TEMPO HALTER DES DRUMMERS - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Die wichtigste Aufgabe eines Schlagzeugers ist es, den Takt zu halten. Das bedeutet, dass der Beat für jeden Song konstant bleibt.

Der Tempo Keeper des Schlagzeugers ist ein Gerät, das Schlagzeugern hilft, noch bessere Zeit zu halten. Es besteht aus einer kleinen Piezoscheibe, die am Fell der Snare befestigt wird. Jedes Mal, wenn der Schlagzeuger die Snare Drum schlägt, zeigt das Gerät die Schläge pro Minute basierend auf der Zeit zwischen den Schlägen an. Wenn die Band ungewollt schneller oder langsamer wird, wird der Schlagzeuger sofort darauf aufmerksam und kann eine kleine Korrektur vornehmen, um ein konstantes Tempo beizubehalten.

Bei einem kürzlichen Auftritt mit einer Band, für die ich Schlagzeug spiele, dachte ein anderer Schlagzeuger im Publikum, dass meine Band zu einem Click-Track spielt – einem Metronom, das jeden Beat in die Kopfhörer einklickt, die die Bandmitglieder tragen – weil der Beat so gleichmäßig war durch jedes Lied. Was für ein Kompliment und eine Hommage an den Tempo Keeper des Schlagzeugers!

Schritt 1: TEILE

Hier ist eine vollständige Liste der Teile, die Sie benötigen, um den Drum Temp Keeper zu erstellen, die ungefähren Kosten und Hinweise zu genau dem, was ich verwendet habe, um meinen zu erstellen. Sie können diese Teile auf Websites wie Amazon, eBay, Adafruit und SparkFun erhalten. Die günstigsten Teile werden normalerweise bei eBay verkauft und kommen aus China, sodass es einige Wochen dauern kann, bis sie ankommen. Sie müssen andere Treiber verwenden, wenn Sie einen billigen Mikrocontroller aus China bekommen (wie ich es getan habe), als wenn Sie einen Marken-Arduino aus den USA kaufen. Ich habe notiert, was Sie tun müssen, um die anderen Treiber herunterzuladen und zu installieren.

1. Mikrocontroller. Ich habe einen Arduino Nano-Klon aus China verwendet, der mit den bereits angelöteten Headern geliefert wurde. (4,50 $)

2. Vierstelliges Display. Stellen Sie sicher, dass Sie ein vierstelliges Display erhalten, das vier Pins verwendet. Erhalten Sie kein vierstelliges 7-Segment-Display, da es 12 Pins benötigt. (3,50 $)

3. Projektbeilage. Ich habe ein RadioShack 3" x 2" x 1" Projektgehäuse verwendet. Stellen Sie sicher, dass es aus Kunststoff ist, da Sie ein Loch für das vierstellige Display schneiden müssen. (6,00 USD)

4. Piezo Da dieses Teil auf der Snare Drum sitzt und viel Bewegung und Vibrationen ausgesetzt ist, sollten Sie einen Piezo mit einer Ummantelung verwenden. Es gibt billige Versionen mit Plastikgehäuse, aber ich habe mich für eine mit einem stärkeren Gehäuse entschieden, das für Gitarren-Pickups verwendet wird. (10,00 $)

5. Verlängerungskabel für Piezo. Ich habe normalen 22 AWG Draht verwendet. ($1.00)

6. 10K Ohm Widerstand. Der 10K ist braun - schwarz - orange - gold. (0,25 $)

7. Akku. Dies war für mich die einfachste Lösung, da ich mich nicht mit Alkalibatterien herumschlagen wollte, sie dient als Basis unter der Projektbox und hält ewig! Für etwas Kleineres könnten Sie wahrscheinlich ein paar Knopfzellenbatterien verwenden. ($ 8,00)

8. USB-Kabel. Das Kabel versorgt den Nano vom Akku mit Strom und stellt die Schnittstelle zwischen Ihrem Computer und dem Nano zum Hochladen der Skizze bereit. (0,00 $ - im Mikrocontroller enthalten)

