አልትራሳውንድ ፒ ፒያኖ በምልክት መቆጣጠሪያዎች !: 10 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:33

ይህ ፕሮጀክት ርካሽ የ HC-SR04 ultrasonic ዳሳሾችን እንደ ግብዓቶች ይጠቀማል እና ለከፍተኛ ጥራት ድምጽ በ Raspberry Pi ላይ በማዋሃድ በኩል ሊጫወቱ የሚችሉ የ MIDI ማስታወሻዎችን ያመነጫል።

በተጨማሪም ፕሮጀክቱ በሁለት የውጨኛው ዳሳሾች ላይ እጆችዎን ለጥቂት ሰከንዶች በመያዝ የሙዚቃ መሣሪያው ሊለወጥ በሚችልበት በምልክት መቆጣጠሪያ መሰረታዊ ቅርፅ ይጠቀማል። ሌላ የእጅ ምልክት ከጨረሱ በኋላ Raspberry Pi ን ለመዝጋት ሊያገለግል ይችላል።

ከላይ ያለው ቪዲዮ የተጠናቀቀውን ምርት በቀላል ሌዘር በተቆረጠ አጥር ውስጥ ያሳያል። ፕሮጀክቱ እንዴት እንደሚሠራ የሚያብራራ በዚህ ትምህርት ሰጪ ውስጥ በኋላ የበለጠ ጥልቀት ያለው ቪዲዮ አለ።

እኛ ወደ አካባቢያዊ STEM/STEAM ክስተቶች እና ሰሪ Faires ልንወስዳቸው የምንችላቸውን አንዳንድ መስተጋብራዊ ኤግዚቢሽኖችን ለማድረግ ይህንን ፕሮጀክት ከጊዝሞ ዶጆ (በብራምፊልድ ውስጥ የአካባቢያችን አምራች ቦታ) ጋር ፈጠርኩ።

እባክዎን የቅርብ ጊዜ ሰነዶችን እና አጋዥ ሥልጠናዎችን በ https://theotherandygrove.com/octasonic/ ላይ ይመልከቱ። አሁን በዚህ ፕሮጀክት የፓይዘን ስሪት ላይ መረጃን ያካተተ (ይህ አስተማሪ ለዛግ ስሪት የተፃፈ)።

ደረጃ 1: ግብዓቶች

ለዚህ ትምህርት ፣ የሚከተሉትን ንጥረ ነገሮች ያስፈልግዎታል

• Raspberry Pi (2 ወይም 3) በ SD ካርድ
• 8 HC-SR04 ለአልትራሳውንድ ዳሳሾች
• ኦክታኖኒክ መሰበር ቦርድ
• ባለሁለት አቅጣጫ አመክንዮ ደረጃ መለወጫ
• የአልትራሳውንድ ዳሳሾችን ለማገናኘት 32 x 12 "ሴት-ሴት ዝላይ ሽቦዎች
• Raspberry Pi ፣ Octasonic እና Logic Level Converter ን ለማገናኘት 13 x 6 "ሴት-ሴት ዝላይ ሽቦዎች።
• ለ Raspberry Pi ተስማሚ የኃይል አቅርቦት
• ፒሲ ተናጋሪዎች ወይም ተመሳሳይ

የበለጠ የማስላት ኃይል ስላለው ፣ የበለጠ ምላሽ ሰጪ እና ደስ የሚያሰኝ ድምጽ ስለሚያስገኝ የሚቻል ከሆነ Raspberry Pi 3 ን እንዲጠቀሙ እመክራለሁ። በትንሽ ማስተካከያ ከ Raspberry Pi 2 ጋር በጥሩ ሁኔታ ሊሠራ ይችላል ፣ ግን ለዚህ ፕሮጀክት የመጀመሪያውን Raspberry Pi ለመጠቀም አልሞክርም።

