Samodejni MIDI ksilofon: 6 korakov (s slikami)

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

V tem navodilu bomo raziskali, kako sprožijo solenoidi z uporabo signalov Arduino Uno in MIDI. Ena najboljših aplikacij za to je izdelava avtomatiziranega ksilofona. Čeprav je to le vodič, bo na voljo koda Arduino in električne sheme.

Preden se lotite tega projekta, morate imeti:

• Osnovne veščine obdelave lesa
• Spojilne sposobnosti
• Razumevanje platforme Arduino
• Veliko potrpljenja.

Deli in materiali so na voljo pri prodajalcu po vaši izbiri, če pa ste novi v svetu elektronike, vam priporočamo, da za nakup delov uporabite Adafruit.

Seznam delov. (Opomba: Različne razlike v ksilofonu, ki jih kupite, lahko povzročijo potrebo po dodatnih in/ali različnih delih)

• Ksilofon s 16 tipkami
• MIDI priključek
• Arduino Uno R3
• Arduino Dev. Ščit
• MCP23017 I2C razširitev
• Optični sklopnik 6N136 za visoke hitrosti
• Mini 12V solenoidi - x16
• 1N4007 dioda - x17
• 470 ohmski upor - x2
• 1K ohmski upor - x17
• 10K ohmski upor
• C1815 NPN tranzistor
• C4811 Darlingtonov tranzistor ali TIP120 tranzistor - x16
• Zatiči in vtičnice za glavo
• 12V - Napajanje. (Solenoidi lahko vzamejo kar nekaj energije, priporočam napajanje 10A)
• LED (barvna nastavitev po vaši izbiri)
• 3/4 palčni omarski moznik - 6 čevljev
• 3/4 palčne vezane plošče ali MDF
• Perfboard
• Vmesniški kabel USB v MIDI (če upravljate iz računalnika)
• Vijaki velikosti 4 mm m2 - x32
• m2 ploščatih podložk - x32
• Žica
• Različni vijaki za les

Seznam orodij (Opomba: Ta projekt zahteva izdelavo lesa in priporočamo dodatno orodje za obdelavo lesa.)

• Spajkalnik
• Odstranjevalci žice
• Izvijači.
• Klešče
• Pištola za vroče lepilo
• Super lepilo
• Vrtalnik.
• Vrtalniki. (3/4 -palčni lopatica in nastavki za pilotne luknje)
• Merilno orodje (uporabil sem ravno rob.)
• Svinčnik.
• Sestavljanka

Izbirna orodja

• Orodje za spajkanje (če ste šele začeli spajkati)
• Pinceta

1. korak: Ožičenje Midi krmilnika

Prvi korak je sestaviti krmilnik MIDI.

Za to boste potrebovali:

• MIDI priključek
• Arduino Dev. Ščit
• MCP23017 I2C razširitev
• Optični sklopnik 6N136 za visoke hitrosti
• 1N4007 Dioda - x1
• 470 ohmski upor - x2
• 1K ohmski upor - x1
• 10K ohmski upor
• C1815 NPN tranzistor
• Zatiči in vtičnice za glavo
• LED
• Žica

Začetnikom se lahko vezje MIDI zdi zastrašujoče, v resnici pa je precej preprosto. Če sledite priloženi shemi, ne bi smelo biti težav.

Postavitev komponent bo kritična. Preprosto hitro zmanjka prostora, zato uporabite priloženo sliko končnega krmilnika kot vodilo. Za ta korak bo delovalo več postavitev, zato se lahko, če se malo poigrate z umestitvijo, odločite za boljši način.

V tem projektu bo vse imelo skupno mesto; kar bo pomembno v naslednjem koraku.

Ker delamo z 12 -voltnim napajanjem, 12 -voltnimi solenoidi in 12 volti je v sprejemljivem območju za napajanje Arduina, lahko za vse uporabimo isti napajalnik.

Če ste šele začeli spajkati, vam toplo predlagam, da pred nadaljevanjem tega projekta preverite Adafruitov vodnik po spajkanju in vadite na kakšni perfboard deski.

Podobno, če ste šele pri branju shem, bi bil zdaj odličen čas za branje o simbolih in polarnosti. Vse o vezjih je čudovit vir za to.

