Elektryczne pianino analogowe: 10 kroków (ze zdjęciami)

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

Muzyka jest dużą częścią naszej kultury – każdy lubi słuchać muzyki. Ale słuchanie muzyki to jedno, a nauka tworzenia muzyki to drugie. Podobnie, podczas gdy tworzenie muzyki jest trudnym zadaniem, zbudowanie instrumentu muzycznego jest zupełnie nowym wyzwaniem. Zazwyczaj instrumenty muzyczne są drogie w produkcji, ponieważ do tworzenia dzieł sztuki używa się tylko najlepszych materiałów, ale z biegiem czasu nasza technologia ewoluuje i odkryliśmy nowe sposoby tworzenia muzyki niż tradycyjne instrumenty muzyczne.

Budowanie fortepianu nigdy nie było łatwiejsze. Właściwie budowanie fortepianu nigdy nie było tak rustykalnie domowej roboty, ale mimo to ten żywy, nostalgiczny styl jest prawdopodobnie tym, czego szukałeś w pierwszej kolejności. Zainspirował nas projekt obwodu, który znaleźliśmy w broszurze dotyczącej elektroniki Elenco, ucząc się o elektronice w naszej dziewiątej klasie inżynierii. Chociaż obwód nie wyglądał jak fortepian, był w stanie wytwarzać różne elektroniczne dźwięki, podobnie jak nuty wytwarzane przez fortepian. Chcieliśmy pójść o krok dalej i zintegrować obwód z ramą pianina. W ten sposób udało nam się stworzyć fałszywe pianino, które może wydawać różne dźwięki, tak jak prawdziwe. Ciesz się więc nauką tworzenia naszego „elektro-analogowego pianina”, nowego sposobu tworzenia muzyki, którą wszyscy kochają.

Krok 1: Zdobycie towaru

Zestawienie materiałów/narzędzi

• Materiały:

  • Drewno MDF

    • 3 kawałki
    • 12 "x 1/8" x 12"

  • Głośniki

    • Średnica 2"
    • 2 kawałki

  • Żółte diody LED

    • Średnica 1/8"
    • 14 sztuk

  • Zielone diody LED

    • Średnica 1/8"
    • 1 sztuka

  • Everbilt spinacze do bielizny

    12 sztuk

  • Biały papier do drukarki

    • 8,5 "x 11"
    • 2 arkusze

  • Szaszłyki

    • 8 "x 1/8"
    • 2 kije

  • Czarna farba Blickeric

    1 może

  • 3-pinowy przełącznik suwakowy

    • 1/8 "x 3/4"
    • 1 kawałek

  • Drewno sosnowe

    • 1 'x 1'
    • 1 kwadrat

  • Izolowany drut miedziany

    19 stóp

  • Klips na baterię 9V

    1 sztuka

  • Wciskać przyciski

    12 sztuk

  • Arduino UNO i przewody

    2 z każdego

• Wymagane narzędzia:

  • Wiertarka pionowa

  • Piła taśmowa

  • Zacisk
  • Piła do radzenia sobie
  • Plik
  • Pędzel
  • Pistolet na gorący klej
  • Wiertarka ręczna
  • Klej do drewna
  • Papier ścierny (ziarnistość 120 i 220)
  • Wyrzynarka
  • Nóż X-Acto
  • Klej Elmera
  • Stalowa linijka z korkiem
  • Mata
  • Wiertło 3/4"
  • Wiertło 1/8"
  • Drut lutowniczy ołowiany/cynowy
  • Narzędzia do ściągania izolacji
  • Lutownica

Krok 2: Wykonanie elementów ramy

Za pomocą piły taśmowej wycinamy z” płyty MDF przód, tył, dół, górną, lewą i prawą płytę, a boki spiłujemy. Następnie wycinamy 12 kluczy z” drewna sosnowego i szlifujemy krawędzie. Na koniec wycinamy cztery kostki z” drewna sosnowego, aby wesprzeć boki podczas procesu montażu. Następnie wycinamy drewnianą deskę MDF o wymiarach 1 cal na 1 stopę i zachowaliśmy ją na później. Użyj poniższego schematu, aby odnieść się do rozmiaru i kształtów paneli. Całkowite wymiary pianina to 10”x2,5”x5”. Należy zauważyć, że podczas gdy nasz rysunek ma 14 klawiszy, fortepian mieści tylko 12 klawiszy.

