe 2012 y se encuentra y se explica en el sitio web de Arduino aquí.

Abra el monitor en serie a 9600 baudios y confirme que recibe el siguiente mensaje:

“Inicializando la tarjeta SD… El cableado es correcto y hay una tarjeta.

Tipo de tarjeta: SDHC

El tipo de volumen es FAT32”

Luego siguen muchas líneas de texto que ahora no son importantes para nosotros.

Si desea aprender cómo funciona el monitor en serie, consulte esta lección de Adafruit: Arduino del monitor en serie.

Paso 8: Suelde el Arduino y la placa de ruptura MicroSD al Stripboard

Desconecte el Arduino de la computadora y levante suavemente el Arduino y la placa de conexión MicroSD de la placa de pruebas. Utilizo un destornillador pequeño de “cabeza plana” y lo muevo entre la parte de plástico de los cabezales de los pines macho y la placa de pruebas en varios lugares hasta que los componentes estén lo suficientemente flojos como para levantarlos con la mano.

Guarde la placa de pruebas y voltee la placa de modo que las islas de cobre miren hacia abajo. Ahora es el momento de soldar el Arduino y la placa de ruptura MicroSD en la placa para hacer que estas partes del proyecto sean permanentes. Recuerde que es muy difícil quitar los componentes después de soldarlos en el tablero, así que asegúrese de que estén colocados correctamente en las posiciones correctas y de que estén lo más apretados posible al tablero para darles una buena resistencia mecánica después de soldar.

Utilizo cinta aislante para sujetar los componentes mientras suelda porque cuando suelda necesita voltear la placa de tira hacia abajo para que pueda ver las islas de cobre y los cabezales de clavija macho donde se va a soldar.

Utilizo "manos amigas" mientras sueldo para evitar colocar el listón y los componentes sueltos sobre la mesa. Si se acuestan, los componentes sueltos pueden moverse un poco y se puede perder el ajuste apretado al tablero.

Repita el proceso para la placa de conexión MicroSD. Primero colóquelo firmemente en el lugar correcto y fíjelo con cinta aislante.

Debido a que la placa de conexiones MicroSD solo tiene encabezados de clavija macho en un lado, se sujetará en una posición inclinada. No veo ningún problema con esto, así que lo aseguro con un ángulo con cinta aislante y se asienta firmemente después de soldar.

Luego doy la vuelta a la tabla de striptease y uso mis "manos amigas" mientras sueldo.

Paso 9: Conecte la perilla de control de volumen y el filtro de paso bajo al Stripboard

Ahora es el momento de agregar componentes al stripboard para la salida de sonido y el control de volumen. Los componentes se conectarán entre sí mediante un cable de núcleo sólido de color.

El potenciómetro actúa como un control de volumen, cuando se gira aumenta su resistencia y eso baja el volumen de la salida de sonido. Si desea obtener más información sobre los potenciómetros, puede consultar esta página de wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Potentiometer.

La resistencia de 1k Ohm y el condensador cerámico de 0,1 uF actúan como un filtro de paso bajo para eliminar el ruido de tono alto. Si desea obtener más información sobre los filtros de paso bajo, puede consultar esta página de wikipedia: en.wikipedia.org/wiki/Low-pass_filter

Sueldo estos componentes a la placa antes de soldar los cables entre la placa de conexión MicroSD y el Arduino. Hago esto porque quiero que los cables para la salida de sonido estén cerca de la placa.

Comience aplanando las patas de metal del potenciómetro si están dobladas como las mías en el ejemplo. Al hacer esto, puede colocar las patas a través de los orificios de la tabla para aumentar la fuerza que mantiene el potenciómetro en su lugar en la tabla.

Empuje el potenciómetro a través de los orificios de la placa de acuerdo con el esquema de fritzing.

Utilice unos alicates para doblar las patas de apoyo del potenciómetro hacia el tablero de tira.

Ahora es el momento de conectar el potenciómetro al Arduino. Corte el cable de núcleo sólido a la longitud correcta.

Utilice una herramienta para pelar cables para quitar unos 5 mm de plástico en cada extremo del cable para exponer el interior de metal.