2. korak: Ožičenje elektromagnetnih vezij

Nato nadaljujemo z elektromagnetnim vezjem.

Za ta korak boste potrebovali:

• 1 dioda 1N4007 - x16
• 1K ohmski upor - x16
• Darlingtonov tranzistor ali tranzistor TIP120 - x16
• Zatiči in vtičnice za glavo
• Žica

Elektromagnetni tokokrog je veliko manj zastrašujoč. Ker bodo ta vezja precej majhna, je pravi čas, da uporabite nekaj odpadnih kosov perfboarda, če jih ležite. Izdelati jih boste morali 16. Na primer fotografiji so bila narejena 4 vezja na ploščo, ki so delovala odlično.

Ne pozabite priključiti ozemljitvenih žic elektromagnetnih vezij na isto ozemljitveno ravnino, na kateri je vaš Arduino.

Vse v primeru je modularno, zato so bile glave in vtičnice uporabljene za lažje testiranje. Če pa želite prihraniti nekaj dolarjev, lahko žice spajkate neposredno v plošče.

V tem primeru so bili uporabljeni solenoidi z 2 -polnimi JST priključki. Čeprav v moji zbirki orodij ni bilo nobenih vrat JST, se je z njimi lepo povezalo nekaj naključnih pravokotnih konektorjev. Še ena dobra uporaba odpadnih materialov.

3. korak: Izdelava okvirja

Tretji in največji korak v procesu je sestavljanje okvirja.

Boste potrebovali:

• 16 -ključni ksilofon Mini 12V
• 3/4 palčni omarski moznik - 6 čevljev
• 3/4 palčne vezane plošče ali MDF
• Različni vijaki za les

Okvir je prvo področje, kjer boste večinoma sami. Verjetno ne boste imeli istega ksilofona, ki sem ga uporabil, in vaše mere se bodo razlikovale od mojih. Ampak ne bojte se, zagotovil bom čim več informacij o procesu oblikovanja.

Najprej sem naredil 3 meritve svojega ksilofona:

• Višina
• Dolžina
• Širina strani z nizko oktavo (najširša točka)

Nato sem iz vezanega lesa izrezal pravokotnik; dolžina vašega pravokotnika se mora ujemati s širino vašega ksilofona. Višina vam mora dati dovolj prostora, da dvignete ksilofon nekaj centimetrov od katere koli površine, na katero ga postavite. Prav tako mora vaši osrednji palici dati dovolj prostora za namestitev solenoidov in tranzistorskih vezij.

Po izrezu pravokotnikov sem vsakemu odrezal enega od vogalov, da sem dobil lepo obliko. Ta korak je neobvezen, če pa želite narediti isto oznako, od koder bi bil začetek kota poravnan s tipkami mojega ksilofona in odrezan do zgornjega središča. Obe strani bi morali biti enaki drug drugemu.

Dve strani sem stisnil skupaj in z lopatico 3/4 palca izvrtal luknje, ki bi mi omogočile, da vstavim moznik.

Ko je bilo to končano, sem izrezal še 2 kosa vezanega lesa kot nosilca za držanje ksilofona (podobno kot zatiči za police). Formula, ki sem jo uporabil za velikost nosilcev, je razložena spodaj.

Podporne dimenzije:

• Podpora za ksilofon 1 (višina = 1 palec, dolžina = širina strani nizke oktave ksilofona)
• Podpora za ksilofon 2 (višina = 1 palec, dolžina = širina visokooktavne strani ksilofona)

Nosilce sem prilepil in privijal na okvir ter se prepričal, da držijo moj ksilofon v ravni ravni. Prerezal sem moznikov omaro na pol in 2 kosa potisnil v njune luknje. Preveril sem osnovno prileganje vsega in ga zlepil. Ko se je lepilo posušilo, sem odrezal dodatne kose omarice in jih brušil ob straneh.

Sredinska vrstica je najtežji in najpomembnejši del. Biti mora popolnoma raven in med sredinsko vrstico in tipkami morate pustiti skoraj popolno vrzel. Preveč vrzeli in vaši solenoidi ne bodo vzpostavili stika, premalo vrzeli in vaš ksilofon ne bo zvenel pravilno.

