პროტოტიპი Arduino-Raspberry Pi ხმოვანი დაფა: 9 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

Arduino და Raspberry Pi– ით შექმნილი პროტოტიპის დაფა უნდა იყოს მარტივი გზა 4 განსხვავებული ხმის ან ხმაურის დაკვრისას, ხოლო აქვს ხმის ღილაკების ღილაკით გადართვის შესაძლებლობა და მიმდინარე ხმის ნაკრების ჩვენება LCD ეკრანით.

*გთხოვთ გაითვალისწინოთ: პროექტის კოდი არის 99% დასრულებული, მაგრამ არ ფუნქციონირებს.

Raspberry Pi აკონტროლებს 16x2 LCD ეკრანს და მბრუნავ კოდს, ხოლო Arduino კითხულობს ანალოგიურ საშუალებებს ძალის მიმართ მგრძნობიარე რეზისტორებიდან (FSRs) და აგზავნის სიგნალს არდუინოსთვის ხმის დასაკრავად. ჩვენ ორივეს არასოდეს არ გამოგვიყენებია Arduino ან Pi ამ კლასზე ადრე, მაგრამ ჩვენმა პროფესორმა მოგვცა ყველა საჭირო ინსტრუმენტი და მითითება ამ პროექტის მარტივად კოდირებისა და შესაქმნელად. TinkerCad, AutoDesk– ის უფასო 3D მოდელირების ინსტრუმენტი, გამოიყენებოდა ჩვენი პროექტის მოდელირებაში.

პროექტის ყველაზე რთული ნაწილი იყო გზის პოვნა Arduino და Raspberry Pi სერიულ კომუნიკაციასთან. ჩვენ თავდაპირველად მხოლოდ Pi– ს გამოყენება გვინდოდა მთელი პროექტის განმავლობაში, მაგრამ ჩვენ გვჭირდებოდა არდუინო FSR– ების ანალოგური სიგნალის წასაკითხად. ჩვენ მარტივად შევძელით არდუინოს სიტყვების ან რიცხვების სტრიქონის გაგზავნა და მისი ჩვენება Pi- ზე, მაგრამ პრობლემა ის იყო, როდესაც ჩვენ შევეცადეთ ამ ღირებულებების პითონში წაკითხვა და მათი დამუშავების პირობითი განცხადებების დანერგვა.

საჭირო უნარ -ჩვევები

• C/C ++ - ის მარტივი გაგება არდუინოს კოდირებისთვის
• პითონის მარტივი გაგება Raspberry Pi კოდირებისთვის
• ცოდნა იმის შესახებ, თუ როგორ არის დამონტაჟებული პურის დაფა
• 3D მოდელირების ძირითადი უნარები
• სურვილი ისწავლოს და გააფართოვოს პროგრამირება, გაყვანილობა და შექმნას რაღაც სისუფთავე

Სიის ნაწილი

1 x ჟოლო Pi 3

1 x Elegoo Uno ან Arduino Uno

1 x 830 ჰალსტუხი პურის დაფა

1 x GPIO გარღვევის დაფა (RSP-GPIO)

1 x ლენტიანი კაბელი ბრეაკოუტ დაფისთვის

4 x მცირე ძალის მგრძნობიარე რეზისტორები

1 x ძირითადი 16x2 პერსონაჟის LCD ეკრანი

1 x მბრუნავი კოდირების მოდული

24 x მამაკაცის მდედრობითი მავთულები

10 x მამაკაცის და მამაკაცის მავთულები

4 x 10k რეზისტორები

1 x 10k პოტენომეტრი

1 x ბაღის ქაფი მუხლის ბალიში (დოლარის მაღაზია)

ნაბიჯი 1: შეამოწმეთ FSR არდუინოსთან ერთად

ჩვენ პირველად გადავწყვიტეთ, FSR გამოგვეცადა არდუინოსთან ერთად. FSR– ები აგზავნიან ანალოგიურ სიგნალს და ამიტომ ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ არდუინო, რადგან Pi არ იღებს ანალოგს სხვა სქემების გარეშე. ჩვენ გვსურდა შემოწმებულიყო ბარიერები, რათა დავრწმუნებულიყავით, რომ პრესები იყო კარგი წნევის ქვეშ. ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ეს არის დაახლოებით 150 სულ 1000 – დან.