Use los alicates para doblar el cable de modo que se ajuste al listón.

Empuje el cable a través de los orificios en la placa que lo conecta al pin derecho del potenciómetro y al pin D9 de Arduino. Doble el cable en la parte posterior de la tabla de listones para mantener el cable en su lugar mientras se agregan más componentes. No suelde todavía.

Repita el proceso agregando un cable al pin del medio del potenciómetro y un pin vacío a la derecha del potenciómetro de acuerdo con los esquemas de fritzing.

Agregue la resistencia de 1k Ohm a un orificio al lado del cable del pin central del potenciómetro.

Use los alicates para doblar dos veces una pata del condensador para que encaje en dos orificios en el tablero de tira de acuerdo con el esquema de fritzing.

Empuje el capacitor a través de los orificios en el tablero de modo que una pierna comparta un orificio con la resistencia y una pierna pase a través de un orificio en una isla vacía de 3 orificios a la derecha de la resistencia.

Empuje el capacitor hacia abajo lo suficiente para que no esté más alto del tablero que el estante del potenciómetro debajo de las roscas. Esto se debe a que la parte superior de metal de la carcasa se apoyará contra el estante del potenciómetro y, por lo tanto, el condensador no debe estar en el camino de la parte superior.

Agregue dos cables más para conectar la tierra del arduino al pin izquierdo del potenciómetro y continúe desde allí hasta un orificio conectado al capacitor.

Paso 10: Suelde la Perilla de Control de Volumen y el Filtro de Paso Bajo al Stripboard

Después de doblar todos los cables en la parte posterior de la tabla de striptease para que los componentes y los cables no se caigan, puede poner la tabla de striptease boca abajo. Utilizo mis "manos amigas" para sostener la tabla de striptease boca abajo. Asegúrese de que las patas dobladas de los componentes y cables no interfieran con ningún otro. A veces, las patas dobladas se pueden usar para cerrar la brecha entre diferentes islas de cobre. Por lo general, esto es bueno para hacer con la tierra y los pines de 5V del Arduino porque muchos componentes a menudo están conectados con estos dos. Utilizo esta técnica en el pin de tierra de Arduino en este caso.

Después de soldar, uso un alicate afilado para cortar las patas y los cables donde son demasiado largos.

Paso 11: conecte la placa de conexión MicroSD al Arduino

Ahora es el momento de conectar la placa de conexión MicroSD al Arduino. Comience conectando un cable entre la tierra del Arduino y la tierra de la placa de conexión MicroSD. Ahora uso la extensión del pin de tierra de Arduino que creé soldando el extremo del cable que va entre el Arduino y el pin izquierdo del potenciómetro a la isla de cobre adyacente al lado del pin de tierra del Arduino.

Continúe doblando el extremo del cable en la parte posterior de la placa para mantener el cable en su lugar y espere con la soldadura hasta que todos los cables entre el Arduino y la placa de conexión MicroSD estén en su lugar.

Agregue un cable entre el pin CS de la placa de conexión MicroSD y el pin D10 del Arduino.

Continúe con un cable entre el pin DI de la placa de conexión MicroSD y el pin D11 del Arduino.

Conecte el DO de la placa de conexión MicroSD con el pin D12 del Arduino.

Conecte el pin SCK de la placa de conexión MicroSD (en otra placa de conexión MicroSD que he usado antes de que este pin se haya llamado CLK en lugar de SCK) con el pin D13 del Arduino.

El último cable conectado está entre el pin VCC de la placa de conexión MicroSD y el pin 5V del Arduino.

Los cables pueden estar un poco apretados, pero asegúrese de que las partes metálicas de los cables no se toquen entre sí.

Dale la vuelta al listón y asegúrate de que los cables aún estén en su lugar.

Paso 12: Suelde la placa de conexión MicroSD al Stripboard

Aplique soldadura y corte los extremos de alambre sobrantes.

Paso 13: Conecte y suelde el conector de audio a la placa de banda

Ahora es el momento de conectar el conector de audio al stripboard. Comience fijando los cables al conector de audio y doble los cables alrededor de las clavijas del conector de audio para que permanezcan en su lugar.

