TEMPO KEEPER DEL BATTERIA: 30 passi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Il lavoro più importante di un batterista è tenere il tempo. Ciò significa assicurarsi che il ritmo rimanga costante per ogni canzone.

Il Drummer's Tempo Keeper è un dispositivo che aiuta i batteristi a mantenere il tempo ancora migliore. Consiste in un piccolo disco piezoelettrico che si attacca alla pelle del rullante. Ogni volta che il batterista colpisce il rullante, il dispositivo visualizza i battiti al minuto in base al tempo tra i colpi. Se la band inizia ad accelerare o rallentare involontariamente, il batterista diventa immediatamente consapevole e può apportare una piccola correzione per mantenere un tempo costante.

In una recente esibizione con una band per cui suono la batteria, un altro batterista tra il pubblico ha pensato che la mia band stesse suonando una traccia clic - un metronomo che fa clic su ogni battito negli auricolari che i membri della band indossano - perché il ritmo era così costante in ogni canzone. Che complimento e tributo al custode del tempo del batterista!

Passaggio 1: PARTI

Ecco un elenco completo delle parti necessarie per creare il Drum Temp Keeper, il costo approssimativo e le note su esattamente ciò che ho usato per creare il mio. Puoi ottenere queste parti su siti Web come Amazon, eBay, Adafruit e SparkFun. Le parti meno costose sono solitamente vendute su eBay e provengono dalla Cina, quindi possono volerci alcune settimane per arrivare. Devi usare driver diversi se ottieni un microcontrollore economico dalla Cina (come ho fatto io) rispetto a quando acquisti un Arduino di marca dagli Stati Uniti. Ho annotato cosa è necessario fare per scaricare e installare gli altri driver.

1. Microcontrollore. Ho usato un clone di Arduino Nano dalla Cina fornito con le intestazioni già saldate. ($ 4,50)

2. Display a quattro cifre. Assicurati di avere un display a quattro cifre che utilizzi quattro pin. Non ottenere un display a quattro cifre a 7 segmenti perché richiede 12 pin. ($ 3,50)

3. Progetto di allegato. Ho usato un contenitore di progetto RadioShack 3" x 2" x 1". Assicurati che sia di plastica perché devi tagliare un foro per il display a quattro cifre. ($ 6,00)

4. Piezo Poiché questa parte si trova sul rullante ed è soggetta a molti movimenti e vibrazioni, dovresti usare un piezo con un involucro intorno. Ci sono versioni economiche con custodia in plastica, ma ho optato per una con una custodia più robusta che viene utilizzata per i pickup delle chitarre. ($ 10.00)

5. Cavo di prolunga per piezo. Ho usato un normale cavo da 22 AWG. ($ 1,00)

6. Resistenza da 10K Ohm. Il 10K è marrone - nero - arancione - oro. ($ 0,25)

7. Pacco batteria. Questa è stata la soluzione più semplice per me perché non volevo avere problemi con le batterie alcaline, funge da base sotto la scatola del progetto e dura per sempre! Per qualcosa di più piccolo, potresti probabilmente usare un paio di batterie a bottone. ($ 8,00)

8. Cavo USB. Il cavo fornisce alimentazione al Nano dalla batteria e fornisce l'interfaccia tra il computer e il Nano per caricare lo schizzo. ($0,00 - incluso con il microcontrollore)

9. Tavola delle prestazioni. Salderai i componenti alla scheda e poi taglierai solo la parte che stai utilizzando. ($ 2,00)

10. Tagliere. Per prima cosa ho assemblato un prototipo di questo progetto utilizzando una breadboard di plastica e cavi di collegamento. Una volta che l'ho fatto funzionare correttamente, ho saldato una versione finale alla scheda perf. Non è necessario farlo, ma è consigliato. ($ 2,00)

11. Ponticelli. Hai bisogno di quattro fili maschio-femmina per assemblare, testare e saldare. ($ 1,00)

12. Strisce di velcro. Usa il velcro per fissare il sensore piezoelettrico al rullante. Puoi anche usarlo per collegare la custodia del progetto e il pacco batteria. ($ 0,80)

Costo totale approssimativo: $ 39,05

Fase 2: STRUMENTI

Ecco gli strumenti necessari per assemblare il progetto

1. Saldatore. Una volta che il prototipo funziona, sposterai i componenti dalla breadboard a una perf board.

2. Saldare. Uguale al numero 1.

3. Dremel o strumento simile. Lo utilizzerai per tagliare la scheda perforata e per creare fori nell'involucro del progetto per il display e la porta USB.