HC -SR04 ለአልትራሳውንድ ዳሳሾች 4 ግንኙነቶች አሏቸው - 5V ፣ GND ፣ ቀስቅሴ እና ኢኮ። በተለምዶ ፣ ቀስቅሴ እና ኢኮ በማይክሮ መቆጣጠሪያ ወይም Raspberry Pi ላይ ከተለዩ ፒኖች ጋር የተገናኙ ናቸው ፣ ግን ያ ማለት 8 ዳሳሾችን ለማገናኘት 16 ፒኖችን መጠቀም ያስፈልግዎታል ማለት ነው ፣ እና ይህ ተግባራዊ አይደለም። ይህ የኦክቶሶኒክ መሰበር ቦርድ የሚመጣበት ነው። ይህ ቦርድ ከሁሉም ዳሳሾች ጋር ይገናኛል እና ዳሳሾችን የሚከታተል እና ከዚያ ከ SPP በላይ ከ Raspberry Pi ጋር የሚገናኝ ራሱን የቻለ ማይክሮ መቆጣጠሪያ አለው።

HC-SR04 5V ይፈልጋል እና Raspberry Pi 3.3V ብቻ ነው ፣ ስለዚህ እኛ ደግሞ Raspberry Pi ን ከኦክቶሶኒክ መገንጠያ ቦርድ ጋር የሚያገናኘውን የሎጂክ ደረጃ መቀየሪያ የምንፈልገው ለዚህ ነው።

ደረጃ 2: የአልትራሳውንድ ዳሳሾችን ከኦክታሶኒክ ቦርድ ጋር ያገናኙ

እያንዳንዱን የአልትራሳውንድ ዳሳሽ ከቦርዱ ጋር ለማገናኘት 4 ሴት-ሴት ዝላይ ሽቦዎችን ይጠቀሙ ፣ እነሱን በትክክለኛው መንገድ ለማገናኘት ይጠንቀቁ። ፒንሶቹ በአልትራሳውንድ ዳሳሽ ላይ ካለው ፒኖች ጋር በተመሳሳይ ቅደም ተከተል እንዲሆኑ ቦርዱ የተቀየሰ ነው። በቦርዱ ላይ ከግራ ወደ ቀኝ ፣ ፒኖቹ GND ፣ ቀስቅሴ ፣ ኢኮ ፣ 5 ቪ ናቸው።

ደረጃ 3 የሎጂክ ደረጃ መለወጫውን ከኦክታሶኒክ ቦርድ ጋር ያገናኙ

Raspberry Pi እና Octasonic Board በ SPI ላይ ይነጋገራሉ። SPI 4 ሽቦዎችን ይጠቀማል-

• ማስተር ውስጥ ፣ ባሪያ ውጣ (ሚሶ)
• ማስተር ውጣ ፣ ባሪያ ውስጥ (MOSI)
• ተከታታይ ሰዓት (SCK)
• የባሪያ ምርጫ (ኤስ.ኤስ.)

በተጨማሪም ፣ ኃይልን (5V እና GND) ማገናኘት አለብን።

የሎጂክ ደረጃ መለወጫ ሁለት ጎኖች አሉት - ዝቅተኛ ቮልቴጅ (ኤልቪ) እና ከፍተኛ ቮልቴጅ (ኤች.ቪ.) Raspberry 3.3V ስለሆነ ከኤልቪ ጎን ጋር ይገናኛል። ኦክቶሶኒክ 5V ስለሆነ ከኤች ቪ ጎን ጋር ይገናኛል።

ይህ እርምጃ ኦክሳኖኒክን ከሎጂክ ደረጃ መለወጫ ከኤች.ቪ ጎን ጋር ለማገናኘት ነው።

የትኞቹ ፒኖች ከሎጂክ ደረጃ መለወጫ ጋር መገናኘት እንዳለባቸው ከዚህ ደረጃ ጋር የተያያዘውን ፎቶ ይመልከቱ።

ከኦክታሶኒክ ወደ ሎጂክ ደረጃ መለወጫ ግንኙነቶች የሚከተሉት መሆን አለባቸው

• 5V ወደ ኤች.ቪ
• SCK ወደ HV4
• MISO ወደ HV3
• MOSI ወደ HV2
• ኤስ ኤስ እስከ HV1
• ከ GND ወደ GND