ნაბიჯი 2: შეადგინეთ დაფის გეგმები

შემდეგ ჩვენ შევადგინეთ და გავზომოთ დაფის გეგმები. ჩვენ გვინდოდა გვქონოდა 4 ბალიში ხმების სათამაშოდ, ადგილი LCD ეკრანისთვის, რომ გამოეჩინა არსებული ხმის ჯგუფი და მბრუნავი კოდირება ხმის ჯგუფის შესაცვლელად.

ნაბიჯი 3: მოათავსეთ დაფა TinkerCad– ში

გეგმების შემუშავების შემდეგ, ჩვენ დაფის მოდელირება გავაკეთეთ ონლაინ, უფასო, 3D მოდელირების ვებსაიტზე, სახელწოდებით TinkerCad Autodesk. ჩვენ უაღრესად გირჩევთ მათ, ვისაც არ სურს დახარჯოს დიდი თანხა 3D მოდელირების პროგრამულ უზრუნველყოფაზე, რადგან მისი გამოყენება მარტივია, ღრუბელზე დაფუძნებული და აქვს სრული მხარდაჭერა 3D ბეჭდვისთვის.

მოდელირების შემდეგ, ჩვენ უნდა გავყოთ იგი 2 ნაწილად, რათა პრინტერზე მოვათავსოთ. ის მართლაც კარგად დაბეჭდილია, მაგრამ ჩემი შეცდომა არ იყო LCD ეკრანის სლოტის ძალიან კარგად ზომა (ნუ დაუშვებთ ამ შეცდომას!) ჩვენ ავტვირთეთ მარცხენა და მარჯვენა მხარე. STL ფაილები, თუ გსურთ მათი შემოწმება.

ნაბიჯი 4: შეამოწმეთ LCD ეკრანი

ჩვენ უკვე გამოვიყენეთ ეკრანი Arduino– ზე და მისი დაყენება ძალიან ადვილი იყო. თუმცა, უფრო რთული იყო მისი გაშვება პითან ერთად. რამოდენიმე პრობლემის მოგვარების საათში Google- ში და მავთულხლართებით, ჩვენ საბოლოოდ დავიწყეთ მუშაობა. გთხოვთ იხილოთ პითონის საბოლოო კოდი, რომ ნახოთ როგორ მუშაობდა იგი. ჩვენ გამოვიყენეთ რამოდენიმე ვებგვერდი, რომელიც გვეხმარება მის შეყვანასა და კოდის დაწერაში. შეამოწმეთ ისინი:

learn.adafruit.com/drive-a-16x2-lcd-direct…

www.raspberrypi-spy.co.uk/2012/07/16x2-lcd…

ნაბიჯი 5: შეამოწმეთ მბრუნავი კოდირება LCD ეკრანით

ჩვენ მაშინ გვინდოდა გვენახა, შევძლებდით თუ არა LCD ეკრანის ტექსტის შეცვლას, როდესაც კოდირება ბრუნდებოდა. კოდირს არ აქვს მითითებული კუთხეები და ბრუნვები, ამიტომ კოდში დავთვალეთ რამდენჯერ იყო ის ბრუნული საათის ისრის მიმართულებით ან საათის ისრის საწინააღმდეგოდ და მივიღეთ 3 -მდე. თუ ის გადავა, ის დაბრუნდება 0 -მდე თუ ის 0 -ზე ნაკლები იქნებოდა, ის დაბრუნდებოდა 3 -მდე. ეს რიცხვები შეიძლება დადგინდეს იმდენი ხმის კომპლექტისთვის, რომელიც მოგწონთ, მაგრამ ჩვენ მხოლოდ ოდესმე დავასრულეთ ერთი ბგერის ტესტირება. დარწმუნდით, რომ თქვენი ხმები არის იმავე საქაღალდეში/ადგილას, სადაც ხდება პითონის ძირითადი კოდის შესრულება.

