Clocher/Carillon contrôlé par Arduino : 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Il s'agit d'un ensemble de cloches musicales entraînées par des solénoïdes et contrôlées par un microcontrôleur Arduino. Il y a 8 cloches couvrant une octave. Les cloches sont contrôlables depuis un PC, ou la tour peut être autonome et jouer des mélodies préprogrammées. Consultez la dernière page pour une vidéo en action.

Étape 1: Pièces

Les pièces suivantes ont été utilisées: 1 jeu de cloches chromatiques. Je les ai obtenus de mon Aldi local pour 20 $. Ils couvrent la plage de C à C. (c'est-à-dire c, d, e, f, g, A, B, C). Panneau en bois et supports pour maintenir les cloches et les solénoïdes en place. 10,8 $ Solénoïdes pour sonner les cloches. J'en avais traîné dans ma poubelle. Je les ai eues d'un réparateur de machines à écrire qui les jetait. Vous pouvez probablement trouver un microcontrôleur similaire sur Ebay. Arudino. ~45 $. J'ai obtenu le mien de SparkFun electronics. Proto/Perf board & divers composants pour faire mon « shield » personnalisé pour l'arduino. 10 $. Tableau de bord Darlington. J'en ai utilisé un que j'avais, mais je pense qu'ils ne sont pas vendus séparément. Il devrait être possible de le faire en utilisant la puce ULN2803 pour quelques dollars.

Étape 2: Travail du bois

Étonnamment, cette étape a été la plus longue. Le codage et le câblage ont pris moins de temps que le séchage de la colle. Le cadre pour cela était assez simple. Juste un morceau de contreplaqué pour tenir toutes les cloches, plus quelques supports en pin pour les solénoïdes. Tout a été collé avec de la colle PVA. Afin de rendre les supports de solénoïde plus reproductibles, j'ai fait un pochoir dans MS Visio, puis je l'ai collé sur le bois. Cela a beaucoup aidé à avoir tous les solénoïdes à une distance constante de la cloche. Si vous faites cela, je ne saurais trop insister pour mesurer soigneusement les emplacements des attaquants. Les cloches sonnent très différemment selon l'endroit où vous les frappez et le « lancement » du solénoïde.

Étape 3: Électronique et câblage

Côté conducteur: J'ai eu la chance d'avoir un driver Darlington qui traînait, ce qui a beaucoup simplifié la conception. Le darlington est un transistor de puissance que vous pouvez utiliser pour piloter des charges plus lourdes que celles supportées normalement par les minuscules broches du microcontrôleur. La carte que j'ai utilisée est basée sur la puce ULN2803, qui est assez courante et bon marché. Remarque: les solénoïdes ne sont (généralement) pas conçus pour être entraînés en permanence ! Ils peuvent fondre si vous le faites ! Voir la section logiciel pour plus d'informations. Côté Arduino: Il s'agissait simplement de trouver 8 broches IO de l'arduino pour piloter les entrées Darlington. Parce que je voulais envoyer et recevoir des données série, je ne pouvais pas utiliser les broches 0 et 1, j'ai donc fini par utiliser les numériques 2, 3, 4 et 5 d'un côté et utiliser quatre des broches d'entrée analogiques de l'autre côté comme sorties numériques. J'ai également ajouté un potentiomètre branché sur l'entrée analogique #5, qui sert à contrôler le tempo. Deux LED sont utilisées pour le retour visuel du pilote. Les broches 8-13 n'étaient d'aucune utilité en raison de l'espacement des broches arduino génial (grr…), j'ai découvert (par accident) que l'alimentation USB était suffisante. Je craignais que l'impulsion de courant soudaine ne fasse chuter la tension et que le microcontrôleur s'éteigne, mais cela ne semble pas se produire. Votre kilométrage peut varier. Comme il est beaucoup plus pratique pour moi d'utiliser simplement l'alimentation USB, je continuerai à le faire jusqu'à ce que j'ai un problème.

Étape 4: Conception du logiciel

Stratégie de conception L'objectif était de faire piloter le clocher depuis le PC. Le lien USBSerial d'Arduino était le moyen idéal pour le faire. L'arduino reçoit des données série du PC qui correspondent aux notes à jouer. Le protocole est simple; les notes sont toutes dans leurs équivalents texte ASCII. Il y a aussi un nombre numérique comme délai variable. Le PC envoie: "cde2fgABC" et l'Arduino joue les cloches 1, 2, 3, se repose une demi-note puis joue les cloches 4, 5, 6, 7&8. Coup de chapeau à John Plocher pour son projet ServoBells, qui a en partie inspiré ce projet. Code latéral Arduino:Le code arduino reçoit les données série, décode quelle note ou quel délai jouer, puis bascule les solénoïdes de manière appropriée. En parlant de cela. Assurez-vous que votre code est conçu de manière à ce que les solénoïdes ne restent pas allumés !. Si vous laissez un solénoïde allumé par erreur, il fondra. J'ai résolu ce problème en bloquant mes routines de notes jusqu'à ce que le solénoïde soit éteint, plutôt que d'interroger constamment, etc. Code côté PC: Le programme client a été écrit en C#. Il a des boutons pour chaque note individuelle, ainsi que des boutons pour des mélodies préprogrammées. Les données de la note sont envoyées au port série. Le code source de tout est joint. Possibilité d'amélioration:

Notes polyphoniques

J'ai laissé de côté la possibilité de jouer deux notes simultanément, car je ne pensais pas que des airs capables de tenir dans 1 octave en auraient besoin. De plus, le déclenchement de plus d'un solénoïde peut

Tuer la file d'attente

Le PC envoie de grandes phrases de notes à l'arduino, qui les traite ensuite jusqu'à ce que la file d'attente se vide. Cependant, pour les gros morceaux, cela peut être fastidieux et il peut être souhaitable de pouvoir interrompre un morceau en cours. Cela pourrait être accompli en ayant une autre lettre dans la phrase en série (par exemple « x ») comme code pour vider le tampon.

Étape 5: Faire fonctionner les cloches

Le fonctionnement des cloches est assez simple. Branchez le câble USB et ouvrez le logiciel PC. Vous pouvez cliquer sur les boutons de cloche individuels pour jouer un morceau. En option, il y a des boutons pour jouer des gammes, des airs préprogrammés et également une zone de texte pour la saisie de texte libre. J'ai inclus une vidéo des cloches en train de jouer. Jusqu'à présent, seuls des airs simples sont programmés dans la vidéo. La vidéo est ici: https://blip.tv/file/1521415 (Si quelqu'un sait comment jouer le thème Futurama dans une octave C à C, faites-le moi savoir….)