Crearea unui difuzor pentru zmeura dvs. Pi Folosind un element piezo

Adăugarea sunetului la un proiect Raspberry Pi este o chestiune simplă de a conecta un monitor HDMI cu difuzoare încorporate sau a atașa difuzoare amplificate la portul audio. Cu toate acestea, nici o soluție nu este foarte ușoară sau portabilă. Proiectele care necesită o amprentă mică, eficientă din punct de vedere energetic nu au spațiu pentru difuzoare mari amplificate. Cu toate acestea, pentru sunete simple, Pi poate genera frecvențe pe pinii GPIO care conduc un element piezo pentru a produce sunete.

Acest tutorial vă va arăta cum să conectați un element piezoelectric ieftin la Pi pentru a produce tonuri simple.


Cum functioneaza

Elementele piezoelectrice funcționează pe principiul conform căruia unele materiale, cum ar fi cristalele, vor produce energie electrică atunci când sunt supuse stresului, îndoite sau vibrate. Unele utilizări ale unui element piezo includ detectarea vibrațiilor cum ar fi bătăi sau sunete.

Componentele piezoelectrice funcționează și în sens invers, dacă se aplică un curent la elementul care se va îndoi sau se va îndoi. Folosind această metodă și aplicând un semnal oscilant, elementul va vibra la aceeași frecvență ca semnalul.


Adunați componentele și instrumentele

  • Zmeura Pi - Model A sau B cu alimentare și card SD
  • Elementul Piezo Electric
  • Solid Core Hookup Wire (negru și roșu)
  • Femeie la femeie Jumper Wire
  • Material plastic subțire pentru o membrană vibratoare. O bucată de ambalaj din plastic a lucrat în exemplul meu
  • Super-lipici
  • Lipire fier și lipire
  • Instrumentul de mâna a treia
  • Sârma de tăiere / decapare

Asamblați și conectați elementul piezo

Pentru a conecta elementul piezo va trebui să lipiți firul blocat la ceva care se poate conecta la pinii Pi. Dacă sunteți dispus să comiteți sârmă jumper la proiect, tăiați și lipiți un capăt al firului și lipiți ca mai jos. Instrucțiunile de mai jos folosesc un fir de legătură pentru a evita ruperea firelor jumperii.

  • Asigurați conductorul roșu de la elementul piezo în clipul dvs. din a treia manetă și fixați firul expus încălzind firul și acoperind-l cu lipire
  • Tăiați doi centimetri de fir de cupru roșu
  • Îndepărtați ambele capete ale firului utilizând dispozitivul de stripare a firului
  • Asigurați firul de conectare roșie în cealaltă clemă a mâinii a treia, astfel încât se suprapune plumbul din elementul piezo
  • Lipiți elementul piezo roșu conducând la firul de cuplare roșu. Opțional, ați putea acoperi această îmbinare cu sârma termocontractabilă
  • Introduceți celălalt capăt al firului de conectare roșie într-un capăt al firului de conectare roșu
  • Repetați pașii de mai sus pentru conductorul negru, firul de conectare neagră și firul de legătură neagră
  • Tăiați un cerc mare din plastic pentru a crea o membrană vibrantă a elementului.
  • Puneți o picătură de adeziv super în centrul membranei din plastic și împingeți elementul de cupru cu fața în jos în adeziv, ținându-l până când acesta este setat. Membrana din plastic va ajuta la creșterea sunetului și a coerenței.

  • Elementul de sunet asamblat
  • Conectați jumperul roșu la pinul dvs. GP GPIO 22 sau al 8-lea pin în jos pe partea stângă când cardul SD este în partea de sus. Utilizați această diagramă de identificare pentru ajutor
  • Conectați jumperul negru la pinul de masă de pe dispozitivul dvs. Pi. Al treilea pini jos în dreapta ar trebui să facă.
  • Juppers conectate la pinii Pi

După aceste etape, ar trebui să aveți un element piezo asamblat pe o membrană care va amplifica bâzâitul elementului atașat la dvs. Pi. Ar trebui să arate ceva asemănător imaginii de mai jos.

Asamblat Pi și Element

Configurați Zmeura Pi

Există mai multe ghiduri pentru achiziționarea și instalarea unui sistem de operare pe zmeura Pi. Urmați alegerea dvs. de cumpărare și instalare. Odata ce rasina Pi este pornita si configurata treceti la urmatorul pas.


Instalați Cablarea Pi

Acum, că electronice sunt conectate software-ul pentru a rula porturile GPIO este necesar. Proiectul wiringPi oferă un control mai bun asupra pinilor GPIO de la linia de comandă și C. Există și împachetări de tip python și alte tipuri de cabluri pentru cablare. În acest exemplu, veți instala wiringPi și vom modifica un program de exemplu C pentru a produce sunet.

  • Asigurați-vă că ați instalat pe Pi cu următoarea comandă
    sudo apt-get instalați git
  • Descărcați proiectul wiringPi utilizând Git
    git clona git: //git.drogon.net/wiringPi
  • Compilați și instalați proiectul wiringPi
     cd wiringPi ./build

Efectuarea de muzică cu dvs. Pi

În directorul de exemple al depozitului de cablarePi este un fișier numit softTone.c. Acest fișier demonstrează utilizarea funcției softToneWrite care oscilează pinul selectat la o anumită frecvență. Programul de exemplu face ca elementul piezo să cânte la scară. Pentru a testa că ați construit și conectat totul corect, compilați exemplul și executați-l ca root.

 cd exemple fac SoftTone sudo ./softTone

Ar trebui să auziți acum o scală care se joacă pe elementul piezo în mod repetat. Utilizare CTRL C pentru a opri programul. Apoi, veți obține un pic mai creativ cu muzica. Urmați instrucțiunile de mai jos pentru a modifica softTone.c program pentru a juca ceva mai interesant. Deoarece matricea scară este doar lista de frecvențe, puteți înlocui numerele și mărimea matricei cu ceea ce doriți. Înlocuiți fișierul softTone.c cu conținutul de mai jos. Există de fapt doar câteva modificări minore ale originalului. Rezultatul va reda o singură melodie și se va opri.

 #include  #include  #include  #include  #include  #define PIN 3 scări int [23] = 659, 659, 0, 659, 0, 523, 659, 0, 784, 0,0,0, 392, 0,0,0, 523, 0,0392 , 0,0,330; int principal () int i; wiringPiSetup (); softToneCreate (PIN); pentru (i = 0; i < 23 ; ++i)  printf ("%3d\n", i) ; softToneWrite (PIN, scale [i]) ; delay (200) ;  

Faceți și rulați softTone din nou:

 face softTone sudo ./softTone

Dacă ascultați cu atenție, puteți recunoaște această mică melodie. Prin modificarea pur și simplu scară matricea și mărimea acesteia pe declarație și pentru bucla pentru care puteți face melodia cât mai lungă sau mai scurtă decât doriți.


rezumat

Pentru proiectele care necesită doar un sunet simplu și nu un subsistem audio complet amplificat, un element piezo mic poate fi soluția ideală. În acest tutorial ați învățat cum să atașați un element piezo la Raspberry Pi, să instalați cablajul și să utilizați un exemplu din pachetul de cablare pentru a reda muzică pe elementul.

Este posibil ca modificarea programelor C să nu fie pentru toată lumea, astfel încât să existe învelitori de cablarePi pentru Python și alte limbi. Consultați site-ul proiectului wiringPi pentru o limbă care poate fi mai familiarizată. Acum ar trebui să puteți folosi orice limbă vă simțiți pentru a vă crea propriile sunete și melodii.