ავტომატური MIDI Xylophone: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ამ სასწავლო ინსტრუქციაში ჩვენ შევისწავლით თუ როგორ აანთებს სოლენოიდებს Arduino Uno და MIDI სიგნალები. ამის ერთ -ერთი საუკეთესო პროგრამაა ავტომატური ქსილოფონის შექმნა. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მხოლოდ სახელმძღვანელოა, არდუინოს კოდი და ელექტრო სქემა უზრუნველყოფილი იქნება.

სანამ ამ პროექტს გაუმკლავდებით, თქვენ უნდა გქონდეთ:

• ხის დამუშავების ძირითადი უნარები
• შედუღების უნარი
• Arduino პლატფორმის გაგება
• ბევრი მოთმინება.

ნაწილები და მასალები შეგიძლიათ იხილოთ თქვენთვის სასურველ გამყიდველთან, მაგრამ თუ თქვენ ახალი ხართ ელექტრონიკის სამყაროში, გირჩევთ გამოიყენოთ Adafruit თქვენი ნაწილების შესაძენად.

ნაწილების სია. (შენიშვნა: თქვენს მიერ შეძენილ ქსილოფონში განსხვავებულმა განსხვავებამ შეიძლება გამოიწვიოს დამატებითი და/ან სხვადასხვა ნაწილების საჭიროება)

• 16 გასაღები Xylophone
• MIDI ჯეკი
• Arduino Uno R3
• არდუინო დევ. Იცავს
• MCP23017 I2C გაფართოება
• 6N136 მაღალი სიჩქარის ოპტოქუპლერი
• მინი 12V სოლენოიდები - x16
• 1N4007 დიოდი - x17
• 470 ohm რეზისტორი - x2
• 1K ohm რეზისტორი - x17
• 10K ohm რეზისტორი
• C1815 NPN ტრანზისტორი
• C4811 Darlington ტრანზისტორი ან TIP120 ტრანზისტორი - x16
• სათაურის ქინძისთავები და სოკეტები
• 12V - კვების ბლოკი. (სოლენოიდებს შეუძლიათ მიიღონ საკმაოდ ბევრი ენერგია, მე გირჩევთ 10A მიწოდებას)
• LED (ფერის არჩევანი თქვენი არჩევანით)
• 3/4 დიუმიანი კარადა dowel - 6ft
• 3/4 დიუმიანი პლაივუდი ან MDF
• პერფოფორდი
• USB to MIDI ინტერფეისის კაბელი (თუ კონტროლდება კომპიუტერიდან)
• 4 მმ მ 2 ზომის ხრახნები - x32
• მ 2 ბრტყელი საყელურები - x32
• მავთული
• ხის სხვადასხვა ხრახნები

ინსტრუმენტების სია (შენიშვნა: ეს პროექტი მოითხოვს ხის დამზადებას და რეკომენდებულია დამატებითი ხის ინსტრუმენტები.)

• გასაყიდი რკინა
• მავთულის სტრიპტიზორები
• ხრახნები.
• ფანქარი
• ცხელი წებოს იარაღი
• Სუპერ წებო
• საბურღი
• საბურღი ბიტი. (3/4 დიუმიანი ყვავი და პილოტი ხვრელებისათვის)
• საზომი ინსტრუმენტი (მე გამოვიყენე სწორი ზღვარი.)
• ფანქარი.
• Jigsaw

არჩევითი ინსტრუმენტები

• შედუღების ინსტრუმენტი (თუ ახალი ხართ შედუღებამდე)
• პინცეტი

ნაბიჯი 1: შუა კონტროლერის გაყვანილობა

პირველი ნაბიჯი არის MIDI კონტროლერის შეკრება.