Krok 3: Złóż ramę

Aby zmontować ramę, przykleiliśmy wcześniej kostki sosnowe do dolnej płyty w odległości około” od krawędzi. Następnie przykleiliśmy na gorąco lewy, prawy i tylny panel do dolnej płyty i wsporników sześcianów. Na koniec uzupełniliśmy wszelkie luki gorącym klejem. Całą lewą, prawą i tylną powierzchnię pokryliśmy białym papierem do drukarki i przycięliśmy do odpowiedniego rozmiaru za pomocą noża x-acto. Po naklejeniu na fortepian pomalowaliśmy papier na czarno, a wszystkie klawisze pomalowaliśmy na biało. Odnieś się do planu z poprzedniego kroku, aby znaleźć orientację elementów. Za pomocą wiertła wykonaj otwór na przełącznik zgodnie ze schematem i za pomocą piły do wykańczania dobierz odpowiedni rozmiar (⅛”x3/4”).

Krok 4: Kodowanie

Do zaprogramowania fortepianu użyliśmy dwóch jednostek Arduino. Kod dla obu arduino znajduje się poniżej:

Pierwszy Arduino

int poz = 0;

pusta konfiguracja () {

pinMode(A0, WEJŚCIE);

pinMode(8, WYJŚCIE);

pinMode(A1, WEJŚCIE);

pinMode(A2, WEJŚCIE);

pinMode(A3, WEJŚCIE);

pinMode (A4, WEJŚCIE);

pinMode(A5, WEJŚCIE);

}

pusta pętla () {

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A0

jeśli (odczyt cyfrowy(A0) == WYSOKI) {

ton (8, 440, 100); // odtwórz ton 57 (A4 = 440 Hz)

}

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A1

jeśli (odczyt cyfrowy(A1) == WYSOKI) {

ton (8, 494, 100); // odtwórz dźwięk 59 (B4 = 494 Hz)

}

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A2

jeśli (odczyt cyfrowy(A2) == WYSOKI) {

ton(8, 523, 100); // odtwórz ton 60 (C5 = 523 Hz)

}

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A3

jeśli (odczyt cyfrowy(A3) == WYSOKI) {

ton (8, 587, 100); // odtwórz dźwięk 62 (D5 = 587 Hz)

}

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A4

jeśli (odczyt cyfrowy (A4) == WYSOKI) {

ton (8, 659, 100); // odtwórz dźwięk 64 (E5 = 659 Hz)

}

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A5

jeśli (odczyt cyfrowy (A5) == WYSOKI) {

ton (8, 698, 100); // odtwórz dźwięk 65 (F5 = 698 Hz)

}

opóźnienie(10); // Opóźnij trochę, aby poprawić wydajność symulacji

}

/*

Drugie Arduino:

int poz = 0;

pusta konfiguracja () {

pinMode(A0, WEJŚCIE);

pinMode(8, WYJŚCIE);

pinMode(A1, WEJŚCIE);

pinMode(A2, WEJŚCIE);

pinMode(A3, WEJŚCIE);

pinMode (A4, WEJŚCIE);

pinMode(A5, WEJŚCIE);

}

pusta pętla () {

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A0

jeśli (odczyt cyfrowy(A0) == WYSOKI) {

ton (8, 784, 100); // odtwórz dźwięk 67 (G5 = 784 Hz)

}

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A1

jeśli (odczyt cyfrowy(A1) == WYSOKI) {

ton (8, 880, 100); // odtwórz ton 69 (A5 = 880 Hz)

}

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A2

jeśli (odczyt cyfrowy(A2) == WYSOKI) {

ton (8, 988, 100); // odtwórz ton 71 (B5 = 988 Hz)

}

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A3

jeśli (odczyt cyfrowy(A3) == WYSOKI) {

ton (8, 1047, 100); // odtwórz ton 72 (C6 = 1047 Hz)

