Ηλεκτρικό-αναλογικό πιάνο: 10 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Η μουσική είναι ένα μεγάλο μέρος του πολιτισμού μας - σε όλους αρέσει να ακούνε μουσική. Αλλά ενώ το να ακούς μουσική είναι ένα πράγμα, το να μαθαίνεις να φτιάχνεις μουσική είναι άλλο πράγμα. Ομοίως, ενώ η δημιουργία μουσικής είναι ένα δύσκολο έργο, η κατασκευή ενός μουσικού οργάνου είναι μια εντελώς νέα πρόκληση. Συνήθως, τα μουσικά όργανα είναι ακριβά για να φτιαχτούν, καθώς μόνο τα καλύτερα υλικά χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία του έργου τέχνης, αλλά όσο περνάει ο καιρός, η τεχνολογία μας εξελίσσεται και έχουμε ανακαλύψει νέους τρόπους δημιουργίας μουσικής από τα παραδοσιακά μουσικά όργανα.

Η κατασκευή πιάνου δεν ήταν ποτέ πιο εύκολη. Στην πραγματικότητα, η κατασκευή ενός πιάνου δεν ήταν ποτέ τόσο σπιτικά σπιτική, αλλά παρ 'όλα αυτά, αυτό το ζωντανό νοσταλγικό στυλ είναι πιθανώς αυτό που ψάχνατε αρχικά. Εμπνευστήκαμε από ένα σχέδιο κυκλώματος που βρήκαμε σε ένα ηλεκτρονικό φυλλάδιο Elenco, ενώ μαθαίναμε για τα ηλεκτρονικά στην τάξη μηχανικής της ένατης τάξης. Παρόλο που το κύκλωμα δεν έμοιαζε με πιάνο, ήταν σε θέση να κάνει διαφορετικούς ηλεκτρονικούς ήχους ακριβώς όπως οι μουσικές νότες που παράγονται από ένα πιάνο. Θέλαμε να κάνουμε αυτό ένα βήμα παραπέρα και να ενσωματώσουμε το κύκλωμα στο πλαίσιο ενός πιάνου. Με αυτόν τον τρόπο, μπορέσαμε να δημιουργήσουμε ένα ψεύτικο πιάνο που θα μπορούσε να κάνει διαφορετικούς ήχους ακριβώς όπως ένα πραγματικό. Απολαύστε λοιπόν να μαθαίνετε να φτιάχνουμε το «Ηλεκτρο-αναλογικό πιάνο» μας, έναν νέο τρόπο δημιουργίας της μουσικής που αρέσει σε όλους.

Βήμα 1: Λήψη των αγαθών

Υλικολογισμικό/Εργαλεία

• Υλικά:

  • MDF Ξύλο

    • 3 κομμάτια
    • 12 "x 1/8" x 12"

  • Ηχεία

    • Διάμετρος 2"
    • 2 κομμάτια

  • Κίτρινα LED

    • Διάμετρος 1/8"
    • 14 τεμάχια

  • Πράσινα LED

    • Διάμετρος 1/8"
    • 1 τεμάχια

  • Everbilt Clothespins

    12 τεμάχια

  • Λευκό χαρτί εκτυπωτή

    • 8,5 "x 11"
    • 2 φύλλα

  • Σουβλάκια

    • 8 "x 1/8"
    • 2 μπαστούνια

  • Blickeric Black Paint

    1 κονσέρβα

  • Διακόπτης διαφάνειας 3 ακίδων

    • 1/8 "x 3/4"
    • 1 τεμάχιο

  • Ξύλο πεύκου

    • 1 'x 1'
    • 1 τετράγωνο

  • Μονωμένο καλώδιο χαλκού

    19 πόδια

  • Κλιπ μπαταρίας 9v

    1 τεμάχια

  • Κουμπιά ώθησης

    12 τεμάχια

  • Arduino UNO και κορδόνια

    2 από το καθένα

• Απαιτούμενα εργαλεία:

  • Πρέσα τρυπανιών
  • Πριονοκορδέλα
  • Σφιγκτήρας
  • Πριόνι συγκράτησης
  • Αρχείο
  • Πινελο ΖΩΓΡΑΦΙΚΗΣ
  • Πυροβόλο θερμό κόλλα
  • Τρυπάνι χειρός
  • Ξυλόκολλα
  • Γυαλόχαρτο (120 και 220 κόκκους)
  • Scroll Saw
  • Μαχαίρι X-Acto
  • Κόλλα Elmer's
  • Χαλύβδινος χάρακας με φελλό
  • Χαλάκι
  • Τρυπάνι 3/4"
  • Τρυπάνι 1/8"
  • Σύρμα συγκόλλησης μολύβδου/κασσίτερου
  • Απογυμνωτές καλωδίων
  • Συγκολλητικό σίδερο

Βήμα 2: Δημιουργία των στοιχείων του πλαισίου

Χρησιμοποιώντας ένα πριόνι, κόψαμε το μπροστινό, πίσω, κάτω, επάνω, αριστερό και δεξί πάνελ από ξύλο MDF ⅛”και τοποθετήσαμε τις πλευρές. Στη συνέχεια, κόψαμε 12 κλειδιά από ξύλο πεύκου ¾”και τρίψαμε τις άκρες. Τέλος, κόψαμε τέσσερις κύβους από ξύλο πεύκου to”για να στηρίξουμε τις πλευρές κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης. Στη συνέχεια, κόψαμε μια ξύλινη σανίδα MDF 1 ίντσας με 1 πόδι και τη φυλάξαμε για αργότερα. Χρησιμοποιήστε το παρακάτω σχέδιο για να αναφέρετε το μέγεθος και τα σχήματα των πάνελ. Οι συνολικές διαστάσεις του πιάνου είναι 10”x2,5” x5”. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ενώ το σχέδιό μας έχει 14 πλήκτρα, το πιάνο χωρά μόνο 12 πλήκτρα.

Βήμα 3: Συναρμολογήστε το πλαίσιο

Για να συναρμολογήσουμε το πλαίσιο, κολλήσαμε τους κύβους του πεύκου από νωρίτερα στην κάτω πλάκα περίπου ⅛”μακριά από τις άκρες. Στη συνέχεια, κολλήσαμε ζεστά το αριστερό, το δεξί και το πίσω πάνελ στο κάτω μέρος και τα στηρίγματα του κύβου. Για να τελειώσουμε, γεμίσαμε τυχόν κενά με ζεστή κόλλα. Καλύψαμε ολόκληρη την αριστερή, δεξιά και πίσω επιφάνεια με λευκό χαρτί εκτυπωτή και το κόψαμε στο σωστό μέγεθος χρησιμοποιώντας ένα μαχαίρι x-acto. Χρωματίσαμε το χαρτί μαύρο μόλις κολλήθηκε στο πιάνο και βάψαμε όλα τα πλήκτρα λευκά. Ανατρέξτε στο σχέδιο από το προηγούμενο βήμα για να βρείτε τον προσανατολισμό των κομματιών. Χρησιμοποιώντας ένα τρυπάνι, κάντε την τρύπα για τον διακόπτη σύμφωνα με το διάγραμμα και χρησιμοποιήστε ένα πριόνι για να το κάνετε στο σωστό μέγεθος (⅛”x3/4”).

Βήμα 4: Κωδικοποίηση

Χρησιμοποιήσαμε δύο μονάδες Arduino για τον προγραμματισμό του πιάνου. Ο κωδικός και για τα δύο arduinos είναι παρακάτω:

Πρώτο 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 () {

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο A0

εάν (digitalRead (A0) == HIGH) {

τόνος (8, 440, 100). // αναπαραγωγή τόνου 57 (A4 = 440 Hz)

}

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο Α1

εάν (digitalRead (A1) == HIGH) {

τόνος (8, 494, 100). // αναπαραγωγή τόνου 59 (B4 = 494 Hz)

}

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο Α2

εάν (digitalRead (A2) == HIGH) {

τόνος (8, 523, 100). // αναπαραγωγή τόνου 60 (C5 = 523 Hz)

}

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο Α3

εάν (digitalRead (A3) == HIGH) {

τόνος (8, 587, 100). // αναπαραγωγή τόνου 62 (D5 = 587 Hz)

