Ultragarsinis išmanusis instrumentas: 4 žingsniai (su nuotraukomis)

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-23 14:59

Paskirtis

Tai prietaisas, kuris naudoja ultragarso jutiklį objekto atstumui matuoti (tai gali būti jūsų ranka). Pasirinkus groti nata, skirtingais režimais instrumentas groja skirtingus dalykus. Tai gali būti viena nata (naudojant instrumentą kaip bosas) arba kelios natos iš eilės (naudoti kaip sintezatorius).

Aš rekomenduoju tai padaryti tik tuo atveju, jei turite pagrindinį supratimą apie elektroniką ir litavimą.

Įrankiai:

- 3D spausdintuvas, kurio minimalus spausdinimo plotas yra 12x8 cm- lazerinis pjoviklis arba CNC staklės, kurio minimalus darbinis plotas yra 300x200 mm- šlifavimo įranga- karšto klijų pistoletas- lituoklis- vielos nuėmiklis

Medžiagos:

- 3 mm storio mediena (MDF) Bendras reikalingas dydis yra 600 x 400 mm, tačiau kiekvieną dalį galite iškirpti iš mažesnių lentų, mažiausia reikalinga pusė tada yra 300 x 200 mm (tai yra reikalingos dalies išorinis matmuo, todėl nepamirškite, kad išorė jei naudojate šį metodą, jį reikia nutraukti)

- Garsiakalbis (5W 8Ohms 93 mm išorinis skersmuo) greičiausiai turėsite redaguoti garsiakalbio angos matmenis, nes ne visi garsiakalbiai yra vienodi - „Arduino“(UNO) - „Dupont“kabeliai 20 ir 10 cm moteris - moteris (10 cm kabeliai) (20 cm kabeliai)

- Viela apie. 2x60 cm (2 mm storio, bet tai tikrai nesvarbu)

- 2 ferito žiedai (triukšmo mažinimui, nereikalingi funkcijai, bet rekomenduojami)- 4 mygtukai (16 mm) (16 mm mygtukai)

- 1 fortepijono pedalas- 20x4 LCD su I2C adapteriu (20x4 LCD su I2C adapteriu)

- TDA2030A garso stiprintuvo modulis (TDA 2030 garso stiprintuvo modulis)

- „Arduino“maitinimo šaltinis 5V arba nutrauktas USB kabelis, skirtas naudoti su maitinimo bloku- 3,5 mm garso lizdo prievadas (3,5 mm garso lizdo prievadas (ne visai tas pats, ką naudoju)) (2 parinktis)

- Šilumos susitraukimo vamzdelis (2 mm) (termiškai susitraukiančio vamzdžio rinkinys)- Maža duonos lentelė (pasirinktinai taip pat galite lituoti laidus, kur aš tai naudoju) (mini kepimo lenta)

Projektavimo procesas ir istorija

Aš padariau šį instrumentą mokyklos projektui, man reikėjo suprojektuoti ir sukurti išmanųjį objektą. Po truputį protų šturmo sugalvojau sukurti instrumentą, kuris grotų kelias natas, kai vartotojas ką tik davė instrumentą 1.

Kai pirmą kartą sukūriau šį instrumentą, jis atrodė šiek tiek kitaip ir turėjo keletą kitų funkcijų, kurias galutinis produktas. Mano pirmasis kriterijus šiam instrumentui, kai jis turėtų sugebėti groti skirtingus garsus (pvz., Fortepijono ar gitaros skambesį) ir groti akordais. Tačiau po kelių pakeitimų negalėjau suprasti, kaip atkurti garso failus iš sd kortelės, garsas vis sutriko. Taigi vėlesnėje iteracijoje nusprendžiau, kad instrumentas turėtų leisti tik PWM signalus, kurie taip pat skamba gražiai. Tai yra taškas, kuriame šis fortepijonas su ultragarso jutikliu tapo protinga „Theramin“versija.

Programuodamas keletą kitų funkcijų supratau, kad per šį projektą negalėsiu vienu metu groti kelių tonų su vienu garsiakalbiu. Taigi nusprendžiau padaryti sintezatorių, kuris, užuot grojęs kelis tonus vienu metu, grojo keletą natų iš eilės.