}

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A4

jeśli (odczyt cyfrowy (A4) == WYSOKI) {

ton (8, 1175, 100); // odtwórz dźwięk 74 (D6 = 1175 Hz)

}

// jeśli wykryto naciśnięcie przycisku na A5

jeśli (odczyt cyfrowy (A5) == WYSOKI) {

ton (8, 1319, 100); // odtwórz ton 76 (E6 = 1319 Hz)

}

opóźnienie(10);

// Opóźnij trochę, aby poprawić wydajność symulacji

}

Aby pobrać kod na każde Arduino, podłącz go do komputera, wprowadź odpowiedni kod na stronie https://codebender.cc/ i pobierz kod, klikając „uruchom na arduino”. Jeśli to nie zadziała, spróbuj ponownie i upewnij się, że zweryfikowałeś swój kod, aby usunąć wszelkie błędy. Pamiętaj też, aby wybrać odpowiedni port dla usb.

Krok 5: Testowanie obwodu na płytce do krojenia chleba

Plan obwodu fortepianu wykonaliśmy w TinkerCAD. Odnieś się do tego diagramu, aby utworzyć dwa identyczne obwody na fizycznej płytce stykowej z materiałów zebranych w kroku 1.

Krok 6: Dołączanie klawiszy/przycisków

Wzięliśmy deskę MDF o wymiarach 1 cal na 1 stopę i zaczęliśmy kleić klucze klejem do drewna. Najpierw zaznaczyliśmy ołówkiem, który przechodził w poprzek, jeden” od jednego końca, jeden ⅜” od drugiego końca. Następnie nałożyliśmy klej na otwartą stronę spinacza do bielizny i przykleiliśmy go tak, aby bok białej części klawiszy był wyrównany z klawiszami. Powtórzyliśmy ten proces dla pozostałych kluczy, umieszczając jeden obok drugiego. Kiedy skończyliśmy, odpiłowaliśmy 2 kawałki drewna sosnowego o wymiarach ½” x ¾” x ¾” i kawałek drewna sosnowego o wymiarach ½” x ¾” x ⅞” na później.

Zrobiliśmy kolejną drewnianą deskę MDF o wymiarach 1” na 10”, która służyła jako uchwyt na guziki. Wywierciliśmy otwory, które odpowiadały odległości od spinacza do bielizny. Następnie przesunęliśmy końce drutu guzika przez otwory dla każdego z nich i wygięliśmy go tak, aby prostopadłe druty jednego guzika były od siebie oddalone, a wszystkie końce drutu guzika były ułożone jak tory kolejowe. Następnie wzięliśmy 2 długie, nieizolowane kawałki drutu, które rozciągały się od szóstego przycisku do nieco ponad krawędzią, i przylutowaliśmy je tak, aby były przymocowane i prostopadłe do końców drutu przycisku najbliżej środka. Podczas lutowania upewnij się, że używasz wystarczającej ilości drutu do podłączenia każdego elementu, ale staraj się nie używać zbyt dużo, ponieważ zajmie to miejsce wewnątrz pianina.

Krok 7: Instalacja obwodu

Po zamocowaniu ramy zamontowaliśmy diody LED w otworach i przymocowaliśmy je gorącym klejem, jednocześnie łącząc przewody i rezystory z diodami za pomocą lutownicy. Wszelkie luźne połączenia zakryliśmy taśmą elektryczną, aby zapobiec zwarciu. Górną stronę pomalowaliśmy na czarno, podobnie jak pozostałe boki.

Wywierciliśmy dwa otwory na akumulatory po lewej i prawej stronie dolnej powierzchni, wiercąc dwa otwory” obok siebie. Po tym pianino było gotowe do zainstalowania układu. Przylutowaliśmy elementy zgodnie ze schematem płytki stykowej. Po zakończeniu lutowania należy zakryć wszelkie otwarte połączenia taśmą elektryczną.