9. Perf-Board. Sie werden die Komponenten an die Platine löten und dann nur den Teil ausschneiden, den Sie verwenden. (2,00 $)

10. Steckbrett. Ich habe zuerst einen Prototyp dieses Projekts mit einem Plastiksteckbrett und Überbrückungsdrähten zusammengebaut. Sobald ich es richtig funktioniert hatte, lötete ich eine endgültige Version an das Perfboard. Sie müssen dies nicht tun, aber es wird empfohlen. ($2,00)

11. Überbrückungsdrähte. Zum Bestücken, Testen und Löten benötigen Sie vier Stecker-zu-Buchse-Drähte. ($1.00)

12. Klettstreifen. Verwenden Sie den Klettverschluss, um den Piezo-Sensor an der Snare-Drum zu befestigen. Sie können es auch verwenden, um das Projektgehäuse und den Akkupack zu verbinden. (0,80 $)

Ungefähre Gesamtkosten: 39,05 $

Schritt 2: WERKZEUGE

Hier sind die Werkzeuge, die Sie benötigen, um das Projekt zusammenzustellen

1. Lötkolben. Sobald der Prototyp funktioniert, verschieben Sie die Komponenten vom Steckbrett auf ein Perfboard.

2. Löten. Wie #1.

3. Dremel oder ähnliches Werkzeug. Sie werden damit das Perfboard schneiden und Löcher im Projektgehäuse für das Display und den USB-Anschluss erstellen.

4. Isolierband. Sie werden Verlängerungsdrähte an den Piezo löten und dann elektrisches Klebeband um die gelötete Stelle legen.

5. Schraubendreher. Diese benötigen Sie zum Öffnen und anschließenden Schließen des Projektgehäuses.

6. Computer. Sie schreiben Ihre Skizze auf dem Computer und laden sie auf den Mikrocontroller hoch.

7. Arduino-IDE-Software. (auch als webbasiertes Tool verfügbar).

Schritt 3: WIE ES FUNKTIONIERT

Bevor Sie es zusammenstellen, ist es hilfreich zu verstehen, wie es funktioniert.

1. Ein Piezo* ist ein Bauteil, das misst, wie viel Schwingung vorhanden ist. Wir befestigen den Piezo an der Snare-Drum und die Drähte des Piezos an einem Mikrocontroller, um zu lesen, wie viel Vibration auf der Snare-Drum vorhanden ist.

2. Die Mikrocontroller-Skizze liest den Piezo, um festzustellen, wann die Trommel angeschlagen wurde, und zeichnet die Zeit auf. Wenn die Trommel das nächste Mal geschlagen wird, merkt sie sich diese Zeit und berechnet die Schläge pro Minute basierend auf diesem Schlag und dem vorherigen Schlag.

3. Wir schließen auch eine digitale Anzeige an den Mikrocontroller an. Nachdem es Schläge pro Minute berechnet hat, zeigt es das Ergebnis auf der Digitalanzeige an. Sie können diesen Teil des Geräts an einer beliebigen Stelle platzieren, die für Sie sichtbar ist, während Sie spielen. Ich legte meinen neben den Highhat auf den Boden.

Hinweis: Wenn Sie keine Viertelnoten auf der Snare spielen, spiegelt der Messwert das wieder, was Sie spielen. Warten Sie, bis Sie wieder den Beat des Songs spielen, um die Geschwindigkeit zu bestimmen.

* Wir verwenden in diesem Projekt einen Piezo als INPUT-Komponente, um die Vibrationsstärke zu messen. In anderen Projekten, wenn Sie es als OUTPUT-Komponente verwenden, erzeugt es Vibrationen und wird zu einem Lautsprecher!

Schritt 4: BREADBOARD-PROTOTYP

Da Löten nicht mein bestes Talent ist, habe ich zuerst ein Prototypgerät mit einem Plastiksteckbrett und Überbrückungsdrähten zusammengebaut, um sicherzustellen, dass es funktioniert. Sobald es funktionierte, zog ich es auf ein Perfboard und lötete es. Wenn Sie ein erfahrener Hersteller sind, können Sie diesen Teil überspringen und stattdessen direkt auf ein Perfboard löten.

