Fantazja na temat Stylofonu: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Postanowiłem zrobić elektroniczną zabawkę muzyczną jako prezent świąteczny dla mojego małego synka. W poszukiwaniu inspiracji poszperałem w sieci i znalazłem Stylophone, urządzenie, na którym oparłem swój własny projekt. Właściwie zamieniłem krótkie klawisze Stylofonu na długie, tworząc w ten sposób swego rodzaju podkładkę do pisania. Rzeczywiście, na tym bloku można pisać znaki, a nawet słowa, a każda postać miałaby swój „portret dźwiękowy”. Myślę, że byłoby to przydatne dla dzieci, które uczą się pisać, czyniąc proces uczenia się zabawnym.

Ten artykuł został również opublikowany dzisiaj (21 lutego 2019 r.) w Nuts and Volts, magazynie dla amatorów praktycznej elektroniki.

Krok 1: Obwód

Obwód jest w zasadzie astabilnym oscylatorem zbudowanym z

IC 555; opis działania tego układu można znaleźć na przykład na stronie www.electronics-tutorials.com. Częstotliwość drgań zależy od wartości R1, R2 i C1 i jest obliczana jako:

(1) f = 1,44/(R1+2*R2)*C1

Dlatego, jeśli chcesz zmienić częstotliwość, powinieneś zmienić R lub C. Podczas gry na stylofonie zmieniasz R2, aby zmienić częstotliwość dźwięku. Przekształciłem wzór (1), aby oddzielić R2:

(2) R2 = 1/2* {1,44/(f*C1) - R1}

W asortymencie mojego urządzenia znajduje się 12 nut – od C6 (wybieranych do woli) do C5#/D5b; przyczyna jest czysto geometryczna – jako obudowę do urządzenia użyłem dostępnej drewnianej skrzynki (198 x 98 x 31 mm), a dostępne paski aluminiowe o szerokości 7 mm; tak więc tylko 12 kluczy mieściło się w szerokości pudełka.

C#5/Db5 554,37

D5 587,33

D#5/Eb5 622,25

E5 659,25

F5 698,46

F#5/Gb5 739,99

G5 783,99

G#5/Ab5 830,61

A5 880,00

A#5/Bb5 932.33

B5 987,77

C6 1046,50

Pełną tabelę można znaleźć tutaj:

Przyjmijmy, że R1 = 10 kΩ i C1 = 100 nF, a następnie R2 dla częstotliwości C6 (1046,50 Hz) obliczonej ze wzoru (2) wynosi 1876 omów (w zaokrągleniu do liczby całkowitej). Wartości dla innych częstotliwości można obliczyć w ten sam sposób; im niższa częstotliwość, tym większa wartość R2. Dodajmy szereg rezystorów (R3, R4 itd.) do R2; następnie, gdy dotkniesz rysikiem punktu „Key1”, to (R2 + R3) są podłączone do obwodu; kiedy dotkniesz punktu „Key2”, łączysz się (R2 + R3 + R4) i tak dalej. Zatem wartość R3 oblicza się jako:

(3) R3 = 1/2*{1,44/(f(B5)*C1) - R1} - R2, gdzie f(B5) - jest częstotliwością odpowiadającą nucie B5

Pozostałe wartości liczone są w ten sam sposób, są wskazane w zestawieniu materiałów. Jeśli chcesz obliczyć nowe wartości, możesz skorzystać z kalkulatora online, na przykład z tej strony: www.ohmslawcalculator.com. Wartości rezystorów nie są standardowe, konieczne jest połączenie wymaganej wartości ze standardowych; jednak można zastąpić stałe rezystory trymerami i ustalić wymagane wartości za pomocą omomierza.

Obwód montowany jest na płycie perforowanej, połączenia wykonane są przewodami elastycznymi. Proponuję rozmieścić elementy na płytce dokładnie tak, jak są one umieszczone na schemacie.

Krok 2: Zestawienie materiałów

IC1 = NE555

R1=10kΩ, R2=1876Ω, R3=411Ω, R4=438Ω, R5=456Ω, R6=482Ω, R7=520Ω, R8=546Ω, R9=570Ω, R10=626Ω, R11=650Ω, R12=690Ω, R13 = 730Ω; wszystkie rezystory mają moc znamionową 0,125W

C1 = 100 nF, ceramika; C2 = 10 mF x 10 V, elektrolityczne

LS1 – głośnik o impedancji 8 omów.

SW1 – miniaturowy przełącznik suwakowy

B1 = 4 baterie 1,5 V typu AA

Krok 3: Rozmieszczenie fizyczne

Na zdjęciach widać zewnętrzną i wewnętrzną stronę urządzenia; możesz wybrać własny sposób rozmieszczenia komponentów w pudełku.

Krok 4: Klawisze

Wykonałem je z listwy aluminiowej o przekroju 7x1mm. Cienka warstwa tlenku aluminium, która tworzy się na powierzchni klawiszy, chroni je przed dalszym utlenianiem, ale nie zapobiega kontaktowi elektrycznemu między klawiszami a rysikiem. Zdjęcia przedstawiają rysunek klucza, a także wyjaśniają, jak podłączyć przewody do kluczy i przymocować klucze do skrzynki. Ważne jest, aby boczne boki klawiszy nie miały fazek, w przeciwnym razie rysik nie poruszałby się płynnie po powierzchni.

Krok 5: Rysik

Rysik zrobiłem z długopisu, który zakończył serwis. Styk, który dotyka klawiszy, jest w rzeczywistości szpilką wtyczki elektrycznej; Przylutowałem do niego elastyczny przewód, włożyłem pin do pióra i wypełniłem przestrzeń wokół pinu przezroczystą żywicą. Warunek: końcówka szpilki powinna być półokrągła i mieć gładką powierzchnię, należy unikać porysowania klawiszy.

Krok 6: Instrumenty i narzędzia

Z pewnością będziesz potrzebował omomierza, jeśli używasz trymerów do ustalenia wymaganych wartości R3, R4 itp.; jeśli chcesz uzyskać dokładne notatki, możesz użyć kamertona do strojenia urządzenia. Do montażu obwodu potrzebne będą lutownica i przecinak do drutu; mała piła do metalu, wiertarka i pilnik – do robienia kluczy. Jednak wybór innych narzędzi zależy głównie od obudowy, którą wykonasz dla swojego urządzenia; Nie wykluczam, że ktoś wydrukowałby to w 3D.

Krok 7: Wideo

Ten film pokazuje, jak stworzyć „dźwiękowy portret” postaci.