4. Nastro elettrico. Salderai i fili di prolunga al piezo e poi metterai del nastro isolante intorno al punto che hai saldato.

5. Cacciavite. Questo è necessario per aprire e quindi chiudere l'allegato del progetto.

6. Computer. Scriverai il tuo schizzo sul computer e lo caricherai sul microcontrollore.

7. Software Arduino IDE. (disponibile anche come strumento basato sul Web).

Passaggio 3: COME FUNZIONA

Prima di metterlo insieme, è utile capire come funziona.

1. Un piezo* è un componente che misura quanta vibrazione c'è. Attacchiamo il piezo al rullante e i fili del piezo a un microcontrollore per leggere quanta vibrazione è presente sul rullante.

2. Lo sketch del microcontrollore legge il piezo per determinare quando è stato colpito il tamburo e registra il tempo. La volta successiva che il tamburo viene colpito, rileva quel tempo e calcola i battiti al minuto in base a questo colpo e al colpo precedente.

3. Alleghiamo anche un display digitale al microcontrollore. Dopo aver calcolato i battiti al minuto, visualizza il risultato sul display digitale. Puoi posizionare quella parte del dispositivo ovunque sia visibile a te mentre giochi. Ho messo il mio vicino all'highhat sul pavimento.

Nota: se non stai suonando le semiminime sul rullante, la lettura rifletterà qualunque cosa tu stia suonando. Attendi fino a quando non torni a riprodurre il ritmo della canzone per determinare la velocità.

* Usiamo un piezo come componente INPUT in questo progetto per misurare la quantità di vibrazioni. In altri progetti, quando lo usi come componente OUTPUT, crea vibrazioni e diventa un altoparlante!

Fase 4: PROTOTIPO BREADBOARD

Poiché la saldatura non è il mio talento migliore, per prima cosa ho messo insieme un prototipo di dispositivo utilizzando una breadboard di plastica e cavi di collegamento per assicurarmi che funzionasse. Una volta che funzionava, l'ho spostato su una scheda perf e l'ho saldato. Se sei un produttore esperto, puoi saltare questa parte e saldare direttamente su una scheda di perforazione.

1. Posiziona il microcontrollore al centro della breadboard in modo che ci sia una colonna di plastica che separi i pin sul lato sinistro della scheda e i pin sul lato destro della scheda. Assicurati che la porta USB sia sul bordo della breadboard e non al centro, come mostrato nell'immagine.

Passaggio 5: CONNETTI PIEZO

Il piezo è un sensore analogico perché riporta un valore compreso tra 0 e 1024, quindi deve essere collegato a un pin analogico sull'arduino. Ho usato il primo pin analogico, A0.

1. Collegare il filo positivo (rosso) del piezo al pin A0 su Arduino.

2. Collegare il filo negativo (nero) del piezo a uno dei pin di terra (GND) sull'Arduino.

Passaggio 6: COLLEGARE RESISTENZA

Collegare la resistenza agli stessi pin a cui è collegato il piezo (A0 e GND)

(Non importa quale lato del resistore si collega a quale pin, sono uguali.)

Passaggio 7: CONNETTI PIN CLK DISPLAY

L'unità di visualizzazione a quattro cifre si collega a due pin digitali su Arduino. Ho usato i primi due pin digitali sul Nano, che sono D2 e D3.