ደረጃ 4: የሎጂክ ደረጃ መለወጫውን ከ Raspberry Pi ጋር ያገናኙ

Raspberry Pi እና Octasonic Board በ SPI ላይ ይነጋገራሉ። SPI 4 ሽቦዎችን ይጠቀማል-

• ማስተር ውስጥ ፣ ባሪያ ውጣ (ሚሶ)
• ማስተር ውጣ ፣ ባሪያ ውስጥ (MOSI)
• ተከታታይ ሰዓት (SCK)
• የባሪያ ምርጫ (ኤስ.ኤስ.)

በተጨማሪም ፣ ኃይልን (3.3V እና GND) ማገናኘት አለብን። የሎጂክ ደረጃ መለወጫ ሁለት ጎኖች አሉት - ዝቅተኛ ቮልቴጅ (ኤልቪ) እና ከፍተኛ ቮልቴጅ (ኤች.ቪ.) Raspberry 3.3V ስለሆነ ከኤልቪ ጎን ጋር ይገናኛል። ኦክቶሶኒክ 5V ስለሆነ ከኤች ቪ ጎን ጋር ይገናኛል።

ይህ እርምጃ Raspberry Pi ን ከሎጂክ ደረጃ መለወጫ ወደ ኤልቪ ጎን ለማገናኘት ነው።

ከ Raspbery Pi ወደ ሎጂክ ደረጃ መቀየሪያ ግንኙነቶች የሚከተሉት መሆን አለባቸው

• 3.3V ወደ ኤል.ቪ
• GPIO11 (SPI_SCLK) ወደ LV4
• GPIO09 (SPI_MISO) ወደ LV3
• GPIO10 (SPI_MOSI) ወደ LV2
• GPIO08 (SPI_CE0_N) SS ወደ LV1
• ከ GND ወደ GND

በ Raspberry Pi ላይ ትክክለኛ ፒኖችን ለማግኘት ከዚህ ደረጃ ጋር የተያያዘውን ሥዕላዊ መግለጫ ይጠቀሙ!

ደረጃ 5: Raspberry Pi 5V ን ከ Octasonic 5V ጋር ያገናኙ

ለመጨመር አንድ የመጨረሻ ሽቦ አለ። እኛ በእውነቱ የኦክቶሶኒክ ቦርድን በ 5 ቪ ኃይል መስጠት አለብን ፣ ስለዚህ አንዱን ከ Raspberry Pi 5V ፒኖች አንዱን በኦክቶሶኒክ AVR ራስጌ ላይ ወደ 5 ቪ ፒን በማገናኘት እናደርጋለን። ይህ በ AVR ራስጌ ብሎክ ውስጥ የታችኛው ግራ ሚስማር ነው (ይህ በቦርዱ የላይኛው ቀኝ በኩል ያለው 2 x 3 ብሎክ ነው)። የ AVR ብሎክ የት እንዳለ የሚያሳይ የተያያዘውን ፎቶ ይመልከቱ።

Raspberry Pi ላይ 5V ፒን ለማግኘት ሌላውን የተያያዘውን ሥዕላዊ መግለጫ ይመልከቱ።

ደረጃ 6: ሶፍትዌር ጫን

Raspian ን ይጫኑ

በንጹህ Raspbian Jessie መጫኛ ይጀምሩ ፣ ከዚያ ወደ የቅርብ ጊዜው ስሪት ያዘምኑት

sudo apt-get ዝማኔ

sudo apt-get ማሻሻል

SPI ን አንቃ

ይህ ፕሮጀክት እንዲሠራ SPI ን በ Raspberry Pi ላይ ማንቃት አለብዎት! ይህንን ለማድረግ Raspberry Pi Configuration utility ይጠቀሙ።