1. Platzieren Sie den Mikrocontroller in der Mitte des Steckbretts, so dass sich eine Plastiksäule befindet, die die Pins auf der linken Seite der Platine und die Pins auf der rechten Seite der Platine trennt. Stellen Sie sicher, dass sich der USB-Anschluss am Rand des Steckbretts befindet und nicht in der Mitte, wie im Bild gezeigt.

Schritt 5: PIEZO. VERBINDEN

Der Piezo ist ein analoger Sensor, da er einen Wert zwischen 0 und 1024 meldet und daher mit einem analogen Pin des Arduino verbunden werden muss. Ich habe den ersten analogen Pin A0 verwendet.

1. Verbinden Sie den positiven (roten) Draht des Piezos mit Pin A0 des Arduino.

2. Verbinden Sie den negativen (schwarzen) Draht des Piezos mit einem der Massestifte (GND) des Arduino.

Schritt 6: WIDERSTAND VERBINDEN

Verbinden Sie den Widerstand mit den gleichen Pins, mit denen der Piezo verbunden ist (A0 und GND)

(Es spielt keine Rolle, welche Seite des Widerstands mit welchem Pin verbunden ist; sie sind gleich.)

Schritt 7: DISPLAY CLK PIN VERBINDEN

Die vierstellige Anzeigeeinheit wird mit zwei digitalen Pins des Arduino verbunden. Ich habe die ersten beiden digitalen Pins des Nano verwendet, die D2 und D3 sind.

Verbinden Sie den CLK-Pin am Display mit dem D3-Pin des Arduino mit einem Buchse-zu-Stecker-Kabel

Schritt 8: DISPLAY-DIO-PIN VERBINDEN

Verbinden Sie den DIO-Pin am Display mit dem D2-Pin des Arduino mit einem Buchse-zu-Stecker-Kabel

Schritt 9: ANZEIGE VCC PIN VERBINDEN

Verbinden Sie den VCC-Pin auf dem Display mit dem 5V-Power-Pin des Arduino mit einem Buchse-zu-Stecker-Kabel

Schritt 10: DISPLAY-GND-PIN VERBINDEN

1. Verbinden Sie den GND-Pin des Displays mit einem GND-Pin des Arduino mit einem Buchse-zu-Stecker-Kabel.

Das ist alles für die Prototypen-Elektronik

Schritt 11: CH340-TREIBER HERUNTERLADEN (optional)

Wenn Sie ein billigeres Arduino aus China verwenden, verwendet es wahrscheinlich den CH340-Chip, um mit einem Computer zu kommunizieren. Sie müssen die Treiber für diesen Chip herunterladen und installieren. Sie können die offiziellen Treiber von dieser Site herunterladen (die Seite ist auf Englisch und Chinesisch, wenn Sie genau hinschauen). Installieren Sie die Treiber auf Ihrem PC, indem Sie die ausführbare Datei ausführen.

Schritt 12: DIGITALE DISPLAY-BIBLIOTHEK HERUNTERLADEN (TM1637)

Das vierstellige Display verwendet einen TM1637-Chip. Sie müssen eine Bibliothek herunterladen, die das Anzeigen von Zahlen auf dem digitalen Display erleichtert. Gehen Sie zu https://github.com/avishorp/TM1637. Wählen Sie Klonen oder Herunterladen und wählen Sie Zip herunterladen. Speichern Sie die Datei auf Ihrem Computer.

Schritt 13: DIGITALE DISPLAY-BIBLIOTHEK INSTALLIEREN

1. Führen Sie die Arduino IDE-Software auf Ihrem Computer aus. Es wird den Umriss für eine leere Skizze präsentieren.

2. Wählen Sie Skizze | Bibliothek einschließen |. ZIP-Bibliothek hinzufügen… und wählen Sie die Datei, die Sie von Github heruntergeladen haben, um die Bibliothek zu installieren.

Schritt 14: ARDUINO BOARD UND PORT AUSWÄHLEN

1. Verbinden Sie den Arduino mit einem USB-Kabel mit Ihrem Computer. Wechseln Sie dann zur Arduino IDE und der neuen Skizze, die geöffnet ist.