ამისათვის დაგჭირდებათ:

• MIDI ჯეკი
• არდუინო დევ. Იცავს
• MCP23017 I2C გაფართოება
• 6N136 მაღალი სიჩქარის ოპტოქუპლერი
• 1N4007 დიოდი - x1
• 470 ohm რეზისტორი - x2
• 1K ohm რეზისტორი - x1
• 10K ohm რეზისტორი
• C1815 NPN ტრანზისტორი
• სათაურის ქინძისთავები და სოკეტები
• LED
• მავთული

დამწყებთათვის MIDI წრე შეიძლება შემაშინებელი აღმოჩნდეს, მაგრამ სინამდვილეში ის საკმაოდ წინ არის. თუ დაიცავთ მოცემულ სქემას, არ უნდა შეგექმნათ რაიმე პრობლემა.

კომპონენტის განთავსება კრიტიკული იქნება. ადვილია ოთახის ამოწურვა საკმაოდ სწრაფად, ასე რომ გთხოვთ, გამოიყენოთ მზა კონტროლერის მოწოდებული სურათი, როგორც მეგზური. არსებობს რამდენიმე განლაგება, რომელიც იმუშავებს ამ საფეხურზე, ასე რომ, თუ თამაშობთ განლაგებით, შეიძლება იპოვოთ გზა, რომელიც თქვენთვის უკეთესად მუშაობს.

ამ პროექტში ყველაფერს გააერთიანებს საერთო საფუძველი; რაც მნიშვნელოვანი იქნება მომდევნო ეტაპზე.

ვინაიდან ჩვენ ვმუშაობთ 12 ვოლტიანი ელექტრომომარაგებით, 12 ვოლტიანი სოლენოიდებით და 12 ვოლტით არის მისაღები დიაპაზონში Arduino– ს ენერგიის შესანარჩუნებლად, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ იგივე კვების წყარო ყველაფრისთვის.

თუ თქვენ ახალი ხართ შედუღების, მე მტკიცედ გირჩევთ, რომ გაეცნოთ ადაფრუტის გზამკვლევს შედუღების შესახებ და ივარჯიშოთ ზოგიერთ დაფაზე ამ პროექტის გაგრძელებამდე.

ანალოგიურად, თუ თქვენ ახლებურად კითხულობთ სქემებს, ახლა შესანიშნავი დრო იქნება კითხვისთვის სიმბოლოებისა და პოლარობის შესახებ. ყველაფერი სქემების შესახებ მშვენიერი რესურსია ამისათვის.

ნაბიჯი 2: სოლენოიდის სქემების გაყვანილობა

შემდეგი ჩვენ გადავალთ სოლენოიდის წრეზე.

ამ ნაბიჯის გადასაჭრელად დაგჭირდებათ:

• 1 1N4007 დიოდი - x16
• 1K ohm რეზისტორი - x16
• დარლინგტონის ტრანზისტორი ან TIP120 ტრანზისტორი - x16
• სათაურის ქინძისთავები და სოკეტები
• მავთული

სოლენოიდული წრე გაცილებით ნაკლებად აშინებს. იმის გამო, რომ ეს სქემები საკმაოდ მცირე იქნება, კარგი დროა გამოიყენოთ დაფის ჯართი, თუკი მათ გარშემო გაქვთ. თქვენ უნდა გააკეთოთ 16 მათგანი. მაგალითის ფოტოში 4 სქემა თითო დაფაზე გაკეთდა და ის მშვენივრად მუშაობდა.

დაიმახსოვრეთ თქვენი სოლენოიდული სქემების მიწის მავთულის დაკავშირება იმავე მიწის სიბრტყეზე, რომელზეც თქვენი არდუინოა.

მაგალითში ყველაფერი მოდულურია, ამიტომ სათაურები და სოკეტები გამოყენებულ იქნა ტესტირების უფრო მოსახერხებლად. თუმცა, თუ გსურთ დაზოგოთ რამდენიმე დოლარი, შეგიძლიათ შეაერთოთ მავთულები პირდაპირ დაფებში.

სოლენოიდები, რომლებიც გამოყენებულ იქნა მაგალითში, მოდიოდა ქარხნიდან 2 პინიანი JST კონექტორებით. მიუხედავად იმისა, რომ JST პორტი არ იყო მოსახერხებელი ჩემს საკუთარ ყუთში, ზოგიერთი შემთხვევითი მარჯვენა კუთხის კონექტორი მათთან ერთად ლამაზად იყო შერწყმული. ჯართის მასალების კიდევ ერთი კარგი გამოყენება.

