Campanario / Carillón controlado por Arduino: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

Este es un conjunto de campanas musicales que son impulsadas por solenoides y controladas por un microcontrolador Arduino. Hay 8 campanas que cubren una octava. Las campanas se pueden controlar desde una PC, o la torre puede estar sola y reproducir melodías preprogramadas. Consulte la página final para ver el video en acción.

Paso 1: Partes

Se utilizaron las siguientes partes: 1 juego de campanas cromáticas. Los obtuve de mi Aldi local por $ 20. Abarcan el rango de C a C. (es decir, c, d, e, f, g, A, B, C). Panel de madera y soportes para sujetar las campanas y solenoides en su lugar. $ 10.8 Solenoides para tocar las campanas. Los tenía tirados en mi caja de basura. Los conseguí de un reparador de máquinas de escribir que los estaba tirando. Probablemente pueda encontrar un microcontrolador similar en Ebay. Arudino. ~ $ 45. Obtuve el mío de SparkFun electronics. Placa de protección / rendimiento y componentes varios para hacer mi 'escudo' personalizado para el arduino. Tarjeta de conductor Darlington $ 10. Usé uno que tenía por ahí, pero creo que no se venden por separado. Debería ser posible hacerlo usando el chip ULN2803 por un par de dólares.

Paso 2: carpintería

Sorprendentemente, este paso fue el que tomó más tiempo. La codificación y el cableado tomaron menos tiempo que para que se seque el pegamento. El marco para esto fue bastante simple. Solo un trozo de madera contrachapada para sujetar todas las campanas, más unos soportes de pino para los solenoides. Todo se pegó con cola de PVA. Para hacer los soportes de solenoide más repetibles, hice una plantilla en MS Visio y luego la pegué a la madera. Esto ayudó mucho a tener todos los solenoides a una distancia constante de la campana. Si haces esto, no puedo enfatizar lo suficiente como para medir cuidadosamente las ubicaciones de los delanteros. Las campanas suenan bastante diferentes dependiendo de dónde las golpee y del 'lanzamiento' del solenoide.

Paso 3: Electrónica y cableado

Lado del conductor: tuve la suerte de tener un conductor Darlington por ahí, lo que simplificó mucho el diseño. El darlington es un transistor de potencia que puede utilizar para impulsar cargas más pesadas de las que normalmente soportarían los diminutos pines del microcontrolador. La placa que utilicé se basa en el chip ULN2803, que es bastante común y barato. Tenga en cuenta: ¡Los solenoides (generalmente) no están diseñados para funcionar constantemente! ¡Pueden derretirse si lo haces! Consulte la sección de software para obtener más información. Lado de Arduino: Esto fue solo una cuestión de encontrar 8 pines de E / S del arduino para controlar las entradas de Darlington. Como quería enviar y recibir datos en serie, no pude usar los pines 0 y 1, por lo que terminé usando los digitales 2, 3, 4 y 5 en un lado, y usando cuatro de los pines de entrada analógica en el otro lado como salidas digitales.. También agregué un potenciómetro conectado a la entrada analógica # 5, que se usa para controlar el tempo. Se utilizan dos LED para la retroalimentación visual del controlador. Los pines 8-13 no sirvieron de nada debido al espaciado de pines arduino funky (grr …) Notas sobre la alimentación: Aunque originalmente conecté esto para usar una fuente de alimentación externa para impulsar los solenoides, Descubrí (por accidente) que la alimentación del USB era suficiente. Me preocupaba que el pulso de corriente repentino hiciera que el voltaje cayera y el microcontrolador se apagara, pero esto no parece estar ocurriendo. Su experiencia puede ser diferente. Dado que es mucho más conveniente para mí usar la alimentación USB, seguiré haciéndolo hasta que tenga un problema.

Paso 4: Diseño de software

Estrategia de diseño El objetivo de esto era que el campanario fuera conducido desde la PC. El enlace USBSerial de Arduino era la forma ideal de hacer esto. El arduino recibe datos en serie de la PC que corresponden a qué notas tocar. El protocolo es sencillo; las notas están todas en sus equivalentes de texto ASCII. También hay un número numérico como retardo variable. La PC envía: "cde2fgABC" y el Arduino toca las campanas 1, 2, 3, descansa por media nota y luego toca las campanas 4, 5, 6, 7 y 8. este proyecto. Código lateral de Arduino: El código de Arduino recibe los datos en serie, decodifica qué nota o retraso reproducir y luego alterna los solenoides de manera apropiada. ¡Asegúrese de que su código esté diseñado para que los solenoides no se mantengan encendidos !. Si deja un solenoide encendido por error, se derretirá. Resolví esto haciendo que mis rutinas de notas se bloqueen hasta que se apague el solenoide, en lugar de sondear constantemente, etc. Código del lado de la PC: El programa cliente se escribió en C #. Tiene botones para cada nota individual, así como botones para melodías preprogramadas. Los datos de la nota se envían al puerto serie. Se adjunta el código fuente de todo. Espacio para mejorar:

Notas polifónicas

Dejé la posibilidad de tocar dos notas simultáneamente, ya que no pensé que ninguna melodía capaz de caber en 1 octava las requiriera. Además, disparar más de un solenoide puede

Matando la cola

La PC envía grandes frases de notas al arduino, que luego las procesa hasta que se vacía la cola. Sin embargo, para las grandes melodías, esto puede ser tedioso y puede ser deseable poder interrumpir una melodía en ejecución. Esto podría lograrse teniendo alguna otra letra en la oración en serie (por ejemplo, 'x') como código para vaciar el búfer.

Paso 5: operar las campanas

Operar las campanas es bastante simple. Conecte el cable USB y abra el software de la PC. Puede hacer clic en los botones de campana individuales para reproducir una melodía. Opcionalmente, hay botones para tocar escalas, melodías preprogramadas y también un cuadro de texto para la entrada de texto de forma libre. He incluido un video de las campanas tocando. Hasta ahora, solo se programan melodías simples. El video está aquí: https://blip.tv/file/1521415 (Si alguien sabe cómo reproducir el tema de Futurama en una octava de C a C, por favor hágamelo saber….)