Šis projektas yra pirmas kartas, kai naudojau lazerinį pjaustytuvą ir turėjau naudoti „Adobe Illustrator“, todėl tikiuosi, kad galiu pakankamai gerai paaiškinti savo darbą.

1 žingsnis: komponentų surinkimas (bandymo etapas)

Prieš kurdami visa tai, mes turime išbandyti visus savo komponentus, kad viskas veiktų.

Pradėkite lituoti laidus, kuriems reikia litavimo, tai yra:- Garso lizdo jungtis, tai yra 2 laidai. Vienas laidas yra įžeminimas, o kitas - signalinis. Tikėtina, kad yra daugiau jungčių, nes stereofoninio lizdo kištukas turi R ir L signalus, mes tik naudojame vieną. Vienintelis būdas patikrinti, kurio jums reikia, yra išbandyti laido prijungimą prie vieno ir pamatyti, ar grandinė uždaryta (tai galite patikrinti naudodami multimetrą).

- 2 laidai ant garsiakalbio, teigiami ir neigiami. - Teigiami ir neigiami laidai ant 4 mygtukų. Vyrišką laido galą galite įkišti į mygtukų kontaktinius kaiščius. Kai baigsite lituoti, naudokite šilumos susitraukimo vamzdžius, kad izoliuotumėte laidus

Dabar atėjo laikas prijungti laidus. Sekite schemą ir nuotraukas, kad prijungtumėte tinkamus laidus prie reikiamų vietų.

Feritiniai žiedai Prie garso signalo kabelio ir garsiakalbio laido galite pridėti ferito žiedą. Tai galite padaryti apvyniodami laidą 2 ar 3 kartus aplink feritinį žiedą. Tai turėtų padėti sumažinti arba visiškai pašalinti šnypščiantį garsą iš prietaiso.

(1 maitinimo variantas) išorinis maitinimo šaltinis ne per „Arduino“Jei to norite, prijunkite teigiamus ir neigiamus laidus iš išorinio maitinimo šaltinio prie teigiamų ir neigiamų maitinimo plokštės linijų. Turi būti laidas nuo teigiamos duonos lentos pusės iki „Vin“kaiščio (esančio šalia GND kaiščių) „arduino“ir laidas iš neigiamos pusės į GND kaištį „arduino“. (2 maitinimo parinktis) Išorinis maitinimas prijungtas prie Jei norite naudoti adapterį, prijungtą prie „arduino“maitinimo lizdo, prijunkite laidą iš „arduino“5V kištuko į teigiamą duonos lentos pusę ir laidą iš GND kaiščio į neigiamą pusę

Dabar prijunkite arduino prie kompiuterio ir įkelkite programą. Atminkite, kad jums reikia įdėti code.ino ir pitches.h į aplanką, pavadintą kodu. Arduino IDE (programoje) turite atsisiųsti šias bibliotekas, jei jų neturite: LiquidCrystal_I2C iš Frank de BrabanderWire iš adafruit (tai vienas jau turi būti pastatytas)

2 žingsnis: padarykite bylą

Jei viskas veikia, galite tai padaryti. Pjovimas lazeriu / CNC (žr. Vaizdo įrašą) Prieš pradėdami pjaustyti, gali tekti redaguoti garsiakalbio angą (-as), kad ji atitiktų jūsų turimą garsiakalbį. Turiu garsiakalbį su maža grotele, kuri naudoja 4 skyles aplink garsiakalbio angą. Taigi, jei reikia, pirmiausia redaguokite tai.

Pradėkite pjauti medieną lazeriniu pjovikliu arba CNC staklėmis. Naudojamas failas yra Case_laser_cut.ai Kai turėsite dalių, kurias galite išbandyti, jas pritaikykite, jei jos yra didelės, tiesiog šiek tiek jas nušlifuokite, kol jos dera. Dabar medienos gabalus galite klijuoti medienos klijais. Jūs neturėtumėte klijuoti viršutinės dalies (lentos su skylėmis), nes turime sudėti visas dalis ir, jei yra problema, turime sugebėti atidaryti dėklą. nepamirškite, kad viską priveržkite, kol jis džiūsta (palikite maždaug 24 valandoms, kad visiškai sukietėtų).