Krok 8: Podłączanie kluczy

W tym momencie ruchome części mechanizmu klawiszowego były na swoim miejscu, więc wystarczy podłączyć klawisze do obwodu, aby wydobyć dźwięk. Zaczęliśmy od przewleczenia 3-calowego drutu przez każdy spinacz do bielizny i przylutowania go do jednej z elektrod na przycisku. Ustawiliśmy elektrody tak, abyśmy mogli podłączyć jedną elektrodę z każdego przycisku do strony dodatniej, a część z drutem biegnącym przez spinacz do bielizny byłaby stroną ujemną. Nasz obwód wyglądał tak:

Po zlutowaniu przewodów przykleiliśmy dolną płytkę z przyciskami pod klawiszami. To sprawiło, że jeśli jeden z klawiszy został naciśnięty, jeden z przycisków został wciśnięty. Tak wyglądał gotowy kluczowy aparat.

Zamontuj klucze na trzech drewnianych palach o wysokości 1,5 cala, aby podnieść klucze ponad krawędź przedniej ramy.

Krok 9: Uszczelnianie korpusu pianina

W ten sposób wykończono komponenty fortepianu. Jedną rzeczą, którą musieliśmy zrobić przed ostatecznym montażem, było przyklejenie kawałka drewna sosnowego o wymiarach ¾” x ¾” x 3” nad każdym otworem głośnika, aby zapewnić półkę do zamontowania głośników. Głośniki przykleiliśmy do drewna pistoletem do klejenia na gorąco.

Następnie musieliśmy umieścić obwód w ramie fortepianu. Chociaż możesz to zrobić w dowolny sposób, zalecamy umieszczenie Arduino pod aparatem klawiszowym i umieszczenie przewodów za klawiszami. Następnie do podparcia klawiszy kładziemy szczudła z drewna sosnowego 2 ½” x ¾” x ¾” po bokach (które były prostopadłe do przodu) tuż obok bloków narożnych i przyklejamy je na gorąco, a ½” sklejamy na gorąco x ¾” x ⅞” szczudła z drewna sosnowego pośrodku między 2 innymi szczudłami z drewna sosnowego. Następnie wzięliśmy kluczową aparaturę i umieściliśmy ją na 3 palach z drewna sosnowego. Gdy przewody były schowane, przykleiliśmy górę do lewej, prawej i tylnej powierzchni, nakładając gorący klej na krawędzie. Na koniec przykleiliśmy przedni panel do pianina. Gotowy produkt powinien wyglądać tak:

Mamy nadzieję, że podobało Ci się budowanie naszego elektro-analogowego pianina. Jedyne, co pozostało do zrobienia, to pozwolić muzyce płynąć - przez przewody twojego nowego pianina.

Krok 10: Refleksja

Jedną z rzeczy, które podobały nam się w naszym projekcie, było to, że był oryginalny i teoretycznie mógł być używany i cieszył się nim każdy. To nie jest normalny przedmiot wystawowy, to raczej zabawka, która może być używana do rozrywki i może zbliżać ludzi, tak jak muzyka w naszym społeczeństwie.

Jedyną rzeczą, którą chcielibyśmy zmienić, jest użycie krótszych przewodów, aby łatwiej było dopasować obwód wewnątrz pianina. Musieliśmy zakleszczyć obwody w urządzeniu, więc byłoby łatwiej, gdyby nie było niepotrzebnych odcinków drutu, które zajmują miejsce. Tego problemu można uniknąć, jeśli obwód zostanie umieszczony na płytce drukowanej. Dzięki temu obwód jest schludniejszy i bardziej kompaktowy, tak jak na płytce stykowej. Gdybyśmy użyli płytki PCB, obwód miałby mniej przewodów, które zajmują miejsce.

Gdybyśmy mieli zrobić ten projekt inaczej, najpierw opracowalibyśmy szczegóły obwodu, ponieważ była to najbardziej czasochłonna część. Byłoby łatwiej zaprojektować ramę pianina w oparciu o możliwości obwodu, niż mieć niejasne pojęcie obwodu na początku budowy ramy pianina. Ułatwiłoby to zintegrowanie obwodu z pianinem, zamiast rozmyślać o okablowaniu w drodze.