Automatinis MIDI ksilofonas: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šioje instrukcijoje mes ištirsime, kaip ugnies solenoidai, naudojant „Arduino Uno“ir MIDI signalus. Viena iš geriausių programų yra automatinio ksilofono kūrimas. Nors tai tik vadovas, bus pateiktas „Arduino“kodas ir elektros schemos.

Prieš bandydami įgyvendinti šį projektą, turėtumėte:

• Pagrindiniai medžio apdirbimo įgūdžiai
• Litavimo įgūdžiai
• „Arduino“platformos supratimas
• Daug kantrybės.

Dalių ir medžiagų galite rasti pas pasirinktą pardavėją, tačiau jei esate naujokas elektronikos pasaulyje, siūlome pirkti „Adafruit“.

Dalių sąrašas. (Pastaba: skirtingi įsigyto ksilofono variantai gali pareikalauti papildomų ir (arba) skirtingų dalių)

• 16 klavišų ksilofonas
• MIDI Džekas
• „Arduino Uno R3“
• Arduino Dev. Skydas
• MCP23017 I2C išplėtimas
• 6N136 didelio greičio optronas
• Mini 12V solenoidai - x16
• 1N4007 diodas - x17
• 470 omų rezistorius - x2
• 1K omo rezistorius - x17
• 10K omų rezistorius
• C1815 NPN tranzistorius
• C4811 Darlingtono tranzistorius arba TIP120 tranzistorius - x16
• Antgalių kaiščiai ir lizdai
• 12V - maitinimo šaltinis. (Solenoidai gali užimti gana daug energijos, rekomenduoju 10A maitinimo šaltinį)
• LED (pasirinkta spalva)
• 3/4 colio spintos kaištis - 6 pėdų
• 3/4 colio fanera arba MDF
• Perfboard
• USB į MIDI sąsajos laidas (jei valdomas iš kompiuterio)
• 4 mm m2 dydžio varžtai - x32
• m2 plokščios poveržlės - x32
• Viela
• Įvairūs mediniai varžtai

Įrankių sąrašas (Pastaba: šiam projektui reikalinga mediena ir patartina naudoti papildomus medienos apdirbimo įrankius.)

• Lituoklis
• Vielos nuėmikliai
• Atsuktuvai.
• Replės
• Karšto klijų pistoletas
• Super klijai
• Grąžtas.
• Grąžtai. (3/4 colio kastuvas ir bitai bandomosioms skylėms)
• Matavimo įrankis (aš naudoju tiesų kraštą).
• Pieštukas.
• Jigsaw

Pasirenkami įrankiai

• Litavimo įrankis (jei dar nesate lydmetalis)
• Pincetai

1 žingsnis: „Midi“valdiklio prijungimas

Pirmasis žingsnis yra surinkti MIDI valdiklį.

Tam jums reikės:

• MIDI Džekas
• Arduino Dev. Skydas
• MCP23017 I2C išplėtimas
• 6N136 didelio greičio optronas
• 1N4007 Diodas - x1
• 470 omų rezistorius - x2
• 1K omo rezistorius - x1
• 10K omų rezistorius
• C1815 NPN tranzistorius
• Antgalių kaiščiai ir lizdai
• LED
• Viela

MIDI grandinė pradedantiesiems gali pasirodyti bauginanti, tačiau iš tikrųjų yra gana paprasta. Jei laikotės pateiktos schemos, problemų neturėtų kilti.

Komponentų išdėstymas bus labai svarbus. Lengva greitai išeiti iš kambario, todėl naudokite pateiktą gatavo valdiklio paveikslėlį. Yra keli išdėstymai, kurie tiks šiam žingsniui, taigi, jei žaisite su paskirties vieta, galite rasti jums tinkamesnį būdą.

Šiame projekte viskas bus bendra; kuris bus svarbus kitame žingsnyje.

Kadangi mes dirbame su 12 voltų maitinimo šaltiniu, 12 voltų solenoidais ir 12 voltų diapazonu, kad galėtume maitinti „Arduino“, mes galime naudoti tą patį maitinimo šaltinį.

Jei esate naujokas litavimo srityje, primygtinai siūlau prieš tęsiant šį projektą susipažinti su „Adafruit“litavimo vadovu ir pasipraktikuoti ant kai kurių plokščių.

Panašiai, jei dar nesate skaitydami schemų, dabar būtų puikus laikas perskaityti simbolius ir poliškumą. Viskas apie grandines yra puikus šaltinis tam.

2 žingsnis: Solenoidinių grandinių prijungimas

Toliau pereisime prie solenoidinės grandinės.