Collega il pin CLK sul display al pin D3 su Arduino usando un cavo femmina-maschio

Passaggio 8: COLLEGARE IL PIN DISPLAY DIO

Collega il pin DIO del display al pin D2 di Arduino usando un cavo femmina-maschio

Passaggio 9: COLLEGARE IL PIN VCC DISPLAY

Collega il pin VCC sul display al pin di alimentazione 5V su Arduino usando un cavo femmina-maschio

Passaggio 10: COLLEGARE IL PIN GND DISPLAY

1. Collega il pin GND sul display a un pin GND su Arduino utilizzando un cavo femmina-maschio.

Questo è tutto per l'elettronica prototipo

Passaggio 11: SCARICARE I DRIVER CH340 (Opzionale)

Se stai usando un Arduino più economico dalla Cina, probabilmente utilizza il chip CH340 per comunicare con un computer. Devi scaricare e installare i driver per quel chip. Puoi scaricare i driver ufficiali da questo sito (la pagina è in inglese e cinese se guardi bene). Installa i driver sul tuo PC eseguendo l'eseguibile.

Passaggio 12: SCARICARE LA LIBRERIA DI DISPLAY DIGITALE (TM1637)

Il display a quattro cifre utilizza un chip TM1637. È necessario scaricare una libreria che semplifichi la visualizzazione dei numeri sul display digitale. Vai su https://github.com/avishorp/TM1637. Scegli Clona o Scarica e seleziona Scarica Zip. Salva il file sul tuo computer.

Passaggio 13: INSTALLAZIONE DELLA LIBRERIA DI DISPLAY DIGITALE

1. Esegui il software Arduino IDE sul tuo computer. Presenterà il contorno per uno schizzo vuoto.

2. Seleziona Schizzo | Includi libreria | Aggiungi. ZIP Library… e scegli il file che hai scaricato da Github per installare la libreria.

Step 14: SELEZIONA SCHEDA E PORTA ARDUINO

1. Collega Arduino al computer con un cavo USB. Quindi passa all'IDE Arduino e al nuovo schizzo che è aperto.

2. Selezionare la scheda corretta, ad esempio Arduino Nano.

3. Seleziona la porta a cui è connesso Arduino sul computer.

Passaggio 15: SCHIZZO: SFONDO

1. Per determinare se il tamburo è stato colpito, leggiamo il pin del sensore piezoelettrico A0. Il piezo misura la quantità di vibrazioni sul rullante e ci fornisce un valore compreso tra 0 (nessuna vibrazione) e 1024 (massima vibrazione).

2. Poiché potrebbero esserci delle leggere vibrazioni dalla musica e dagli altri strumenti, non possiamo dire che qualsiasi lettura sopra lo zero indichi un colpo di batteria. Dobbiamo consentire un po' di rumore quando controlliamo la lettura dal piezo. Chiamo questo valore THRESHHOLD e ho selezionato 100. Ciò significa che qualsiasi lettura superiore a 100 indica un colpo al tamburo. Qualsiasi cosa 100 o inferiore è solo rumore. Suggerimento: se il dispositivo mostra le letture quando non hai colpito il tamburo, aumentare questo valore.

3. Poiché stiamo calcolando i battiti al minuto, dobbiamo tenere traccia del tempo di ogni colpo al tamburo. Il microcontrollore tiene traccia del numero di millisecondi trascorsi dall'inizio. Questo valore è a nostra disposizione con la funzione millis(), che è un intero long (tipo long).

Passaggio 16: SCHIZZO: PRE-SETUP

Digitare quanto segue nella parte superiore dello schizzo, sopra la funzione di impostazione. (Se preferisci, puoi scaricare lo schizzo finale alla fine della spiegazione).

1. Innanzitutto, includi le due librerie di cui abbiamo bisogno: TM1637Display che hai scaricato e math.h.

2. Quindi, definisci i pin che stiamo usando. Se si ricorda dall'assemblaggio del dispositivo, il pin CLK è il pin 2 digitale, il pin DIO è il pin 3 digitale e il pin Piezo è A0 (analogico 0).