ნაბიჯი 3: ჩარჩოს შექმნა

მესამე და ყველაზე დიდი ნაბიჯი პროცესში არის ჩარჩოს შეკრება.

თქვენ დაგჭირდებათ:

• 16 გასაღები Xylophone Mini 12V
• 3/4 დიუმიანი კარადა dowel - 6ft
• 3/4 დიუმიანი პლაივუდი ან MDF
• ხის სხვადასხვა ხრახნები

ჩარჩო არის პირველი ტერიტორია, სადაც ძირითადად მარტო იქნებით. დიდი შანსია, რომ თქვენ არ გქონდეთ იგივე ქსილოფონი, რასაც მე ვიყენებდი და თქვენი ზომები განსხვავდება ჩემიდან. მაგრამ ნუ გეშინია, მე რაც შეიძლება მეტ ინფორმაციას მივაწვდი დიზაინის პროცესს.

ჯერ ავიღე ჩემი ქსლოფონის 3 ზომა:

• სიმაღლე
• სიგრძე
• დაბალი ოქტავის მხარის სიგანე (ყველაზე ფართო წერტილი)

მე შემდეგ დავჭრა მართკუთხედი პლაივუდიდან; თქვენი ოთხკუთხედის სიგრძე უნდა ემთხვეოდეს თქვენი ქსელოფონის სიგანეს. სიმაღლემ უნდა მოგცეთ საკმარისი ადგილი, რომ აწიოთ თქვენი ქსელოფონი რამდენიმე სანტიმეტრით ნებისმიერი ზედაპირიდან, რომელზეც მას დადებთ. მან ასევე უნდა მისცეს თქვენს ცენტრალურ ზოლს საკმარისი ადგილი სოლენოიდების და ტრანზისტორული სქემების შესანახად.

მართკუთხედების მოჭრის შემდეგ, თითოეულ მათგანს ვჭრი ერთ კუთხეს, რათა მივცე ლამაზი ფორმა. ეს ნაბიჯი არჩევითია, მაგრამ თუ გსურთ იგივე ნიშნის გაკეთება, საიდანაც კუთხის დასაწყისი იქნება ჩემი ქსლოფონის გასაღებებით და მოჭრილი ზედა ცენტრში. ორივე მხარე ერთმანეთის იდენტური უნდა იყოს.

ორი მხარე ერთმანეთზე დავაჭირე და 3/4 დიუმიანი ყვავი გამოვიყენე ხვრელების გასაღრმავებლად, რაც საშუალებას მომცემდა ჩამეტარებინა დუელი.

ამის დასრულების შემდეგ მე დავჭრა კიდევ 2 ცალი პლაივუდი, როგორც საყრდენი, რომ შევინახო ქსილოფონი (თაროების ქინძის მსგავსი). ფორმულა, რომელსაც ვიყენებდი საყრდენების გასაზომად, განმარტებულია ქვემოთ.

მხარდაჭერის ზომები:

• Xylophone მხარდაჭერა 1 (სიმაღლე = 1 დუიმი, სიგრძე = სილოფონის დაბალი ოქტავური მხარის სიგანე)
• Xylophone მხარდაჭერა 2 (სიმაღლე = 1 დუიმი, სიგრძე = სილოფონის მაღალი ოქტავის მხარის სიგანე)

მე წებოვანა და დააჭირა საყრდენები ჩარჩოზე და დავრწმუნდი, რომ მათ ჩემი xylophone დონე ჰქონდათ. კარადას დუელი გავანახევრე და 2 ცალი მათ ხვრელებში ჩავაგდე. მე შევამოწმე ყველაფრის ძირითადი მორგება და შევაერთე. მას შემდეგ, რაც წებო გაშრა, კარადაზე ზედმეტი ნაჭრები მოვიცილე და გვერდებზე დავდე.

