Proste pianino elektroniczne: 3 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Elektronika może bardzo łatwo wydawać dźwięki za pomocą zaledwie kilku części. Oto jak zrobić proste pianino za pomocą timera 555. Zaprojektowałem i przetestowałem ten obwód za pomocą Tinkercad, a następnie zbudowałem prawdziwy.

Oto wszystko, czego potrzebujesz:

• 1 x 555 minutnik (Jameco)
• 8 x przyciski (Jameco)
• Kondensator 1 x 100 nF (Jameco)
• 1 x Asortyment rezystorów - 390Ω, 620Ω, 910Ω, 2 x 1kΩ, 1,1kΩ, 1,3kΩ, 1,5kΩ, 6,2kΩ (Jameco)
• 1 x brzęczyk piezoelektryczny (Jameco)
• Przewód przyłączeniowy 22 AWG (Jameco)
• 1 x złącze akumulatora 9V (Jameco)
• 1 x płytka stykowa bez lutowania (Jameco)
• 1 bateria 9 V

Krok 1: Małe tło

A (1kΩ)", "top":0.3485342019543974, "lewo":0.67578125, "height":0.08143322475570032, "width":0.048828125}, {"noteID":"NU0SMSRIFJYSKZN", "author":"joshua.brooks", " text":"R_b (zależy od notatki)", "góra":0.3534201954397394, "lewo":0.3515625, "wysokość":0.08143322475570032, "szerokość":0.3154296875}, {"noteID":"NTR1FHAIFJYSL0Q", "autor":"joshua.brooks", "text":"C (100 nF)", "góra":0.509771986970684, "lewo":0.6787109375, "wysokość":0.08143322475570032, "szerokość":0.048828125}]">

Niebezpieczeństwo: przed nami matematyka…

Jeśli nie dbasz o to, jak to działa i chcesz od razu to złożyć, przejdź do następnego kroku.

To pianino wykorzystuje tryb astabilny wspólnego układu scalonego 555 timera do wytworzenia dźwięku, który napędza głośnik (brzęczyk piezoelektryczny). Jeśli jesteś ciekawy, jak działa timer 555 i różne tryby konfiguracji, znajdziesz tutaj dobrą instrukcję.

Każda nuta ma swoją główną częstotliwość, czyli ile razy na sekundę obiekt wytwarzający dźwięk wibruje tam iz powrotem na sekundę. Częstotliwość wytwarzana przez timer 555 w trybie astabilnym zależy od wartości kondensatora (C) i dwóch rezystorów (R_A & R_b). Ten związek jest

Postanowiłem zaprojektować to tak, aby R_A i C są takie same dla wszystkich nut (R_A wynosi 1kΩ, a C wynosi 100 nF). To pozostawia R_b ustawić ton. Więc dla dowolnej częstotliwości,

Sposób, w jaki ta rzecz jest podłączona, dla dowolnego przycisku R_b jest sumą wartości wszystkich rezystorów od przycisku do końca łańcucha rezystorów po prawej stronie. Więc to była kwestia znalezienia odpowiedniego łańcucha rezystorów, aby to zadziałało. Poniższa tabela przedstawia sposób doboru rezystorów. Zaczynając od najwyższej nuty, R_b został obliczony dla każdej nuty, a powszechnie dostępne rezystory zostały wybrane tak, aby przybliżyć R_b.

Notatka	częst. (Hz)	rb (Ω)	Rezystor(i)
C5	523	13151	1,5kΩ + 1,3kΩ + 620Ω + 1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
D5	587	11662	1,3kΩ + 620Ω + 1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
mi5	659	10335	620Ω + 1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
F5	698	9727	1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
g5	784	8611	1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
A5	880	7617	910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
b5	988	6731	390Ω + 6,2kΩ
C6	1047	6325	6,2kΩ

Ze względu na wybór użycia powszechnie dostępnych rezystorów w celu przybliżenia pożądanych wartości, tony są nieco odbiegające, ale nie za bardzo.

Krok 2: Wypróbuj przed zakupem części

Najpierw „zbudowałem” ten obwód w Tinkercad, aby go wypróbować i upewnić się, że wszystko działa przed złożeniem prawdziwego obwodu. To pozwoliło mi wypróbować różne wartości rezystorów i konfiguracje (za darmo!) przed ostatecznym projektem. Mogłem nawet usłyszeć, jak to brzmi w mojej przeglądarce.

Oto fortepian w Tinkercad. Naciśnij „Rozpocznij symulację”, aby ją wypróbować.

Krok 3: Złóż to razem

Po zebraniu części z listy na początku tego Instruktażu, nadszedł czas, aby je złożyć.

Długie rzędy na górze i na dole płytki stykowej służą do podłączenia zasilania (+9 woltów i uziemienia) z akumulatora do reszty obwodu. Te rzędy są elektrycznie połączone na całej długości i działają jak drut między elementami wciśniętymi w ich otwory. Ostatecznie czarny przewód (masa) zostanie podłączony do rzędu na dole, a czerwony przewód (+9 V) zostanie podłączony do rzędu na górze. Nie rób tego jeszcze. Akumulator podłączysz jako ostatni.