3. Per ora, definisci la SOGLIA come 100.

4. Quindi, crea due variabili di cui abbiamo bisogno per lo schizzo chiamato reading (la lettura del sensore piezoelettrico corrente) e lastbeat (il tempo del colpo precedente).

5. Infine, inizializzare la libreria TM1637 passandole i numeri di pin che stiamo usando CLK e DIO.

// Biblioteche

#include #include // Pins #define CLK 2 #define DIO 3 #define PIEZO A0 #define THRESHHOLD 100 // Variabili int reading; lungo ultimoBeat; // Imposta la libreria di visualizzazione TM1637Display display(CLK, DIO);

Passaggio 17: DISEGNO: FUNZIONE DI CONFIGURAZIONE

Se stai costruendo lo schizzo passo dopo passo, digita quanto segue per la funzione setup().

1. Utilizzare la funzione pinMode per dichiarare il pin piezoelettrico come pin INPUT, poiché leggeremo da esso.

2. Utilizzare la funzione setBrightness per impostare il display digitale al livello più luminoso. Utilizza una scala da 0 (meno luminoso) a 7 (più luminoso).

3. Dal momento che non abbiamo un colpo di batteria precedente, imposta quella variabile sull'ora corrente.

void setup() {

// Imposta i pin pinMode(PIEZO, INPUT); // Imposta la luminosità del display display.setBrightness(7); // Registra il primo colpo come adesso lastBeat = millis(); }

Step 18: BOZZETTO DEL CORPO: LA LOGICA

Digita quanto segue per la funzione loop() principale se stai costruendo lo schizzo passo dopo passo.

1. Leggere il valore del sensore piezo fino a quando il sensore non legge un valore al di sopra della soglia, che indica un colpo sul rullante. Memorizza l'ora corrente del tratto come thisbeat.

2. Quindi, chiama la funzione calcolaBPM per calcolare i battiti al minuto. Passare alla funzione il tempo di questo colpo e il tempo dell'ultimo colpo per il calcolo. (Il passaggio successivo contiene il corpo della funzione). Memorizzare il risultato in bpm.

3. Successivamente, visualizzare i battiti al minuto sul display a LED passando il risultato alla funzione della libreria TM1347 denominata showNumberDec().

4. Infine, imposta il tempo del colpo precedente (lastbeat) come il tempo di questo colpo (thisbeat) e attendi il prossimo colpo al tamburo.

ciclo vuoto() {

// Abbiamo avuto un colpo di batteria? int piezo = analogRead(PIEZO); if (piezo > THRESHHOLD) { // Registra il tempo, calcola bpm e visualizza il risultato long thisBeat = millis(); int bpm = calcolaBPM(thisBeat, lastBeat); display.showNumberDec(bpm); // thisBeat ora è lastBeat per il prossimo colpo di batteria lastBeat = thisBeat; } }

Step 19: SCHIZZO: CALCOLA BATTITI AL MINUTO

Suggerimento: metti questa funzione sopra la funzione di configurazione nel programma in modo da non doverla dichiarare due volte.

Fare riferimento al diagramma sopra per un esempio di calcolo.

1. Creare una funzione per eseguire il calcolo dei battiti al minuto (bpm). Accettare il tempo di questo colpo di tamburo (thisTime) e il tempo del colpo di tamburo precedente (lastTime) come parametri.

2. Sottrarre il tempo tra i due colpi di batteria e memorizzarlo come trascorso. La differenza di tempo fornisce il numero di battiti (1) per millisecondo (ms).

3. Converti battiti al millisecondo in battiti al minuto. Poiché ci sono 1000 millisecondi in un secondo, dividi 1000 per il tempo tra i due tratti per ottenere battiti (1) al secondo. Poiché ci sono 60 secondi in un minuto, moltiplicalo per 60 per ottenere battiti (1) al minuto. Arrotondare il risultato finale per restituire un valore intero (numero intero).