SPI እንዲተገበር ካደረገ በኋላ Pi ን እንደገና ማስጀመር አስፈላጊ ነው።

FluidSynth ን ይጫኑ

Fluidsynth አስደናቂ ነፃ ሶፍትዌር MIDI synth ነው። በዚህ ትእዛዝ ከትእዛዝ መስመሩ ሊጭኑት ይችላሉ-

sudo apt-get install fluidsynth

የዛገ ፕሮግራሚንግ ቋንቋን ይጫኑ

አልትራሳውንድ ፒ ፒያኖ ከሞዚላ በ ዝገት ፕሮግራም ቋንቋ ውስጥ ይተገበራል (እንደ C ++ ነው ግን ያለ መጥፎ ቁርጥራጮች)። በዚህ ዘመን ሁሉም አሪፍ ልጆች የሚጠቀሙበት ነው።

ዝገትን ለመጫን https://rustup.rs/ ላይ ያሉትን መመሪያዎች ይከተሉ። ጊዜዎን ለመቆጠብ ፣ መመሪያዎቹ ይህንን አንድ ትእዛዝ ማስኬድ ነው። በመጫን ጊዜ ለማንኛውም ጥያቄዎች ነባሪ መልሶችን መቀበል ይችላሉ።

ማሳሰቢያ -ይህንን አስተማሪነት ከለጠፉ ጀምሮ ፣ Raspberry Pi ላይ ዝገትን ከመጫን ጋር አንዳንድ ችግሮች አሉ። መጥፎ ጊዜ--/ ግን ጉዳዩን ለመፍታት ከዚህ በታች ያለውን ትዕዛዝ ቀይሬያለሁ። በቅርቡ ይህንን ያስተካክላሉ ብለን ተስፋ እናደርጋለን። ሰዎች በ SD ካርድ ላይ ሊያወርዱ እና ሊያቃጥሉት የሚችሉትን ምስል በመፍጠር ላይ እሰራለሁ። ያንን ከፈለጉ እባክዎን ያነጋግሩኝ።

ወደ ውጭ መላክ RUSTUP_USE_HYPER = 1curl https://sh.rustup.rs -sSf | ሽ

የ Ultrasonic Pi Piano ምንጭ ኮድ ያውርዱ

ለአልትራሳውንድ ፒ ፒያኖ ምንጭ ኮድ ምንጭ ኮድ በ github ላይ ተስተናግዷል። ኮዱን ለማግኘት ሁለት አማራጮች አሉ። ከጊት እና ጊቱብ ጋር በደንብ የሚያውቁ ከሆነ ፣ ሪፖውን ማደብዘዝ ይችላሉ-

git clone [email protected]: TheGizmoDojo/UltrasonicPiPiano.git

በአማራጭ ፣ የቅርብ ጊዜውን ኮድ ዚፕ ፋይል ማውረድ ይችላሉ።

የምንጭ ኮዱን ያጠናቅቁ

ሲዲ UltrasonicPiPiano

የጭነት ግንባታ -መልቀቅ

ኮዱን ይሞክሩ

በሚቀጥለው ደረጃ ወደ ሙዚቃ ሥራ ከመሄዳችን በፊት ሶፍትዌሩ መሥራቱን እና ከአነፍናፊዎቹ ትክክለኛ ውሂብ ማንበብ መቻላችንን እናረጋግጥ።

መተግበሪያውን ለማሄድ የሚከተለውን ትዕዛዝ ይጠቀሙ። ይህ ከአነፍናፊዎቹ መረጃን ያነባል እና ከዚያ በኮንሶሉ ላይ ወደ ታተሙ ወደ MIDI ማስታወሻዎች ይተረጉማቸዋል። እጅዎን በአነፍናፊዎቹ ላይ ሲያንቀሳቅሱ ፣ ውሂብ ሲመነጭ ማየት አለብዎት። ካልሆነ ፣ በዚህ አስተማሪ መጨረሻ ላይ ወደ መላ መፈለጊያ ክፍል ይዝለሉ።