Šiam žingsniui jums reikės:

• 1 1N4007 diodas - x16
• 1K omo rezistorius - x16
• Darlingtono tranzistorius arba TIP120 tranzistorius - x16
• Antgalių kaiščiai ir lizdai
• Viela

Solenoidinė grandinė yra daug mažiau bauginanti. Kadangi šios grandinės bus gana mažos, tinkamas laikas panaudoti kai kurias perforatoriaus laužų dalis, jei jos guli. Jums reikės padaryti 16 iš jų. Pavyzdyje nuotraukoje buvo padarytos 4 grandinės vienoje plokštėje ir ji puikiai veikė.

Nepamirškite prijungti solenoidinių grandinių įžeminimo laidų prie tos pačios įžeminimo plokštės, kurioje įjungtas „Arduino“.

Viskas, kas yra pavyzdyje, yra modulinė, todėl bandymai buvo patogesni, naudojant antraštes ir lizdus. Tačiau, jei norite sutaupyti keletą dolerių, laidus galite lituoti tiesiai į plokštes.

Pavyzdyje naudojami solenoidai buvo su 2 kontaktų JST jungtimis iš gamyklos. Nors nė vienas JST prievadas nebuvo patogus mano įrankių dėžėje, kai kurios atsitiktinės stačiakampės jungtys buvo puikiai sujungtos. Kitas geras laužo medžiagų panaudojimas.

3 žingsnis: rėmo kūrimas

Trečias ir didžiausias proceso žingsnis yra rėmo surinkimas.

Jums reikės:

• 16 raktų „Xylophone Mini 12V“
• 3/4 colio spintos kaištis - 6 pėdų
• 3/4 colio fanera arba MDF
• Įvairūs mediniai varžtai

Rėmas yra pirmoji sritis, kurioje dažniausiai būsite vieni. Tikėtina, kad neturėsite to paties ksilofono, kurį naudojau, ir jūsų matavimai skirsis nuo mano. Tačiau nebijokite, aš pateiksiu kuo daugiau informacijos apie projektavimo procesą.

Pirmiausia paėmiau 3 ksilofono matavimus:

• Aukštis
• Ilgis
• Žemosios oktavos pusės plotis (plačiausia vieta)

Tada iš faneros iškirpau stačiakampį; stačiakampio ilgis turi atitikti ksilofono plotį. Aukštis turėtų suteikti pakankamai vietos pakelti ksilofoną kelis colius nuo bet kokio paviršiaus, ant kurio padėsite. Tai taip pat turėtų suteikti jūsų centriniam barui pakankamai vietos solenoidams ir tranzistorių grandinėms.

Iškirpęs stačiakampius, nukirpau po vieną kampą, kad suteikčiau jiems gražią formą. Šis žingsnis yra neprivalomas, tačiau jei norite padaryti tą patį ženklą, nuo kurio kampo pradžia būtų lygi su mano ksilofono klavišais ir nukirsta iki viršutinio centro. Abi pusės turi būti identiškos viena kitai.

Sujungiau abi puses ir 3/4 colio kastuvu išgręžiau skyles, kurios leistų įkišti kaištį.

Po to aš nupjavau dar 2 faneros gabalus kaip atramas ksilofonui laikyti (panašiai kaip lentynų smeigtukai). Formulė, kurią naudojau atramų dydžiui, paaiškinta žemiau.

Palaikymo matmenys:

• Ksilofono palaikymas 1 (aukštis = 1 colis, ilgis = ksilofono žemos oktavos pusės plotis)
• Ksilofono palaikymas 2 (aukštis = 1 colis, ilgis = ksilofono aukštos oktavos pusės plotis)

Aš priklijavau ir prisukau atramas prie rėmo, įsitikindamas, kad jos laikosi mano ksilofono lygyje. Aš perpjoviau savo spintos kaištį per pusę ir įkišau 2 dalis į jų skyles. Patikrinau pagrindinį visko tinkamumą ir priklijavau. Po to, kai klijai išdžiūvo, nupjoviau papildomus spintelės kaiščio gabalus ir nušlifavau juos lygiai prie šonų.

Centrinė juosta yra sudėtingiausia ir svarbiausia dalis. Jis turi būti visiškai tiesus, o tarp centrinės juostos ir klavišų turėsite palikti beveik nepriekaištingą tarpą. Per didelis tarpas ir jūsų solenoidai nesilies, per mažas tarpas ir jūsų ksilofonas skambės netinkamai.

Nupjoviau centrinę juostą, kad ji tvirtai tilptų tarp dviejų ksilofono pusių. Aš šlifavau, matavau ir kartojau šį žingsnį, kol mano centrinė juosta buvo kuo tiesesnė. Tada aš uždėjau 4 mm storio žurnalą tiesiai ant mano ksilofono klavišų ir panaudojau jį kaip vadovą, kad centrinė juosta būtų laikoma tiksliai ten, kur reikia. Aš naudoju 2 varžtus kiekvienoje pusėje, kad išlaikyčiau centrinę juostą.