2. Wählen Sie das richtige Board aus, zum Beispiel das Arduino Nano.

3. Wählen Sie den Port aus, mit dem Ihr Arduino auf dem Computer verbunden ist.

Schritt 15: SKIZZE: HINTERGRUND

1. Um festzustellen, ob die Trommel getroffen wurde, lesen wir den Piezosensor-Pin A0 aus. Der Piezo misst die Vibration der Snare Drum und gibt uns einen Wert zwischen 0 (keine Vibration) und 1024 (maximale Vibration).

2. Da die Musik und die anderen Instrumente leichte Vibrationen verursachen können, können wir nicht sagen, dass ein Messwert über Null auf einen Schlag auf die Trommel hindeutet. Wir müssen etwas Rauschen berücksichtigen, wenn wir den Messwert des Piezos überprüfen. Ich nenne diesen Wert THRESHOLD und habe 100 gewählt. Das bedeutet, dass jeder Wert über 100 einen Schlag auf die Trommel anzeigt. Alles, was 100 oder weniger ist, ist nur Rauschen. Hinweis: Wenn das Gerät Messwerte anzeigt, wenn Sie die Trommel nicht angeschlagen haben, erhöhen Sie diesen Wert.

3. Da wir Schläge pro Minute berechnen, müssen wir die Zeit jedes Schlags auf die Trommel verfolgen. Der Mikrocontroller verfolgt die Anzahl der Millisekunden, die seit dem Start vergangen sind. Dieser Wert steht uns mit der Funktion millis() zur Verfügung, die eine lange Ganzzahl (Typ long) ist.

Schritt 16: SKIZZE: VOREINSTELLUNG

Geben Sie oben in der Skizze über der Setup-Funktion Folgendes ein. (Wenn Sie möchten, können Sie die endgültige Skizze am Ende der Erklärung herunterladen).

1. Fügen Sie zunächst die beiden benötigten Bibliotheken hinzu: TM1637Display, das Sie heruntergeladen haben, und math.h.

2. Als nächstes definieren Sie die Pins, die wir verwenden. Wenn Sie sich vom Zusammenbau des Geräts erinnern, ist der CLK-Pin der digitale Pin 2, der DIO-Pin ist der digitale Pin 3 und der Piezo-Pin ist A0 (analog 0).

3. Definieren Sie den THRESHOLD vorerst auf 100.

4. Erstellen Sie dann zwei Variablen, die wir für die Skizze namens Reading (der aktuelle Piezosensor-Messwert) und lastbeat (die Zeit des vorherigen Hubs) benötigen.

5. Schließlich initialisieren Sie die TM1637-Bibliothek, indem Sie ihr die Pin-Nummern übergeben, die wir für CLK und DIO verwenden.

// Bibliotheken

#include #include // Pins #define CLK 2 #define DIO 3 #define PIEZO A0 #define THRESHOLD 100 // Variablen int reading; langer letzterBeat; // Anzeigebibliothek einrichten TM1637Display display(CLK, DIO);

Schritt 17: SKIZZE: SETUP-FUNKTION

Wenn Sie die Skizze Schritt für Schritt erstellen, geben Sie Folgendes für die Funktion setup() ein.

1. Verwenden Sie die Funktion pinMode, um den Piezo-Pin als INPUT-Pin zu deklarieren, da wir daraus lesen werden.

2. Verwenden Sie die Funktion setBrightness, um die Digitalanzeige auf die hellste Stufe einzustellen. Es verwendet eine Skala von 0 (am wenigsten hell) bis 7 (am hellsten).

3. Da wir keinen vorherigen Schlagzeugschlag haben, setzen Sie diese Variable auf die aktuelle Zeit.

Leere Einrichtung () {

// Pins einrichten PinMode (PIEZO, INPUT); // Anzeigehelligkeit einstellen display.setBrightness (7); // Erster Treffer als jetzt aufzeichnen lastBeat = millis(); }

Schritt 18: SKIZZENKÖRPER: DIE LOGIK

Geben Sie Folgendes für die Funktion main loop() ein, wenn Sie die Skizze Schritt für Schritt erstellen.