Se preferisci, puoi scaricare lo schizzo finale da questo passaggio

int calcolaBPM(long thisTime, long lastTime) {

tempo trascorso lungo = thisTime - lastTime; double bpm = round(1000. / trascorso * 60.); ritorno (int)bpm; }

Passaggio 20: SALVA E CARICA

1. Nell'IDE di Arduino, seleziona File e scegli Salva. Digita un nome per il tuo schizzo e fai clic su Salva per salvare lo schizzo (devi solo nominarlo la prima volta che lo salvi).

2. Seleziona Schizzo e scegli Carica per caricare lo schizzo sul tuo Arduino e preparati per il test.

Passo 21: COLLEGARE LA BATTERIA E TESTARE IL PROTOTIPO

Testa il dispositivo prima di mettere insieme la versione finale.

1. Collegare la batteria al microcontrollore t

2. Posiziona il piezo su un rullante e tienilo in posizione con il dito.

3. Colpire il rullante alcune volte e verificare che la lettura fornisca i battiti al minuto in base ai colpi di batteria.

3. Una volta che funziona correttamente, puoi saldare la versione finale.

Passaggio 22: SALDARE I FILI DI ESTENSIONE A PIEZO

1. Poiché il piezo sarà sul rullante e il resto dell'unità sarà da qualche altra parte, è necessario estendere la quantità di filo sul piezo. Saldare le estremità del piezo a circa tre piedi di filo per fornire ulteriore gioco.

Suggerimento: se il cavo di prolunga non è colorato, segna qual è il cavo rosso e qual è il cavo nero del piezo.

Passaggio 23: SPOSTA I COMPONENTI SULLA SCHEDA PERF

Quindi, sposta i circuiti dalla breadboard di plastica alla scheda perf e salda i componenti. La versione saldata dovrebbe essere identica alla versione breadboard.

1. Spostare il microcontrollore dalla breadboard in plastica alla scheda perf, assicurandosi che i set di pin sinistro e destro non siano collegati e che il connettore USB sia rivolto nella giusta direzione. Saldare ogni pin alla scheda perf.

2. Saldare i lunghi fili piezoelettrici collegati (cavo nero a GND e filo rosso a A0).

3. Saldare la resistenza agli stessi pin del piezo.

4. Saldare l'unità display così come è stata cablata sulla breadboard (CLK su D3; DIO su D2; VCC su +5V e GND su GND).

Passaggio 24: TAGLIO DELLA SCHEDA PERFETTA

1. Tagliare con cura le sezioni inutilizzate della scheda perf in modo che il microcontrollore si adatti all'involucro del progetto.

Fase 25: ALLOGGIAMENTO DEL PROGETTO: MODIFICA DEL DISPLAY DIGITALE

1. Utilizzare un dremel o uno strumento simile per praticare un foro nella parte superiore dell'involucro del progetto per adattarlo al display digitale.

Passaggio 26: CONTENITORE DEL PROGETTO: MODIFICA USB

1. Praticare un foro sul lato dell'involucro del progetto per la porta USB.

Step 27: CONTENITORE DEL PROGETTO: TACCO PER FILI PIEZO

All'estremità opposta rispetto a dove si trova la connessione USB del microcontrollore, taglia una piccola tacca per i fili piezoelettrici.

Passaggio 28: ASSEMBLAGGIO DELL'UNITÀ FINALE

1. Montare il display nella parte superiore dell'involucro del progetto in modo che si adatti al foro creato.

2. Montare la scheda perf con il microcontrollore nella parte inferiore della custodia del progetto in modo che la porta USB sia accessibile attraverso il foro creato.

Suggerimento: ho messo un pezzetto di sughero tra le due tavole in modo che non si tocchino.

Fase 29: VITE PROGETTO ALLOGGIAMENTO INSIEME

Inserisci i fili piezoelettrici attraverso la tacca che hai creato e avvita insieme la custodia del progetto.

Step 30: MONTA PIEZO E PROVA

1. Montare il piezo sulla pelle del rullante utilizzando strisce di velcro.

2. Posiziona il resto del dispositivo sul pavimento o in un'altra posizione facilmente visibile mentre suoni la batteria.

3. Stupisci i tuoi compagni di band con le tue abilità di cronometraggio migliorate!