Automatizált MIDI xilofon: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ebben az oktatható fejezetben megvizsgáljuk, hogy a tűz mágnesszelepek hogyan használnak Arduino Uno és MIDI jeleket. Ennek egyik legjobb alkalmazása az automatizált xilofon felépítése. Bár ez csak útmutató, az Arduino kód és az elektromos kapcsolási rajzok rendelkezésre állnak.

Mielőtt megpróbálná kezelni ezt a projektet, rendelkeznie kell:

• Alapvető faipari készségek
• Forrasztási készség
• Az Arduino platform megértése
• Sok türelmet.

Alkatrészek és anyagok megtalálhatók az Ön által választott forgalmazónál, de ha még nem ismeri az elektronika világát, javasoljuk, hogy használja az Adafruit -t az alkatrészek megvásárlásához.

Alkatrész lista. (Megjegyzés: A megvásárolt xilofon különböző eltérései miatt extra és/vagy különböző alkatrészekre lehet szükség.)

• 16 gombos xilofon
• MIDI Jack
• Arduino Uno R3
• Arduino Dev. Pajzs
• MCP23017 I2C bővítés
• 6N136 Nagy sebességű optocsatoló
• Mini 12V mágnesszelep - x16
• 1N4007 dióda - x17
• 470 ohmos ellenállás - x2
• 1K ohmos ellenállás - x17
• 10K ohmos ellenállás
• C1815 NPN tranzisztor
• C4811 Darlington tranzisztor vagy TIP120 tranzisztor - x16
• Fejlécek és foglalatok
• 12V - Tápegység. (A mágnesszelepek elég sok energiát fogyaszthatnak, 10A tápegységet ajánlok)
• LED (választott színek)
• 3/4 hüvelykes szekrény dübel - 6 láb
• 3/4 hüvelykes rétegelt lemez vagy MDF
• Perfboard
• USB -MIDI interfész kábel (ha PC -ről vezérli)
• 4mm m2 méretű csavarok - x32
• m2 lapos alátétek - x32
• Huzal
• Különféle fa csavarok

Eszközök listája (Megjegyzés: Ez a projekt fagyártást igényel, és további faipari szerszámok használata javasolt.)

• Forrasztópáka
• Huzalcsupaszítók
• Csavarhúzók.
• Fogó
• Ragasztópisztoly
• Pillanatragasztó
• Fúró.
• Fúrófejek. (3/4 hüvelykes ásófej és bitek a kísérleti lyukakhoz)
• Mérőeszköz (egyenes élt használtam.)
• Ceruza.
• Lombfűrész

Opcionális eszközök

• Kiforrasztó eszköz (ha még nem ismeri a forrasztást)
• Csipesz

1. lépés: A Midi vezérlő bekötése

Az első lépés a MIDI vezérlő összeszerelése.

Ehhez szüksége lesz:

• MIDI Jack
• Arduino Dev. Pajzs
• MCP23017 I2C bővítés
• 6N136 Nagy sebességű optocsatoló
• 1N4007 Dióda - x1
• 470 ohmos ellenállás - x2
• 1K ohmos ellenállás - x1
• 10K ohmos ellenállás
• C1815 NPN tranzisztor
• Fejlécek és foglalatok
• VEZETTE
• Huzal

A MIDI áramkör félelmetesnek tűnhet a kezdők számára, de valójában meglehetősen egyszerű. Ha követi a megadott sémát, akkor nem lehet probléma.

Az alkatrészek elhelyezése kritikus fontosságú lesz. Könnyen meglehetősen gyorsan elfogy a helyiség, ezért kérjük, használja útmutatóként a kész vezérlő mellékelt képét. Számos elrendezés használható erre a lépésre, így ha eljátszad az elhelyezést, megtalálhatod a számodra jobban működő módszert.

Ebben a projektben minden megosztja a közös alapokat; ami fontos lesz a következő lépésben.

Mivel 12 voltos tápegységgel, 12 voltos mágnesszelepekkel és 12 voltos feszültséggel dolgozunk az Arduino áramellátásának elfogadható tartományán belül, mindenhez ugyanazt a tápegységet használhatjuk.

Ha még nem ismeri a forrasztást, határozottan javaslom, hogy a projekt folytatása előtt tekintse át az Adafruit forrasztási útmutatóját és gyakoroljon néhány parkettalapon.

Hasonlóképpen, ha még nem ismeri a sémákat, most remek alkalom lenne olvasni a szimbólumokról és a polaritásról. Az All About Circuits egy csodálatos forrás ehhez.

2. lépés: A mágnesszelep áramköreinek bekötése

Ezután térjünk át a mágnesszelep áramkörre.