Podobnie każda kolumna z 5 otworami w obszarze środkowym jest połączona elektrycznie. Zatem dowolne dwie rzeczy podłączone do tej samej kolumny są połączone jak drutem. Zwróć uwagę, że kolumny powyżej i poniżej pustego obszaru pośrodku są elektrycznie oddzielone.

Zacznij od umieszczenia chipa 555 timera w płytce stykowej. Zostanie on wyrównany tak, aby kropka na nim (wskaźnik pin 1) znajdowała się w lewym dolnym rogu, gdy na niego patrzysz. Umieść go po prawej stronie płytki stykowej, tak aby szpilki obejmowały pusty kanał biegnący po środku płytki stykowej. Ostrożnie dociśnij go, równomiernym naciskiem, aż wszystkie szpilki wejdą w otwory, a chip będzie płasko przylegał do powierzchni płytki stykowej.

Piny 555 są ponumerowane 1, 2, 3, 4 na dole od lewej do prawej i 5, 6, 7, 8 na górze od prawej do lewej. Biegną w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, zaczynając od lewego dolnego rogu.

Połącz pin 2 z pinem 6 555 używając odpowiedniej długości przewodu przyłączeniowego. Widać to jako zielony przewód na powyższych zdjęciach. Połącz pin 1 z rzędem uziemienia na dole. Podłącz piny 4 i 8 do rzędu +9 woltów na górze płytki.

Ostrożnie zagnij przewody jednego z rezystorów 1kΩ (brązowo-czarno-czerwony) i podłącz go między pinem 7 555 a rzędem +9 woltów u góry.

Podłącz kondensator między pinami 1 i 2 555.

Jeśli brzęczyk piezoelektryczny, który posiadasz, ma giętkie przewody, podłącz przewód dodatni (czerwony) do styku 3 timera 555. Podłącz ujemny (czarny) przewód do dolnego rzędu uziemienia. W przeciwnym razie, jeśli Twój piezo ma sztywne szpilki, umieść go nad płytką stykową po prawej stronie 555, z ujemnym bolcem gdzieś w rzędzie naziemnym. Zlokalizuj, gdzie dodatni pin połączy się z płytką stykową i umieść przewód łączący, aby połączyć tę kolumnę z pinem 3 555. Następnie wciśnij piezo na miejsce.

Teraz za guziki. Zacznij od umieszczenia małego przewodu łączącego między pinem 7 555 a jakąś kolumną po lewej stronie (patrz pomarańczowy przewód na powyższym obrazku). Zlokalizuj rezystor 6,2kΩ (niebiesko-czerwono-czerwony) i podłącz go między drugim końcem tego przewodu połączeniowego a kolejną kolumną po lewej stronie.

Umieść jeden z przycisków tak, aby obejmował kanał pośrodku płytki stykowej z prawym górnym pinem na tej samej kolumnie co opornik. Ostrożnie wepchnij go na miejsce, aby był całkowicie osadzony w płytce stykowej. Podłącz przewód o odpowiedniej długości między dolnym prawym kołkiem przycisku a kołkiem 2 555.

Teraz czas na szybki test! Podłącz czarny przewód złącza akumulatora do dolnego (masowego) rzędu, a czerwony przewód do górnego (+9 V) rzędu. Podłącz baterię do złącza baterii. Spróbuj nacisnąć przycisk, a powinieneś usłyszeć dźwięk! Jeśli nie słyszysz dźwięku, sprawdź ponownie wszystkie połączenia, upewnij się, że bateria jest sprawna i spróbuj ponownie. Po tym teście odłącz akumulator.

Teraz każdy z pozostałych przycisków jest dodawany od prawej do lewej. Podłącz rezystor z kolumny poprzedniego rezystora do miejsca, w którym będzie następny przycisk (4 rzędy w lewo na zdjęciach powyżej). Umieść następny przycisk na miejscu z prawym górnym pinem na drugim końcu rezystora. Podłącz mały przewód łączący między lewym dolnym kołkiem tego przycisku a lewym dolnym kołkiem przycisku po prawej stronie. Zrób to dla wszystkich przycisków. Rezystory w kolejności od prawej do lewej będą:

• 390Ω (pomarańczowo-biało-brązowy)
• 910Ω (biało-brązowo-brązowy)
• 1kΩ (brązowo-czarno-czerwony)
• 1,1kΩ (brązowo-brązowo-czerwony)
• 620Ω (niebiesko-czerwono-brązowy)
• 1,3kΩ (brązowo-pomarańczowo-czerwony)
• 1,5kΩ (brązowo-zielono-czerwony)

Po założeniu wszystkich rezystorów i przycisków podłącz akumulator i zacznij grać!