Sredinsko palico sem prerezal, da se tesno prilega obema stranema ksilofona. Brusil sem, meril in ponavljal ta korak, dokler mi sredinska palica ni bila čim bolj ravna. Nato sem revija, debela 4 mm, položila neposredno na tipke ksilofona in jo uporabila kot vodilo za držanje osrednje palice točno tam, kjer je bila. Za pritrditev sredinske palice sem uporabil 2 vijaka na vsaki strani.

Čestitamo, z okvirjem ste končali!

4. korak: Namestitev solenoidov

4. korak je pritrditev solenoidov na sredinsko palico.

Boste potrebovali:

• Mini 12v solenoidi - x16
• Vijaki velikosti 4 mm m2 - x32
• m2 ploščatih podložk - x32
• Različni vijaki za les
• Obrtne palice

Kako razporedite solenoide, je odvisno od vašega ksilofona. Obrtno palico sem položil čez toliko ključev, na katere bi se prilegalo, in označil območja, kjer bi se moji solenoidi dotaknili sredine vsakega ključa ksilofona. Razmik je na koncu znašal 4 solenoide na obrtno palico.

Solenoidi, uporabljeni v tem primeru, so bili vnaprej pritrjeni za vijake velikosti M2. 4 mm vijak M2 s ploščato podložko M2 je odlično pritrdil magnet na obrtno palico. Vnaprej sem izvrtal luknje za vijake in elektromagnete tesno pritrdil na obrtne palice.

Nato sem izrezal še nekaj obrtnih palic in jih prilepil na hrbtno stran mojega magnetnega aranžmaja; to je naredilo dve stvari. Najprej je elektromagnetno razporeditev odmaknila od osrednje palice dovolj, da glave vijakov M2, ki so bile nameščene na zadnji strani solenoidov, ne bi sedele proti sredinskemu nosilcu. Drugič, dal je elektromagnetni ureditvi trdnejšo povezavo, saj je zagotovil več materiala za privijanje.

Za pritrditev aranžmaja na sredinski nosilec sem prostoročno postavil razmik tako, da sem elektromagnetno postavitev postavil tja, kjer bi moral biti; ročno potisnil moje elektromagnetne bate, da sem prepričan, da bodo vsi enakomerno pritisnili na tipke ksilofona; in nato z majhnimi lesenimi vijaki pritrdili na sredinsko palico.

5. korak: Kodiranje Arduina in razumevanje MIDI

Za programiranje Arduina boste morali namestiti najnovejšo Arduino IDE in se naučiti narediti nekaj osnovnih stvari, kot je nalaganje v vaš Arduino in namestitev knjižnic. Na internetu obstaja veliko navodil o tem, kako to storiti, in proces se ne ujema z obsegom te zgradbe.

Ko boste udobno uporabljali Arduino IDE, boste potrebovali naslednje knjižnice.

• Knjižnica MIDI Arduino
• Knjižnica Adafruit MCP23017

Ko namestite te knjižnice, prenesite kodo iz tega navodila in jo kopirajte in prilepite v Arduino IDE.

Brez pritrditve plošče MIDI, ki ste jo ustvarili, naložite kodo v Arduino. Ko je koda naložena, vse povežite, pritisnite gumb za ponastavitev na Arduinu in preverite, ali vse deluje, kot bi moralo.

OPOMBA*

Različni ksilofoni imajo različne razporeditve zapiskov, zato natančna koda, ki sem jo napisal, morda ne bo delovala pravilno za vaš ksilofon. Toda to je enostaven popravek. Oglejte si to tabelo zapiskov MIDI in spremenite številko note v kodi Arduino, da bo ustrezala zapisom vašega ksilofona.

Za referenco so naslednje opombe, ki sem jih prednastavil:

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

6. korak: Glasbeni program

Program, ki ga vidite v videu, je Guitar Pro 6. Ni zelo drag, vendar je enostaven za uporabo in lahko oddaja MIDI točno tako, kot si želim. Druga lepa lastnost GP6 je, da lahko dodate staccato v celotno skladbo, kar pomaga ksilofonu bolje zveneti tako, da predčasno sprosti note.

Naslednja pomembna podrobnost je, da je moj ksilofon samo 2 oktavi naravnih not; kar pomeni, da ne more igrati ostrih ali ravnih plošč.

Če ste ustvarili ta projekt, prosim prenesite temo Tetris, ki sem jo vključil na to stran.