1. Lesen Sie den Wert des Piezo-Sensors ab, bis der Sensor einen Wert über dem Schwellenwert misst, was auf einen Schlag auf der Snare-Drum hinweist. Speichern Sie die aktuelle Zeit des Hubs als thisbeat.

2. Rufen Sie dann die Funktion BerechnenBPM auf, um Schläge pro Minute zu berechnen. Übergeben Sie der Funktion den Zeitpunkt dieses Hubs und den Zeitpunkt des letzten Hubs für die Berechnung. (Der nächste Schritt enthält den Rumpf der Funktion). Speichern Sie das Ergebnis in bpm.

3. Als nächstes zeigen Sie die Schläge pro Minute auf dem LED-Display an, indem Sie das Ergebnis an die Funktion aus der TM1347-Bibliothek namens showNumberDec() übergeben.

4. Stellen Sie abschließend die Zeit des vorherigen Schlags (lastbeat) auf die Zeit dieses Schlags (thisbeat) ein und warten Sie auf den nächsten Schlag auf die Trommel.

Leere Schleife () {

// Haben wir einen Schlagzeug-Hit bekommen? int piezo = analogRead (PIEZO); if (piezo> THRESHOLD) {// Zeit aufzeichnen, bpm berechnen und Ergebnis anzeigen long thisBeat = millis(); int bpm = berechneBPM(thisBeat, lastBeat); display.showNumberDec(bpm); // thisBeat ist jetzt lastBeat für den nächsten Schlagzeugschlag lastBeat = thisBeat; } }

Schritt 19: SKIZZE: BEATS PRO MINUTE BERECHNEN

Hinweis: Platzieren Sie diese Funktion im Programm über der Setup-Funktion, damit Sie sie nicht zweimal deklarieren müssen.

Eine Beispielrechnung finden Sie im obigen Diagramm.

1. Erstellen Sie eine Funktion zur Berechnung der Schläge pro Minute (bpm). Übernehmen Sie als Parameter die Zeit dieses Schlagzeugschlags (thisTime) und die Zeit des vorherigen Schlagzeugschlags (lastTime).

2. Subtrahieren Sie die Zeit zwischen den beiden Schlagzeugschlägen und speichern Sie diese als verstrichen. Die Zeitdifferenz liefert die Anzahl der Schläge (1) pro Millisekunde (ms).

3. Konvertieren Sie Schläge pro Millisekunde in Schläge pro Minute. Da eine Sekunde 1000 Millisekunden hat, teilen Sie 1000 durch die Zeit zwischen den beiden Schlägen, um Schläge (1) pro Sekunde zu erhalten. Da eine Minute 60 Sekunden hat, multiplizieren Sie diese mit 60, um Schläge (1) pro Minute zu erhalten. Runden Sie das Endergebnis, um einen ganzzahligen Wert (ganze Zahl) zurückzugeben.

Wenn Sie möchten, können Sie die endgültige Skizze in diesem Schritt herunterladen

int berechneBPM(long thisTime, long lastTime) {

lange verstrichen = thisTime - lastTime; Doppelbpm = Runde (1000. / verstrichen * 60.); Rückgabe (int)bpm; }

Schritt 20: SPEICHERN UND HOCHLADEN

1. Wählen Sie in der Arduino-IDE Datei und wählen Sie Speichern. Geben Sie einen Namen für Ihre Skizze ein und klicken Sie auf Speichern, um die Skizze zu speichern (Sie müssen sie nur beim ersten Speichern benennen).

2. Wählen Sie Sketch und wählen Sie Hochladen, um die Skizze auf Ihr Arduino hochzuladen und bereiten Sie sich auf das Testen vor.

Schritt 21: BATTERIE ANSCHLIESSEN UND PROTOTYP TESTEN

Testen Sie das Gerät, bevor Sie die endgültige Version zusammenstellen.