ნაბიჯი 6: შეიკრიბეთ დაფა

FSR– ები სრიალებენ ოთხი განსხვავებული სლოტის ქვეშ. ჩვენ გავამახვილეთ ისინი ცენტრში და ჩავწერეთ. ჩვენ გირჩევთ წებოვანი ლენტი ან თუნდაც წებო, რადგან უბრალო სკოტჩა საშინელი იყო 3D ბეჭდვით მასალაზე. დოლარის მაღაზიაში სწრაფი მოგზაურობის შემდეგ, ჩვენ აღმოვაჩინეთ რბილი, მაგრამ მოქნილი ბაღის მუხლის ბალიში, რომელიც შეგვიძლია ოთხ ნაწილად დავჭრათ, რომ გამოვიყენოთ დაფის ღილაკებად. ჩვენ ვჭრით მათ ისე, რომ მათ შეძლონ მჭიდროდ მოთავსება თავიანთ ლაქებში ისე, რომ მათ შეეძლოთ დარჩნენ ადგილზე, მაგრამ ასევე ადვილად ამოიღონ საჭიროების შემთხვევაში.

ნაბიჯი 7: შეავსეთ ეს ყველაფერი

დაფის შეკრებისა და FSR– ების, კოდირებისა და ეკრანის დაყენების შემდეგ, ჩვენ ყველაფერი შევაერთეთ. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ 2 დაფა, მაგრამ ჩვენ შევძელით ყველაფერი ერთზე მოვათავსოთ. სურათი ჰგავს არეულობას, მაგრამ ჩვენ გავაკეთეთ სქემატური დიაგრამა უფასო პროგრამაში სახელწოდებით Fritzing. გაითვალისწინეთ, რომ თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ ის პინები, რომელზეც გსურთ დაურთოთ ყველაფერი, მაგრამ დიაგრამა შეესაბამება ჩვენს კოდს.

ნაბიჯი 8: დაასრულეთ ყველაფრის კოდირება

ეს იყო სახიფათო ნაწილი. როგორც შესავალში იყო ნათქვამი, ჩვენ ვერ შევასრულეთ ეს ნაწილი. კოდი არის 99%, მაგრამ ერთი ნაწილი, რომელიც არ მუშაობდა, იყო სერიული კომუნიკაცია არდუინოდან პიამდე. ჩვენ შეგვიძლია ინფორმაციის ადვილად გაგზავნა, როდესაც Arduino- ს Pi- ს USB კაბელით დავუკავშირდით, მაგრამ Pi- მ ვერაფერი გააკეთა, გარდა იმისა, რომ ეს ინფორმაცია ეკრანზე გამოჩნდა. ჩვენ გვინდოდა შეგვეძლო გვეთქვა, რომელ ღილაკზე იყო დაჭერილი და გაეღო კონკრეტული ბგერა, მაგრამ მონაცემები, რომლებიც მოდიოდა კომუნიკაციის საშუალებით, არ შეიძლება ჩაითვალოს მდგომარეობის განცხადებაში, რათა შეამოწმოთ რომელი ღილაკია დაჭერილი.

გთხოვთ იხილოთ თანდართული კოდი, შენიშვნები გამოთქმულია პითონის კოდში Pi- სთვის. Arduino კოდი უნდა იყოს 100%.

ნაბიჯი 9: დაასრულეთ

საერთო ჯამში, ეს პროექტი ორივესთვის უდიდესი სასწავლო გამოცდილება იყო და ჩვენ ვიმედოვნებთ, რომ ამ ჩანაწერს შეუძლია მომავალ სტუდენტებს, მასწავლებლებს ან დამხმარეებს მისცეს შთაგონება საკუთარი პროექტისთვის და გაუძღვეს მათ ჩვენს შეცდომებზე სწავლისას. იყვირეთ ჩვენს გასაოცარ რობოტიკოს პროფესორთან, რომელმაც უზომოდ დაგვეხმარა კლასში ყოფნის დროს და მოგვცა შესაძლებლობა გაერთოთ და ბევრი ვისწავლოთ უფროს COMP კლასში! Მადლობა წაკითხვისთვის:)