Ehhez a lépéshez szüksége lesz:

• 1 1N4007 dióda - x16
• 1K ohmos ellenállás - x16
• Darlington tranzisztor vagy TIP120 tranzisztor - x16
• Fejlécek és foglalatok
• Huzal

A mágnesszelep sokkal kevésbé félelmetes. Mivel ezek az áramkörök meglehetősen kicsik lesznek, jó alkalom néhány perforált lemezdarab törmelékének használatára, ha úgy fekszik. Ebből 16 darabot kell készítenie. A példában a fényképen táblánként 4 áramkör készült, és tökéletesen működött.

Ne felejtse el a mágnesszelep áramköreinek földelővezetékeit ugyanarra a földsíkra csatlakoztatni, amelyen az Arduino be van kapcsolva.

A példában szereplő minden moduláris, ezért fejléceket és aljzatokat használtak a tesztelés kényelmesebbé tételéhez. Ha azonban néhány dollárt szeretne megspórolni, akkor a vezetékeket közvetlenül a táblákba forraszthatja.

A példában használt mágnesszelepek gyárilag 2 tűs JST csatlakozókkal érkeztek. Bár egyetlen JST port sem volt kéznél a saját szerszámkészletemben, néhány véletlenszerű derékszögű csatlakozó szépen összekapcsolódott velük. Egy másik jó felhasználási hulladék anyagok.

3. lépés: A keret építése

A folyamat harmadik és legnagyobb lépése a keret összeszerelése.

Szükséged lesz:

• 16 gombos Xylophone Mini 12V
• 3/4 hüvelykes szekrény dübel - 6 láb
• 3/4 hüvelykes rétegelt lemez vagy MDF
• Különféle fa csavarok

A keret az első terület, ahol többnyire egyedül lesz. Valószínűleg nem ugyanaz a xilofon lesz, amit használtam, és a méréseid eltérnek az enyémtől. De ne féljen, a tervezési folyamatról a lehető legtöbb információt adom meg.

Először elvégeztem a xilofonom három mérését:

• Magasság
• Hossz
• Az alacsony oktáv oldal szélessége (a legszélesebb pont)

Ezután rétegelt lemezből kivágtam egy téglalapot; a téglalap hosszának meg kell egyeznie a xilofon szélességével. A magasságnak elegendő helyet kell biztosítania ahhoz, hogy xilofonját néhány centiméterre emelje fel bármilyen felületről, amelyre helyezi. Ezenkívül elegendő helyet kell biztosítania a középső sávnak a mágnesszelepek és a tranzisztoros áramkörök elhelyezéséhez.

A téglalapjaim levágása után levágtam az egyik sarkot, hogy szép formát kapjak. Ez a lépés opcionális, de ha ugyanazt a jelet akarja tenni, ahonnan a szög kezdete egy síkba kerül a xilofonom billentyűivel, és a felső középső részre van vágva. Mindkét oldalnak azonosnak kell lennie egymással.

Két oldalt összefogtam, és egy 3/4 hüvelykes ásót használva lyukakat fúrtam ki, amelyek lehetővé tették a dübel behelyezését.

Miután ez befejeződött, levágtam még 2 darab rétegelt lemezt támaszként a xilofon tartásához (hasonlóan a polcszegekhez). A támaszok méretezéséhez használt képletet az alábbiakban ismertetjük.

Támogatási méretek:

• Xilofon támogatás 1 (Magasság = 1 hüvelyk, Hossz = A xilofon alacsony oktáv oldalának szélessége)
• Xilofon támogatás 2 (Magasság = 1 hüvelyk, Hossz = A xilofon nagy oktáv oldalának szélessége)

Ragasztottam és csavartam a tartókat a kerethez, ügyelve arra, hogy tartsák a xilofon szintemet. Félbevágtam a szekrény tiplit, és a 2 darabot a lyukukba nyomtam. Mindennek az alap illeszkedését ellenőriztem, és összeragasztottam. Miután a ragasztó megszáradt, levágtam a szekrény tipli további darabjait, és laposra csiszoltam az oldalakhoz.

A középső sáv a legbonyolultabb és legfontosabb rész. Teljesen egyenesnek kell lennie, és szinte tökéletes rést kell hagynia a középső sáv és a billentyűk között. Túl sok a rés, és a mágnesszelepek nem érintkeznek, túl kevés a rés, és a xilofon nem fog jól szólni.

Vágtam a középső rudat, hogy szorosan illeszkedjen a xilofon két oldala közé. Csiszoltam, mértem és megismételtem ezt a lépést, amíg a középső rudam olyan egyenes volt, amennyire csak tudtam. Ezután egy 4 mm vastag magazint helyeztem közvetlenül a xilofonom gombjaira, és útmutatóként használtam, hogy pontosan ott tartsam a középső rudat, ahol lennie kell. Mindkét oldalon 2 csavart használtam, hogy a középső rudat a helyén tartsam.