Puede resultar difícil mantener el cable en su lugar mientras se suelda. Utilizo mis "manos amigas" una vez más para esto.

Conecte los cables del conector de audio a la tabla de bandas de acuerdo con el esquema de fritzing y doble los cables en la parte posterior de la tabla de bandas para mantenerlos en su lugar.

Gire la placa de tira hacia abajo y aplique soldadura a los cables del conector de audio. Luego corte los cables sobrantes con un par de alicates.

Paso 14: prueba el conector de audio

Ahora es el momento de probar la salida de audio. Conecte el Arduino a la computadora y cargue el código “andi_testsound” que se encuentra aquí.

Conecte el conector de audio con un cable de audio de 3,5 mm (el mismo tipo de conector que usan los auriculares normales) a un altavoz amplificado. En este video, conecto el conector de audio a un pequeño altavoz bluetooth que también tiene una entrada de entrada de audio de 3,5 mm en la parte trasera. Este circuito no funcionará con auriculares conectados porque carece de amplificación de la salida de sonido. El Arduino aún necesita estar conectado a la computadora para obtener energía. El código “andi_testsound” reproduce diferentes clips de sonido de la tarjeta MicroSD y, si todo funciona, ahora escuchará un ritmo aleatorio a través de su altavoz. También puede girar el potenciómetro para aumentar o disminuir el volumen de la salida.

Paso 15: conecte y suelde los potenciómetros al tablero de bandas

Ahora es el momento de agregar el resto de potenciómetros que se utilizan como perillas para controlar el latido generado. Lea más sobre el uso de potenciómetros como entradas analógicas con un Arduino en el sitio web de Arduino: Lectura de un potenciómetro (entrada analógica).

Utilice un alicate para enderezar las patas de los potenciómetros que no tienen función eléctrica como se hizo con el primer potenciómetro.

Coloque los potenciómetros en la ubicación correcta de acuerdo con el esquema de Fritzing con las cinco patas de los componentes a través de los orificios.

Doble las dos patas laterales en la parte posterior de la tabla de láminas para darle algo de resistencia mecánica mientras suelda.

Suelde las cinco patas incluso si las patas laterales no tienen ninguna función eléctrica. Esto le da a los potenciómetros un poco más de resistencia mecánica.

Paso 16: conecte y suelde los condensadores al tablero de bandas

Los condensadores se agregan entre el pin de salida de señal y el pin de tierra de los potenciómetros para hacer que la señal sea más estable. Lea más sobre suavizado de entrada en este Instructable: Entrada de potenciómetro suave.

Agregue los condensadores al tablero de bandas de acuerdo con el esquema de Fritzing. Empújelos hacia abajo lo más cerca del tablero de tiras para que la parte superior de ellos no esté por encima del estante de los potenciómetros.

Doble las patas de los condensadores en la parte posterior de la placa para mantenerlos en su lugar mientras suelda.

Suelde las patas y corte el trozo sobrante.

Paso 17: conecte y suelde el codificador rotatorio al tablero de bandas

Enderece las dos patas laterales del codificador rotatorio de modo que queden planas contra el tablero. Hago esto porque mis codificadores rotatorios tienen patas laterales que son demasiado grandes para empujarlas a través de un orificio de tablilla.

Empuje el codificador rotatorio a través de la placa en el lugar correcto de acuerdo con el esquema de Fritzing.

Luego utilizo un poco de cinta aislante para mantener el codificador rotatorio en su lugar mientras sueldo porque los pines del codificador no lo mantienen en su lugar lo suficientemente bien.

Suelde el codificador rotatorio y retire la cinta.

Paso 18: Conecte y suelde los cables Conexión de los potenciómetros al Arduino (1/2)

Agregue los cables de señal de los pines centrales de cada potenciómetro al pin Arduino derecho de acuerdo con el esquema de Fritzing.

Haga lo mismo con los cables de 5V que conectan los pines derechos de los potenciómetros en serie con el pin VCC de la placa de conexiones MicroSD.