ცენტრალური ბარი არის ყველაზე რთული და ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი. ის უნდა იყოს სრულყოფილად სწორი და თქვენ უნდა დატოვოთ თითქმის სრულყოფილი ოდენობა უფსკრული ცენტრალურ ზოლსა და კლავიშებს შორის. ძალიან დიდი უფსკრული და თქვენი სოლენოიდები არ მოახდენენ კონტაქტს, ძალიან ცოტა უფსკრული და თქვენი ქსლოფონი არ ჟღერს სწორად.

ცენტრალური ბარი დავჭრა, რომ მჭიდროდ მოთავსდეს ქსილოფონის ორ მხარეს შორის. მე გავხეხე, გავზომე და გავიმეორე ეს ნაბიჯი, სანამ ჩემი ცენტრალური ზოლი არ იყო ისეთი სწორი, როგორიც მე შემეძლო. მე მაშინ დავდე ჟურნალი, რომლის სისქე 4 მმ იყო პირდაპირ ჩემი xylophone- ის კლავიშებზე და გამოვიყენე ის, როგორც სახელმძღვანელო ცენტრალური ბარის დასაჭერად ზუსტად იქ, სადაც საჭირო იყო. მე გამოვიყენე 2 ხრახნი თითოეულ მხარეს ცენტრალური ბარის ადგილზე შესანარჩუნებლად.

გილოცავთ, თქვენ დაასრულეთ ჩარჩო!

ნაბიჯი 4: სოლენოიდების განთავსება

ნაბიჯი 4 არის სოლენოიდების მიმაგრება ცენტრალურ ზოლზე.

თქვენ დაგჭირდებათ:

• მინი 12v სოლენოიდები - x16
• 4 მმ მ 2 ზომის ხრახნები - x32
• მ 2 ბრტყელი საყელურები - x32
• ხის სხვადასხვა ხრახნები
• ხელნაკეთი ჩხირები

როგორ განალაგებთ სოლენოიდებს, ეს ყველაფერი დამოკიდებულია თქვენს ქსლოფონზე. მე დავდე ხელოსანი ჯოხი იმდენი გასაღებით, რომლითაც მოთავსდებოდა და მონიშნული ადგილები, სადაც ჩემი სოლენოიდები დაეჯახებოდა თითოეული ქსლოფონის გასაღების შუაში. ინტერვალი დასრულდა 4 სოლენოიდით თითო ხელნაკეთ ჯოხზე.

მაგალითში გამოყენებული სოლენოიდები წინასწარ იყო მორგებული M2 ზომის ხრახნებზე. 4 მმ M2 ხრახნი M2 ბრტყელი სარეცხი საშუალებით სოლენოიდი შესანიშნავად იყო დამაგრებული ხელნაკეთ ჯოხზე. ხვრელების ხვრელები წინასწარ გავხვრეტე და მჭიდროდ დავიჭირე სოლენოიდები ხელნაკეთ ჯოხებზე.

შემდეგ მე დავჭრა რამდენიმე ხელნაკეთი ჯოხი და დავაწებე მათ ჩემი სოლენოიდის მოწყობის უკანა ნაწილზე; ამან ორი რამ გააკეთა. ჯერ მან სოლენოიდის განლაგება საკმარისად დაშორდა ცენტრალურ ბარს, ისე რომ M2 ხრახნიანი თავები, რომლებიც დამონტაჟებული იყო სოლენოიდების უკანა ნაწილზე, არ დაეშვა ცენტრალური სხივის წინააღმდეგ. მეორე მან სოლენოიდის მოწყობას მიანიჭა უფრო მყარი კავშირი უფრო მეტი მასალის უზრუნველსაყოფად.