Gratulálok, befejezted a keretet!

4. lépés: A mágnesszelepek elhelyezése

4. lépés: a mágnesszelepek rögzítése a középső rúdhoz.

Szükséged lesz:

• Mini 12V mágnesszelep - x16
• 4mm m2 méretű csavarok - x32
• m2 lapos alátétek - x32
• Különféle fa csavarok
• Kézműves botok

A mágnesszelepek elhelyezésének módja a xilofonjától függ. Kézműves botot fektettem annyi kulcsra, amennyi ráfér, és kijelöltem azokat a területeket, ahol a mágnesszelepek minden xilofon billentyű közepét megérintik. A távolság végül 4 mágnesszelep volt kézműves botonként.

A példában használt mágnesszelepek előcsavarozásra kerültek az M2 méretű csavarokhoz. Egy 4 mm -es M2 csavar M2 lapos alátéttel tökéletesen rögzítette a mágnesszelepet a kézműves bothoz. Előre fúrtam a lyukakat a csavarokhoz, és szorosan rögzítettem a mágnesszelepeket a kézműves botokhoz.

Ezután felvágtam még néhány kézműves botot, és ragasztottam őket a mágnesszelep hátuljára; ez két dolgot tett. Először elég távol helyezte el a mágnesszelep elrendezését a középső rúdtól, hogy a mágnesszelepek hátoldalára szerelt M2 csavarfejek ne üljenek a középső gerendának. Másodszor szilárdabb kapcsolatot biztosított a mágnesszelep elrendezésével, mivel több anyagot biztosított a csavarozáshoz.

Ahhoz, hogy az elrendezést a középső gerendához rögzítsem, szabadon kezeltem a távolságot úgy, hogy a mágnesszelep elrendezését arra a helyre helyeztem, ahol kellett volna; manuálisan lenyomva a mágnesszelep -dugattyúimat, hogy biztosak legyünk abban, hogy mindegyikük egyenletesen nyomja meg a xilofon billentyűit; majd apró facsavarokkal rögzítette a középső rúdhoz.

5. lépés: Az Arduino kódolása és a MIDI megértése

Az Arduino programozásához telepítenie kell a legújabb Arduino IDE -t, és meg kell tanulnia, hogyan kell néhány alapvető dolgot elvégezni, például feltölteni az Arduino -ba és telepíteni a Libraries programot. Számos útmutató található az interneten, hogyan kell ezt megtenni, és ez a folyamat nem illeszkedik a konstrukció hatókörébe.

Miután kényelmesen használta az Arduino IDE -t, szüksége lesz a következő könyvtárakra.

• Arduino MIDI könyvtár
• Adafruit MCP23017 könyvtár

Miután telepítette ezeket a könyvtárakat, töltse le a kódot az utasításból, majd másolja be és illessze be az Arduino IDE -be.

A létrehozott MIDI -tábla csatolása nélkül töltse fel a kódot az Arduino -ba. Miután feltöltötte a kódot, kapcsoljon össze mindent, nyomja meg az Arduino reset gombját, és ellenőrizze, hogy minden megfelelően működik -e.

JEGYZET*

A különböző xilofonok különböző jegyzetelrendezéssel rendelkeznek, így előfordulhat, hogy a pontos kód, amelyet írtam, nem működik megfelelően a xilofon esetében. De ez egy egyszerű megoldás. Tekintse meg ezt a MIDI jegyzettáblázatot, és változtassa meg az Arduino kódban található jegyzet számát, hogy megfeleljen a xilofonja jegyzeteinek.

Referenciaként az előre beállított megjegyzések a következők:

• 79 - G
• 77 - F
• 76 - E
• 74 - D
• 72 - C
• 71 - B.
• 69 - A
• 67 - G.
• 65 - F.
• 64 - E.
• 62 - D
• 60 - C - Közép -C
• 59 - B.
• 57 - A
• 55 - G.
• 53 - F

6. lépés: A zenei program

A videóban látható program a Guitar Pro 6. Nem túl drága, de könnyen használható, és pontosan úgy tudja kiadni a MIDI -t, ahogy szeretném. A GP6 másik szép tulajdonsága, hogy staccatót adhat hozzá egy egész számhoz, ami elősegíti a xilofon jobb hangzását azáltal, hogy idő előtt elengedi a hangokat.

A következő fontos részlet az, hogy a xilofonom csak 2 oktávnyi természetes hang; ami azt jelenti, hogy nem képes éles vagy lapos játékra.

Ha elkészítette ezt a projektet, kérjük, bátran töltse le a Tetris témát, amelyet ezen az oldalon találtam.