Dobla los cables en la parte trasera de la placa.

Suelde los cables y corte la parte metálica sobrante de los cables.

Paso 19: Conecte y suelde los cables que conectan los potenciómetros al Arduino (2/2)

Empieza a apiñarse en la parte frontal de la placa, por lo que queremos agregar los últimos cables en la parte posterior para conectar los últimos pines de los componentes. Ahora que los potenciómetros y el codificador rotatorio están en su lugar, el tablero puede colocarse al revés, lo que ayuda durante la soldadura de cables en la parte posterior.

Comience midiendo tres cables de igual longitud que conectarán los pines de tierra de los potenciómetros. Estos cables no atravesarán los orificios, sino que se soldarán mientras se encuentran al lado del pin derecho de acuerdo con el esquema de Fritzing.

Esto es más difícil que soldar un cable que ha pasado por un orificio y está doblado, así que comience con un cable a la vez y tenga cuidado de no superponer la soldadura de diferentes pines.

Paso 20: Conecte y suelde los cables que conectan el codificador rotatorio al Arduino

Ahora continúe agregando dos cables más cortos para conectar los cables de tierra de los potenciómetros al codificador rotatorio.

Suelde los cables mientras deja que la placa base se sostenga por sí sola sobre los potenciómetros.

Agregue tres cables que conectan el codificador rotatorio al arduino de acuerdo con el esquema de Fritzing y finalmente agregue un cable corto que conecte el pin de tierra de la ruptura MicroSD al pin de tierra del potenciómetro más cercano. Suelde los cables uno a la vez.

Paso 21: Pruebe el código ANDI completo

Ahora es el momento de probar la versión completa del código que se encuentra aquí. Conecte el Arduino a la computadora y cargue el código ANDI.

Luego conecte el cable del altavoz a la salida de audio y pruebe los potenciómetros y el codificador rotatorio. Si escuchas muchos ruidos de tono alto, no te preocupes, esto se debe a que conecté el Arduino con el cable USB. En el siguiente paso, va a soldar un conector de batería y un interruptor de encendido a la placa y luego el Arduino ya no tendrá que ser alimentado por la computadora.

Paso 22: conecte y suelde el conector de la batería al tablero de bandas

El conector de la batería conecta una batería de 9 V como fuente de alimentación al tablero. El interruptor de palanca encenderá o apagará el proyecto puenteando o rompiendo el cable rojo del conector de la batería.

Corte el cable rojo a unos 10 cm del soporte del conector de la batería y doble el extremo del cable alrededor de la clavija central del interruptor de palanca. Luego, conecte otro cable de unos 20 cm a una de las clavijas exteriores del interruptor de palanca.

Suelde ambos cables rojos al interruptor de palanca usando las "manos amigas" para mantener los cables en su lugar.

Conecte el extremo del cable rojo al pin Vin del Arduino y el cable negro al pin de tierra en las ubicaciones de acuerdo con el esquema de Fritzing.

Doble los cables en la parte posterior de la placa y gire la placa para soldarla en su lugar.

Use el interruptor de palanca para encender el Arduino y vea si los LED en el microcontrolador se encienden.

Paso 23: prueba el circuito

Gire el potenciómetro más a la izquierda completamente en sentido antihorario para bajar el volumen y luego conecte el cable del altavoz al conector de audio. El altavoz también debe tener el volumen mínimo mientras se conecta la placa para evitar ruidos altos que a veces pueden ocurrir al empujar el cable del altavoz en el conector de audio.

Paso 24: adjúntelo a su manera

¡Buen trabajo, has terminado! Ahora depende de ti cerrar el circuito como quieras. Elegí poner mi circuito dentro de una caja de chapa de aluminio y contrachapado de abedul pintado de oscuro, pero siéntete libre de hacerlo como quieras.

¡Deje un comentario o envíeme un correo electrónico a [email protected] con sus circuitos o si tiene alguna pregunta o mejora para compartir!

Segundo Premio en el Concurso de Autor por Primera Vez 2018

Finalista del Epilog Challenge 9

Finalista en el Concurso Arduino 2017