የጭነት ሩጫ -መልቀቅ

የማወቅ ጉጉት ካደረብዎት የ “-ልቀቱ” ባንዲራ ነባሪው “-ዴብግ” ቅንብርን በተቻለ መጠን ኮዱን በተቻለ መጠን በብቃት እንዲያጠናቅቅ ይናገራል።

ደረጃ 7: አንዳንድ ሙዚቃ ይስሩ

የምንጭ ኮዱን ያወረዱበት እና የሚከተለውን ትዕዛዝ ያሂዱበት ማውጫ ውስጥ እንዳሉ ያረጋግጡ።

ይህ “run.sh” ስክሪፕት ኮዱ ተሰብስቦ መሆኑን ያረጋግጣል እና ከዚያ ኮዱን ያካሂዳል ፣ ውጤቱን ወደ ፈሳሽነት ይለውጣል።

./run.sh

Raspberry Pi ላይ ከ 3.5 ሚሜ የድምጽ መሰኪያ ጋር የተገናኙ የተሻሻሉ ድምጽ ማጉያዎች መኖራቸውን ያረጋግጡ እና እጆችዎን በአነፍናፊዎቹ ላይ ሲያንቀሳቅሱ ሙዚቃ መስማት አለብዎት።

ሙዚቃ ካልሰሙ እና የኤችዲኤምአይ ማሳያ ተያይዞ ከሆነ ፣ ከዚያ የድምፅ ውፅዓት በምትኩ ወደዚያ እየሄደ ነው። ይህንን ለማስተካከል በቀላሉ ይህንን ትእዛዝ ያሂዱ እና ከዚያ ፒ ፒያኖውን እንደገና ያስጀምሩ

sudo amixer cset numid = 3 1

የድምፅ መጠን መለወጥ

ድምጹ (ወይም “ትርፍ”) በ “-g” ልኬት ወደ ፈሳሽነት ተዘርዝሯል። የ run.sh ስክሪፕትን ማሻሻል እና ይህንን እሴት መለወጥ ይችላሉ። እባክዎን በዚህ ግቤት ውስጥ ትናንሽ ለውጦች በመጠን ትልቅ ለውጥን ያስከትላሉ ፣ ስለዚህ በትንሽ መጠን (እንደ 0.1 ወይም 0.2) ለመጨመር ይሞክሩ።

ደረጃ 8 - የእጅ ምልክት ቁጥጥር

የእጅ ምልክት መቆጣጠሪያዎች እንዴት እንደሚሠሩ ጨምሮ ለፕሮጀክቱ ሙሉ ማሳያ ከዚህ ደረጃ ጋር የተያያዘውን ቪዲዮ ይመልከቱ።

ጽንሰ -ሐሳቡ በጣም ቀላል ነው። ሶፍትዌሩ የትኞቹ ዳሳሾች እንደተሸፈኑ (በ 10 ሴ.ሜ ውስጥ) እና የማይሸፍኑትን ይከታተላል። ይህ ወደ 8 ሁለትዮሽ ቁጥሮች (1 ወይም 0) ይተረጎማል። የ 8 የሁለትዮሽ ቁጥሮች ቅደም ተከተል በ 0 እና በ 255 መካከል ቁጥሮችን ሊወክል የሚችል “ባይት” ስለሚሠራ ይህ በጣም ምቹ ነው። ስለፕሮግራም የበለጠ ለማወቅ ከፈለጉ የሁለትዮሽ ቁጥሮች ለመማር መሰረታዊ ችሎታ ናቸው።