Sveikiname, baigėte rėmelį!

4 žingsnis: padėkite solenoidus

4 žingsnis - solenoidų tvirtinimas prie centrinės juostos.

Jums reikės:

• Mini 12V solenoidai - x16
• 4 mm m2 dydžio varžtai - x32
• m2 plokščios poveržlės - x32
• Įvairūs mediniai varžtai
• Amatų lazdelės

Viskas, kaip išdėstysite solenoidus, priklauso nuo jūsų ksilofono. Aš uždėjau rankdarbių lazdelę per tiek daug raktų, kiek tiktų, ir pažymėjau vietas, kur mano solenoidai palies kiekvieno ksilofono klavišo vidurį. Atstumas buvo 4 solenoidai vienoje amato lazdoje.

Pavyzdyje naudojami solenoidai buvo iš anksto prisukti M2 dydžio varžtams. 4 mm M2 varžtas su M2 plokščia poveržle puikiai pritvirtino solenoidą prie amato lazdos. Iš anksto išgręžiau varžtų skyles ir tvirtai pritvirtinau solenoidus prie amatų lazdelių.

Tada aš supjaustiau dar keletą amatų lazdelių ir priklijavau jas prie savo solenoidinio išdėstymo galo; tai padarė du dalykus. Pirmiausia jis pakankamai atitolino solenoidinį įrenginį nuo centrinės juostos, kad M2 varžtų galvutės, pritvirtintos prie solenoidų galo, neatsistotų prieš centrinę siją. Antra, jis suteikė solenoidiniam įrenginiui tvirtesnę jungtį, suteikdamas daugiau medžiagos įsukti.

Norėdami pritvirtinti įrenginį prie centrinės sijos, aš laisvai išvedžiau atstumą, sustatydamas solenoidą į vietą, kur aš turėčiau būti; rankiniu būdu nuspaudė mano solenoidinius stūmoklius, kad įsitikintumėte, jog jie visi tolygiai paspaus ksilofono klavišus; ir tada naudokite mažus medinius varžtus, kad pritvirtintumėte prie centrinės juostos.

5 žingsnis: „Arduino“kodavimas ir MIDI supratimas

Norėdami užprogramuoti „Arduino“, turėsite įdiegti naujausią „Arduino IDE“ir išmokti atlikti kai kuriuos pagrindinius dalykus, pvz., Įkelti į „Arduino“ir įdiegti bibliotekas. Internete yra daug vadovų, kaip tai padaryti, ir šis procesas netelpa į šio kūrinio taikymo sritį.

Kai jums patogu naudotis „Arduino IDE“, jums reikės šių bibliotekų.

• Arduino MIDI biblioteka
• Adafruit MCP23017 biblioteka

Įdiegę šias bibliotekas, atsisiųskite kodą iš šios instrukcijos ir nukopijuokite bei įklijuokite į „Arduino IDE“.

Nepritvirtinę savo sukurtos MIDI plokštės, įkelkite kodą į „Arduino“. Kai kodas bus įkeltas, viską sujunkite, paspauskite „Arduino“nustatymo iš naujo mygtuką ir patikrinkite, ar viskas veikia taip, kaip turėtų.

PASTABA*

Skirtingi ksilofonai turi skirtingą užrašų išdėstymą, todėl tikslus mano parašytas kodas gali netinkamai veikti jūsų ksilofone. Bet tai yra lengvas pataisymas. Peržiūrėkite šią MIDI užrašų diagramą ir pakeiskite užrašo numerį „Arduino“kode, kad jis atitiktų jūsų ksilofono užrašus.

Kaip nuorodą, mano iš anksto nustatytos pastabos yra šios:

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

6 žingsnis: Muzikos programa

Vaizdo įraše matoma programa yra „Guitar Pro 6.“. Tai nėra labai brangu, tačiau ja paprasta naudotis ir ji gali išvesti MIDI tiksliai taip, kaip aš noriu. Dar viena graži GP6 savybė yra ta, kad prie viso takelio galite pridėti staccato, o tai padeda ksilofonui skambėti geriau, anksčiau išleidžiant natas.

Kita svarbi detalė - mano ksilofonas yra tik 2 oktavos natūralių natų; tai reiškia, kad jis negali žaisti aštrių ar plokščių.

Jei sukūrėte šį projektą, nedvejodami atsisiųskite „Tetris“temą, kurią įtraukiau į šį puslapį.