}

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο Α4

εάν (digitalRead (A4) == HIGH) {

τόνος (8, 659, 100). // αναπαραγωγή τόνου 64 (E5 = 659 Hz)

}

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο A5

εάν (digitalRead (A5) == HIGH) {

τόνος (8, 698, 100). // αναπαραγωγή τόνου 65 (F5 = 698 Hz)

}

καθυστέρηση (10)? // Καθυστερήστε λίγο για να βελτιώσετε την απόδοση προσομοίωσης

}

/*

Δεύτερο 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 () {

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο A0

εάν (digitalRead (A0) == HIGH) {

τόνος (8, 784, 100). // αναπαραγωγή τόνου 67 (G5 = 784 Hz)

}

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο Α1

αν (digitalRead (A1) == HIGH) {

τόνος (8, 880, 100). // αναπαραγωγή τόνου 69 (A5 = 880 Hz)

}

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο Α2

εάν (digitalRead (A2) == HIGH) {

τόνος (8, 988, 100). // αναπαραγωγή τόνου 71 (B5 = 988 Hz)

}

// αν ανιχνευτεί το πάτημα του κουμπιού στο Α3

εάν (digitalRead (A3) == HIGH) {

τόνος (8, 1047, 100). // αναπαραγωγή τόνου 72 (C6 = 1047 Hz)

}

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο Α4

εάν (digitalRead (A4) == HIGH) {

τόνος (8, 1175, 100). // αναπαραγωγή τόνου 74 (D6 = 1175 Hz)

}

// αν εντοπιστεί το πάτημα του κουμπιού στο A5

εάν (digitalRead (A5) == HIGH) {

τόνος (8, 1319, 100). // αναπαραγωγή τόνου 76 (E6 = 1319 Hz)

}

καθυστέρηση (10)?

// Καθυστερήστε λίγο για να βελτιώσετε την απόδοση προσομοίωσης

}

Για να κατεβάσετε τον κώδικα σε κάθε Arduino, συνδέστε έναν σε υπολογιστή, εισαγάγετε τον αντίστοιχο κώδικα στον ιστότοπο https://codebender.cc/ και κατεβάστε τον κώδικα κάνοντας κλικ στην επιλογή "τρέξτε στο arduino". Εάν αυτό δεν λειτουργεί, δοκιμάστε ξανά και βεβαιωθείτε ότι έχετε επαληθεύσει τον κωδικό σας για να αφαιρέσετε τυχόν σφάλματα. Επίσης, θυμηθείτε να επιλέξετε τη σωστή θύρα για το usb.

Βήμα 5: Δοκιμή του κυκλώματος σε ένα Breadboard

Κάναμε ένα σχέδιο του κυκλώματος του πιάνου στο TinkerCAD. Ανατρέξτε σε αυτό το διάγραμμα για να δημιουργήσετε δύο πανομοιότυπα κυκλώματα σε μια φυσική σανίδα με τα υλικά που συγκεντρώσατε στο βήμα 1.

Βήμα 6: Προσάρτηση πλήκτρων/κουμπιών

Πήραμε την ξύλινη σανίδα MDF 1 ίντσας με 1 πόδι και ξεκινήσαμε να κολλάμε τα κλειδιά με ξύλινη κόλλα. Αρχικά, κάναμε σημάδια με μολύβι που πέρασε, το ένα ⅛”μακριά από το ένα άκρο, το ένα ⅜” μακριά από το άλλο άκρο. Στη συνέχεια, εφαρμόσαμε κόλλα στην ανοιχτή πλευρά του μανταλιού και την κολλήσαμε έτσι ώστε η πλευρά του λευκού τμήματος των κλειδιών να ευθυγραμμιστεί με τα κλειδιά. Επαναλάβαμε αυτή τη διαδικασία για τα υπόλοιπα πλήκτρα, τοποθετώντας το ένα δίπλα στο άλλο. Μόλις τελειώσαμε, κόψαμε 2 κομμάτια ξύλου πεύκου ½”x ¾” x ¾”και ένα κομμάτι ξύλου πεύκου ½” x ¾”x ⅞”, για αργότερα.