1. Verbinden Sie den Akku mit dem Mikrocontroller t

2. Legen Sie den Piezo auf eine Snare-Drum und halten Sie ihn mit dem Finger fest.

3. Schlagen Sie ein paar Mal auf die Snare-Drum und überprüfen Sie, ob die Anzeige die Schläge pro Minute basierend auf Ihren Trommelschlägen anzeigt.

3. Sobald es richtig funktioniert, können Sie die endgültige Version löten.

Schritt 22: VERLÄNGERUNGSDRÄHTE AN PIEZO. LÖTEN

1. Da sich der Piezo auf der Snare-Drum befindet und der Rest der Einheit woanders, müssen Sie den Draht auf dem Piezo verlängern. Löten Sie die Enden des Piezos auf etwa einen Meter Draht, um zusätzlichen Spielraum zu schaffen.

Hinweis: Wenn Ihr Verlängerungskabel nicht farbig ist, markieren Sie das rote und das schwarze Kabel vom Piezo.

Schritt 23: VERSCHIEBEN SIE KOMPONENTEN AUF PERF BOARD

Als nächstes verschieben Sie die Schaltung vom Kunststoff-Steckbrett auf das Perfboard und löten die Komponenten. Die gelötete Version sollte mit der Steckbrettversion identisch sein.

1. Bewegen Sie den Mikrocontroller vom Kunststoff-Steckbrett zum Perf-Board und stellen Sie sicher, dass die linken und rechten Pins nicht verbunden sind und der USB-Anschluss in die richtige Richtung zeigt. Löten Sie jeden Pin auf das Perfboard.

2. Löten Sie die langen Piezodrähte, die Sie angeschlossen haben (schwarzes Kabel an GND und rotes Kabel an A0).

3. Löten Sie den Widerstand an die gleichen Pins wie das Piezo.

4. Löten Sie die Anzeigeeinheit so, wie sie auf dem Steckbrett verdrahtet wurde (CLK an D3; DIO an D2; VCC an +5V und GND an GND).

Schritt 24: TRIM PERF BOARD

1. Schneiden Sie die unbenutzten Abschnitte des Perfboards vorsichtig ab, damit der Mikrocontroller in das Projektgehäuse passt.

Schritt 25: PROJEKTBEHÄLTER: ÄNDERUNG DES DIGITALEN DISPLAYS

1. Verwenden Sie einen Dremel oder ein ähnliches Werkzeug, um ein Loch in die Oberseite des Projektgehäuses zu schneiden, damit es in die Digitalanzeige passt.

Schritt 26: PROJEKTGEHÄUSE: USB-ÄNDERUNG

1. Schneiden Sie ein Loch in die Seite des Projektgehäuses für den USB-Anschluss.

Schritt 27: PROJEKTGEHÄUSE: KERBE FÜR PIEZO-DRAHT

Schneiden Sie am gegenüberliegenden Ende des USB-Anschlusses des Mikrocontrollers eine kleine Kerbe für die Piezo-Drähte.

Schritt 28: LETZTE EINHEIT ZUSAMMENBAUEN

1. Montieren Sie das Display oben im Projektgehäuse, sodass es in das von Ihnen erstellte Loch passt.

2. Montieren Sie das Perfboard mit dem Mikrocontroller im Boden des Projektgehäuses, so dass der USB-Anschluss durch das von Ihnen erstellte Loch zugänglich ist.

Hinweis: Ich habe ein kleines Stück Korkbrett zwischen die beiden Bretter gelegt, damit sie sich nicht berühren.

Schritt 29: PROJEKTGEHÄUSE ZUSAMMEN VERSCHRAUBEN

Passen Sie die Piezodrähte durch die von Ihnen erstellte Kerbe und schrauben Sie das Projektgehäuse zusammen.

Schritt 30: PIEZO MONTIEREN UND TESTEN

1. Montieren Sie den Piezo mit Klettbändern auf dem Snarefell.

2. Stellen Sie den Rest des Geräts auf den Boden oder an eine andere Stelle, die Sie beim Schlagzeugspielen gut einsehen können.

3. Beeindrucken Sie Ihre Bandkollegen mit Ihren verbesserten Fähigkeiten zur Zeitmessung!