ሶፍትዌሩ የአሁኑን የስሜት ሕዋሳትን የአሁኑን ሁኔታ ወደ አንድ ባይት ካርታ ያሳያል። ያ ቁጥር ለበርካታ ዑደቶች ተመሳሳይ ሆኖ የሚቆይ ከሆነ ፣ ሶፍትዌሩ በዚያ ምልክት ላይ ይሠራል።

ለአልትራሳውንድ ዳሳሾች እጅግ በጣም አስተማማኝ ስላልሆኑ እና በመዳሰሻዎች መካከል ጣልቃ ገብነት ሊኖር ስለሚችል ፣ ምልክቶችን በሚጠቀሙበት ጊዜ የተወሰነ ትዕግስት ማሳየት ያስፈልግዎታል። እጆችዎን የሚይዙበትን ርቀት እንዲሁም ከእጆችዎ የሚይዙትን አንግል ለመለወጥ ይሞክሩ። እርስዎ ብርድ ደግሞ ድምፁን በተሻለ ሁኔታ ለማንፀባረቅ በአነፍናፊዎቹ ላይ ጠፍጣፋ እና ጠንካራ የሆነ ነገር ለመያዝ ይሞክሩ።

ደረጃ 9 - ማቀፊያ ማድረግ

ይህንን ቋሚ ኤግዚቢሽን ለማድረግ እና ለሰዎች ለማሳየት ከቻሉ ምናልባት አንድ ዓይነት ማቀፊያ መስራት ይፈልጉ ይሆናል። ይህ ከእንጨት ፣ ከካርቶን ወይም ከሌሎች ብዙ ቁሳቁሶች ሊሠራ ይችላል። ለዚህ ፕሮጀክት የምንሠራበትን አጥር የሚያሳይ ቪዲዮ እዚህ አለ። የአልትራሳውንድ ዳሳሾችን በቦታው ለመያዝ ቀዳዳዎች ተቆፍረው ይህ ከእንጨት የተሠራ ነው።

ደረጃ 10 - መላ መፈለግ እና ቀጣይ እርምጃዎች

ችግርመፍቻ

ፕሮጀክቱ የማይሠራ ከሆነ ብዙውን ጊዜ ወደ ሽቦ ስህተት ነው። ሁሉንም ግንኙነቶች በእጥፍ ለመፈተሽ ጊዜዎን ይውሰዱ።

ሌላው የተለመደ ጉዳይ SPI ን ማንቃት እና ፒውን እንደገና ማስጀመር አለመቻል ነው።

የመላ መፈለጊያ ምክሮችን ፣ ከዛግ እና ከፓይቶን የተወሰኑ መጣጥፎች እና እንዲሁም ድጋፍን እንዴት ማግኘት እንደሚቻል መረጃን ጨምሮ ሙሉ ሰነዶችን ለማግኘት እባክዎን https://theotherandygrove.com/octasonic/ ን ይጎብኙ።

ቀጣይ እርምጃዎች

አንዴ ፕሮጀክቱ ሲሠራ ፣ በኮዱ ለመሞከር እና የተለያዩ የሙዚቃ መሳሪያዎችን ለመሞከር እመክራለሁ። የ MIDI መሣሪያ ኮዶች በ 1 እና 127 መካከል ናቸው እና እዚህ ተመዝግበዋል።

እያንዳንዱ አነፍናፊ የተለየ ኦክታቭ የሚጫወት አንድ የሙዚቃ መሣሪያ ይፈልጋሉ? ምናልባት እያንዳንዱ ዳሳሽ በምትኩ የተለየ መሣሪያ እንዲሆን ይፈልጋሉ? አጋጣሚዎች ወሰን የለሽ ናቸው ማለት ይቻላል!

በዚህ አስተማሪ እንደተደሰቱ ተስፋ አደርጋለሁ። እባክዎን ከወደዱት ላይክ ያድርጉ እና የወደፊቱን ፕሮጀክቶች ለማየት እዚህ እና ለዩቲዩብ ሰርጥ መመዝገብዎን እርግጠኛ ይሁኑ።