Električno-analogni klavir: 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Glasba je velik del naše kulture - vsi radi poslušajo glasbo. Toda poslušanje glasbe je eno, učenje ustvarjanja glasbe pa drugo. Podobno, čeprav je ustvarjanje glasbe težka naloga, je izdelava glasbila povsem nov izziv. Običajno je izdelava glasbil draga, saj se za ustvarjanje umetniškega dela uporabljajo le najboljši materiali, a sčasoma se naša tehnologija razvija in odkrili smo nove načine ustvarjanja glasbe kot tradicionalna glasbila.

Gradnja klavirja še nikoli ni bila lažja. Pravzaprav tudi gradnja klavirja ni bila tako rustikalno domača, a kljub temu je ta živahni nostalgični slog verjetno tisto, kar ste iskali. Navdihnilo nas je oblikovanje vezja, ki smo ga našli v knjižici Elenco o elektroniki, medtem ko smo v našem razredu inženirstva v devetem razredu spoznavali elektroniko. Čeprav vezje ni bilo videti kot klavir, je lahko oddajalo različne elektronske zvoke tako kot glasbene note klavirja. Želeli smo narediti še korak dlje in integrirati vezje v okvir klavirja. S tem smo lahko ustvarili ponarejen klavir, ki bi lahko ustvarjal drugačne zvoke kot pravi. Zato se naučite ustvarjati naš "elektro-analogni klavir", nov način ustvarjanja glasbe, ki je všeč vsem.

1. korak: Pridobite blago

Predmet materiala/orodja

• Materiali:

  • MDF les

    • 3 kosi
    • 12 "x 1/8" x 12"

  • Zvočniki

    • 2 "premer
    • 2 kosa

  • Rumene LED diode

    • 1/8 "premer
    • 14 kosov

  • Zelene LED diode

    • 1/8 "premer
    • 1 kosov
  • Everbilt ogrinjala

    12 kosov

  • Beli papir za tiskalnik

    • 8,5 "x 11"
    • 2 lista
  • Nabodala
    • 8 "x 1/8"
    • 2 palici
  • Blickeric črna barva

    1 pločevinka

  • 3-pinsko drsno stikalo

    • 1/8 "x 3/4"
    • 1 kos

  • Borov les

    • 1 'x 1'
    • 1 kvadrat
  • Izolirana bakrena žica

    19 čevljev

  • 9v sponka za baterijo

    1 kosov

  • Potisni gumbi

    12 kosov

  • Arduino UNO in vrvice

    2 vsakega

• Potrebna orodja:

  • Vrtalna stiskalnica
  • Tračna žaga
  • Objemka
  • Žaga za obvladovanje
  • mapa
  • Čopič
  • Pištola za vroče lepilo
  • Ročni vrtalnik
  • Lepilo za les
  • Brusni papir (zrnatost 120 in 220)
  • Drsna žaga
  • X-Acto nož
  • Elmerjevo lepilo
  • Jekleno ravnilo iz plute
  • Mat
  • 3/4 "sveder
  • 1/8 "sveder
  • Spajkalna žica iz svinca/kositra
  • Odstranjevalci žice
  • Spajkalnik

2. korak: Izdelava komponent okvirja

S tračno žago smo iz lesa MDF izrezali sprednjo, zadnjo, spodnjo, zgornjo, levo in desno ploščo ter obložili stranice. Nato smo iz ¾”borovega lesa izrezali 12 ključev in brusili robove. Nazadnje smo iz ¾”borovega lesa izrezali štiri kocke, ki bodo med montažnim delom podpirale stranice. Nato smo izrezali MDF leseno desko 1 palca po 1 metru in jo shranili za kasneje. Za sklicevanje na velikost in obliko plošč uporabite spodnji načrt. Skupne dimenzije klavirja so 10”x2,5” x5”. Pomembno je omeniti, da čeprav ima naša risba 14 ključev, klavir sprejme le 12 tipk.

3. korak: Sestavite okvir

Za montažo okvirja smo kocke borovega lesa od prej prilepili na spodnjo ploščo približno ⅛”stran od robov. Nato smo levo, desno in zadnjo ploščo vroče prilepili na spodnjo paleto in nosilce kocke. Za zaključek smo zapolnili vse vrzeli z vročim lepilom. Celo levo, desno in zadnjo površino smo prekrili z belim papirjem za tiskalnik in ga z nožem x-acto razrezali na pravo velikost. Papir smo pobarvali v črno, ko je bil lepljen na klavir, in vse tipke pobarvali v belo. Če želite poiskati orientacijo kosov, se obrnite na načrt iz prejšnjega koraka. Z vrtalnikom naredite luknjo za stikalo v skladu s shemo in z žago za stiskanje nastavite pravo velikost (⅛”x3/4”).