Dabar galite spausdinti LCD korpusą ir raides, esančias virš mygtukų (korpusas LCD.stl ir raidės.stl) Rekomenduoju šiuos nustatymus:- Sluoksnio aukštis 0,1 mm- greitis 30 mm/s raidėms ir 60 mm/s LCD korpusas- LCD korpusui naudokite sluoksniuotą aušinimo ventiliatorių, nes jis turi daug iškyšų- Palaikymas nereikalingas Baigus spausdinti, nušlifuokite kraštus, kad jie būtų šiek tiek lygūs, o jei LCD netinka, pabandykite dar šiek tiek šlifuoti. turėtų būti tinkamas. Kai viskas bus padaryta ir dalys bus atspausdintos, galėsite pradėti viską surinkti. Įdėkite LCD į LCD korpusą ir įdėkite garso lizdo jungtį, skirtą pedalui, esančioje skylėje gale. Klijuokite LCD ir lizdo jungtį.. Dabar klijuokite LCD korpusą prie medžio, klijus galite uždėti ant lūpos, esančios LCD korpuso apačioje. Dabar priklijuokite mygtukų raides ant mygtukų. Priklausomai nuo to, kokį garsiakalbį turite, galite jį klijuoti, turėti garsiakalbį su maža grotele, kuri naudoja 4 skyles aplink garsiakalbio angą. Priklausomai nuo to, kaip redagavote garsiakalbio garsiakalbio angą, šis žingsnis gali būti kitoks. Klijuokite ultragarso jutiklį vietoje, naudodami 2 skyles apačioje. Taip pat galite klijuoti duonos lentą (-as), „Arduino“ir garso stiprintuvo modulį bet tai nėra būtina. Prijunkite viską iš naujo ir baigsite, įjunkite maitinimą ir mėgaukitės!

3 žingsnis: žinomos problemos ir apribojimai

Šis instrumentas nėra tobulas Visų pirma, tai žaislas, o ne produktas! Arduino nėra skirtas naudoti kaip instrumentas, todėl nemanykite, kad laikas bus 100% teisingas. Dėl kodo operacijų vėlavimo neįmanoma padaryti šio instrumento tiksliu laiku. - Kartais ultragarso jutiklis turi gedimą, dėl kurio gali būti paleista atsitiktinė ar netikslios natos.

- Kai naudojate prietaisą, rekomenduoju naudoti plokščią daiktą, pvz., Kartono ar medžio gabalą, kurį reikia laikyti virš jutiklio. Išlenkti paviršiai atspindi jutiklio signalus, todėl skamba netikslios natos. Galite naudoti ranką, bet laikyti ją kuo plokščiau ir stabiliau virš jutiklio.- Neįsijungti iš automatinio paleidimo į įjungtą. Tai sukelia kodo klaida, kurios dar neradau. Tai galite išspręsti paspausdami automatinio paleidimo mygtuką ir tuo pačiu metu paspausdami pedalą. Arba galite jį išjungti ir vėl įjungti.

- Vėlavimas grojant natą, nes arduino kodas užtrunka keletą milisekundžių, kurių neįmanoma pašalinti, nes arduino nėra skirtas instrumentams gaminti. žodžiai netilpo LCD ekrane. Stengiausi kuo daugiau padaryti anglų kalba.

4 žingsnis: „Pasidaryk pats“patobulinimai

Po to, kai tai sukūrėte, jūs dar nebaigėte! Galite pabandyti patobulinti savo įgūdžius ir pridėti funkcijų, kurių negalėjau integruoti į turimą laikotarpį. Dalykai, kuriuos galite pabandyti:

- pridedant kelis garsus- vienu metu grojant keliais tonais- pridedant daugiau garsiakalbių- pridėkite daugiau stilių!- pridėkite šviesos diodų, kurie šoka su jūsų muzika