ცენტრის სხივზე მოსაწესრიგებლად, მე თავისუფალი ხელი გავუწიე ინტერვალს სოლენოიდული წყობის გაფორმებით იქ, სადაც მე უნდა ვიყო; ხელით მიბიძგა ჩემს სოლენოიდულ დგუშებზე, რომ დარწმუნებული იყოს, რომ ისინი ყველა თანაბრად დაარტყამენ ქსლოფონის კლავიშებს; შემდეგ კი ხის პატარა ხრახნები გამოიყენა ცენტრალურ ზოლზე დასამაგრებლად.

ნაბიჯი 5: კოდირება Arduino და მესმის MIDI

Arduino– ს დასაპროგრამებლად დაგჭირდებათ უახლესი Arduino IDE დაყენება და ისწავლეთ როგორ გააკეთოთ რამდენიმე ძირითადი რამ, როგორიცაა ატვირთვა თქვენს Arduino– ში და ბიბლიოთეკების დაყენება. ინტერნეტში არის მრავალი სახელმძღვანელო იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა გავაკეთოთ ეს და ეს პროცესი არ ჯდება ამ სტრუქტურის ფარგლებში.

მას შემდეგ რაც კომფორტულად გრძნობთ თავს Arduino IDE– ს, დაგჭირდებათ შემდეგი ბიბლიოთეკები.

• Arduino MIDI ბიბლიოთეკა
• ადაფრუტის MCP23017 ბიბლიოთეკა

ბიბლიოთეკების დაყენების შემდეგ გადმოწერეთ კოდი ამ ინსტრუქციიდან და დააკოპირეთ და ჩასვით Arduino IDE– ში.

თქვენს მიერ შექმნილი MIDI დაფის მიმაგრების გარეშე, ატვირთეთ კოდი Arduino– ში. მას შემდეგ, რაც კოდი აიტვირთება, დააკავშირეთ ყველაფერი, დააჭირეთ Arduino– ს გადატვირთვის ღილაკს და შეამოწმეთ, რომ ყველაფერი მუშაობს ისე, როგორც უნდა.

ᲨᲔᲜᲘᲨᲕᲜᲐ*

სხვადასხვა ქსილოფონებს განსხვავებული შენიშვნები აქვთ, ამიტომ ზუსტი კოდი, რომელიც მე დავწერე, შეიძლება არ იმუშაოს თქვენს ქსლოფონზე. მაგრამ ეს ადვილი გამოსწორებაა. მიმართეთ ამ MIDI ჩანაწერს და შეცვალეთ შენიშვნის ნომერი არდუინოს კოდში, რათა შეესაბამებოდეს თქვენი ქსლოფონის ნოტებს.

ცნობისთვის, ჩანაწერები, რომლებიც წინასწარ მაქვს მითითებული, არის შემდეგი:

• 79 - გ
• 77 - ფ
• 76 - ე
• 74 - დ
• 72 - გ
• 71 - ბ
• 69 - ა
• 67 - გ
• 65 - ფ
• 64 - ე
• 62 - დ
• 60 - C - შუა გ
• 59 - ბ
• 57 - ა
• 55 - გ
• 53 - ფ

ნაბიჯი 6: მუსიკალური პროგრამა

პროგრამა, რომელსაც ხედავთ ვიდეოში არის Guitar Pro 6. ეს არ არის ძალიან ძვირი, მაგრამ მისი გამოყენება ადვილია და შეუძლია MIDI გამოუშვას ზუსტად ისე, როგორც მე მინდა. GP6– ის კიდევ ერთი კარგი თვისება ის არის, რომ თქვენ შეგიძლიათ დაამატოთ სტატაკო მთელ ტრეკს, რაც ხელს უწყობს ქსილოფონის უკეთეს ჟღერადობას ნოტების ნაადრევი გამოშვებით.

შემდეგი მნიშვნელოვანი დეტალი არის ის, რომ ჩემი xylophone არის მხოლოდ 2 ოქტავა ბუნებრივი ნოტები; რაც იმას ნიშნავს, რომ მას არ შეუძლია ბასრი ან ბინის თამაში.

თუ თქვენ შექმენით ეს პროექტი, გთხოვთ გადმოწეროთ Tetris თემა, რომელიც მე შევიტანე ამ გვერდზე.