4. korak: Kodiranje

Za programiranje klavirja smo uporabili dve enoti Arduino. Koda za oba arduina je spodaj:

Prvi Arduino

int pos = 0;

void setup () {

pinMode (A0, INPUT);

pinMode (8, OUTPUT);

pinMode (A1, INPUT);

pinMode (A2, INPUT);

pinMode (A3, INPUT);

pinMode (A4, INPUT);

pinMode (A5, INPUT);

}

void loop () {

// če zazna pritisk gumba na A0

if (digitalRead (A0) == HIGH) {

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

}

// če zazna pritisk gumba na A1

if (digitalRead (A1) == HIGH) {

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

}

// če zazna pritisk gumba na A2

if (digitalRead (A2) == HIGH) {

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

}

// če zazna pritisk gumba na A3

if (digitalRead (A3) == HIGH) {

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

}

// če zazna pritisk gumba na A4

if (digitalRead (A4) == HIGH) {

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

}

// če zazna pritisk gumba na A5

if (digitalRead (A5) == HIGH) {

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

}

zamuda (10); // Malo zamude za izboljšanje uspešnosti simulacije

}

/*

Drugi Arduino:

int pos = 0;

void setup () {

pinMode (A0, INPUT);

pinMode (8, OUTPUT);

pinMode (A1, INPUT);

pinMode (A2, INPUT);

pinMode (A3, INPUT);

pinMode (A4, INPUT);

pinMode (A5, INPUT);

}

void loop () {

// če zazna pritisk gumba na A0

if (digitalRead (A0) == HIGH) {

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

}

// če zazna pritisk gumba na A1

if (digitalRead (A1) == HIGH) {

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

}

// če zazna pritisk gumba na A2

if (digitalRead (A2) == HIGH) {

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

}

// če zazna pritisk gumba na A3

if (digitalRead (A3) == HIGH) {

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

}

// če zazna pritisk gumba na A4

if (digitalRead (A4) == HIGH) {

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

}

// če zazna pritisk gumba na A5

if (digitalRead (A5) == HIGH) {

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

}

zamuda (10);

// Malo zamude za izboljšanje uspešnosti simulacije

}

Če želite prenesti kodo na vsak Arduino, jo priključite v računalnik, vnesite ustrezno kodo na spletno mesto https://codebender.cc/ in kodo naložite s klikom na »run on arduino«. Če to ne deluje, poskusite znova in preverite kodo, da odstranite morebitne napake. Prav tako ne pozabite izbrati pravih vrat za USB.

5. korak: Preizkusite vezje na ploščici

Na TinkerCAD -u smo naredili načrt vezja klavirja. Skličite se na ta diagram, da ustvarite dva enaka vezja na fizični ploščici z materiali, ki ste jih zbrali v 1. koraku.

Korak 6: Pritrditev tipk/gumbov

Vzeli smo leseno ploščo MDF velikosti 1 palca po 1 metru in ključe začeli lepiti z lepilom za les. Najprej smo naredili oznake s svinčnikom, ki so šli čez, eno ⅛”stran od enega konca, eno ⅜” stran od drugega konca. Nato smo na odprto stran ščipalke nalepili lepilo in ga prilepili tako, da je stran belega dela ključa poravnana s tipkami. Ta postopek smo ponovili za ostale tipke in jih postavili enega poleg drugega. Ko smo končali, smo odsekali 2 kosa borovega lesa ½”x ¾” x ¾”in kos borovega lesa ½” x ¾”x ⅞” za pozneje.

Izdelali smo še eno leseno desko MDF velikosti 1”do 10”, ki je služila kot držalo za gumbe. Izvrtali smo luknje, ki ustrezajo razdalji od ščipalke do ščipalke. Potem smo potisnili konce žic gumbov skozi luknje vsakega posebej in ga upognili, tako da so pravokotne žice enega gumba ločene drug od drugega, vsi konci žice gumbov pa so razporejeni kot železniške proge. Nato smo vzeli 2 dolga, neizolirana kosa žice, ki se je raztezala od 6. gumba do roba, in jih spajkali tako, da sta bili pritrjeni in pravokotni na konce koncev žice gumba, ki sta najbližje sredini. Pri spajkanju uporabite dovolj žice za priključitev vsake komponente, vendar je ne uporabljajte preveč, ker bo zavzela prostor na notranji strani klavirja.

7. korak: Namestitev vezja

Po pritrditvi okvirja smo v luknje namestili LED diode in jih pritrdili z vročim lepilom, žice in upore pa povezovali z LED s spajkalnikom. Vse ohlapne povezave smo pokrili z električnim trakom, da preprečimo kratek stik. Zgornjo stran smo pobarvali črno, tako kot druge strani.

Na levi in desni strani spodnje ploskve smo izvrtali dve luknji za baterije, tako da izvrtamo dve ¾”luknji drug ob drugem. Po tem je bil klavir pripravljen za namestitev vezja. Komponente smo spajkali v skladu z diagramom. Po končanem spajkanju vse odprte povezave prekrijte z električnim trakom.

8. korak: Ožičenje ključev

Na tej točki so bili premični deli ključnega mehanizma nameščeni, zato je vse, kar je treba storiti, povezati tipke z vezjem za ustvarjanje zvoka. Začeli smo tako, da smo skozi vsako ščipalko vtaknili 3 -palčno žico in jo spajkali na eno od elektrod na gumbu. Elektrode smo postavili tako, da smo lahko z vsakega gumba na pozitivno stran povezali eno elektrodo, del z žico, ki teče skozi ščipalko, pa bi bila negativna stran. Naše vezje je izgledalo tako:

Ko so bile žice spajane skupaj, smo spodnjo ploščo z gumbi nalepili pod ključe. Tako je bilo mogoče pritisniti eno od tipk, če pritisnete eno od tipk. Tako je izgledal dokončan ključni aparat.

Napravo za ključe namestite na tri 1,5 -palčne lesene palice, da dvignete ključe nad robom sprednjega okvirja.

9. korak: Zapečatenje telesa klavirja

S tem so bile komponente klavirja dokončane. Ena stvar, ki smo jo morali narediti pred končno montažo, je, da smo na vsako luknjo zvočnikov prilepili kos ¾”x ¾” x 3”borovega lesa, da bi zagotovili polico za namestitev zvočnikov. Zvočnike smo z vročo pištolo za lepilo prilepili na les.

Nato smo morali vezje postaviti v okvir klavirja. Čeprav lahko to storite na kakršen koli način, priporočamo, da Arduinos postavite pod ključno napravo in žice postavite za ključe. Nato smo za podporo ključev položili 2 ½”x ¾” x ¾”borove lesene bobne na stranice (ki so bile pravokotne na sprednjo stran) tik ob vogalnih blokov in jih vroče prilepili ter vroče prilepili ½” x ¾”x ⅞” borove lesene palice na sredini med dvema drugim borovimi lesami. Nato smo vzeli ključni aparat in ga položili kar na 3 borove lesene palice. Ko so bile žice skrite, smo zgornji del prilepili na levo, desno in zadnjo stran tako, da smo na robove nanesli vroče lepilo. Nazadnje smo sprednjo ploščo prilepili na klavir. Končni izdelek bi moral izgledati tako:

Upamo, da ste uživali pri izdelavi našega elektro-analognega klavirja. Edino, kar lahko storite, je, da glasbi pritečete - skozi žice vašega novega klavirja.

10. korak: Odsev

Pri našem projektu nam je bilo všeč, da je bil izviren in da bi ga teoretično lahko uporabljali vsi. To ni običajen prikazni predmet, je bolj igrača, ki se lahko uporablja za zabavo in lahko združuje ljudi tako, kot to počne glasba v naši družbi.

Ena stvar, ki bi jo spremenili, je uporaba krajših žic, tako da je lažje namestiti vezje znotraj klavirja. Morali smo zatakniti vezja v napravo, zato bi bilo lažje, če ne bi bilo nepotrebnih dolžin žice, ki zavzamejo prostor. Tej težavi se je mogoče izogniti, če vezje postavite na vezje tiskanega vezja. Zaradi tega je vezje bolj urejeno in kompaktno, tako kot na plošči. Če bi uporabili tiskano vezje, bi imelo vezje manj žic, ki zavzamejo prostor.

Če bi ta projekt naredili drugače, bi najprej razčlenili podrobnosti vezja, ker je bil to najbolj dolgotrajen del. Okvir klavirja bi bilo lažje oblikovati glede na zmogljivosti vezja, namesto da bi imeli nejasno predstavo o vezju, ko bi začeli graditi okvir klavirja. To bi olajšalo integracijo vezja v klavir, namesto da bi morali ožičenje ugotoviti na poti.