Φτιάξαμε άλλη ξύλινη σανίδα MDF 1 "επί 10" που χρησίμευσε ως βάση για τα κουμπιά. Τρυπήσαμε τρύπες που αντιστοιχούσαν σε απόσταση από μανταλάκι έως μανταλάκι. Στη συνέχεια, σπρώξαμε τα άκρα του σύρματος μέσω των οπών για κάθε ένα και το λυγίσαμε έτσι ώστε τα κάθετα σύρματα του ενός κουμπιού να απέχουν το ένα από το άλλο και όλα τα άκρα του σύρματος να είναι διατεταγμένα σαν ράγες τρένου. Στη συνέχεια, πήραμε 2 μακριά, μη μονωμένα κομμάτια σύρματος που εκτείνονταν από το 6ο κουμπί έως λίγο πάνω από την άκρη και τα συγκολλήσαμε έτσι ώστε να είναι προσαρτημένα και κάθετα στα άκρα των άκρων του κουμπιού που βρίσκονται πιο κοντά στο κέντρο. Κατά τη συγκόλληση, βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε αρκετό σύρμα για να συνδέσετε κάθε εξάρτημα, αλλά προσπαθήστε να μην το χρησιμοποιήσετε πολύ γιατί θα καταλαμβάνει χώρο στο εσωτερικό του πιάνου.

Βήμα 7: Εγκατάσταση του κυκλώματος

Αφού στερεώσαμε το πλαίσιο, εγκαταστήσαμε τα LED στις οπές και τα στερεώσαμε στη θέση τους με θερμή κόλλα, ενώ συνδέσαμε τα καλώδια και τις αντιστάσεις με τα LED χρησιμοποιώντας κολλητήρι. Καλύψαμε τυχόν χαλαρές συνδέσεις με ηλεκτρική ταινία για να μην συμβεί βραχυκύκλωμα. Βάψαμε την πάνω πλευρά μαύρη όπως και οι άλλες πλευρές.

Τρυπήσαμε δύο τρύπες για τις μπαταρίες στην αριστερή και δεξιά πλευρά του κάτω μέρους ανοίγοντας δύο τρύπες δίπλα -δίπλα. Μετά από αυτό, το πιάνο ήταν έτοιμο για να εγκαταστήσουμε το κύκλωμα. Συγκολλήσαμε τα εξαρτήματα σύμφωνα με το διάγραμμα του breadboard. Βεβαιωθείτε ότι έχετε καλύψει τυχόν ανοικτές συνδέσεις με ηλεκτρική ταινία μετά την ολοκλήρωση της συγκόλλησης.

Βήμα 8: Καλωδίωση των κλειδιών

Σε αυτό το σημείο, τα κινούμενα μέρη του βασικού μηχανισμού ήταν στη θέση τους, οπότε το μόνο που χρειάζεται να γίνει είναι να συνδέσετε τα κλειδιά στο κύκλωμα για να παράγετε ήχο. Ξεκινήσαμε περνώντας ένα σύρμα 3 ιντσών σε κάθε μανταλάκι και το κολλήσαμε σε ένα από τα ηλεκτρόδια στο κουμπί. Παρατάξαμε τα ηλεκτρόδια έτσι ώστε να μπορούμε να συνδέσουμε ένα ηλεκτρόδιο από κάθε κουμπί στη θετική πλευρά και το μέρος με το καλώδιο που περνάει μέσα από το μανταλάκι να είναι η αρνητική πλευρά. Το κύκλωμά μας έμοιαζε με αυτό:

Μόλις τα σύρματα συγκολλήθηκαν μεταξύ τους, κολλήσαμε την κάτω πλάκα με τα κουμπιά πάνω της κάτω από τα κλειδιά. Αυτό το έκανε έτσι ώστε αν πατηθεί ένα από τα πλήκτρα, ένα από τα κουμπιά θα πιεστεί. Έτσι έμοιαζε η ολοκληρωμένη βασική συσκευή.

Τοποθετήστε τη συσκευή κλειδιού σε τρία ξύλινα ξυλοπόδαρα ύψους 1,5”για να ανυψώσετε τα κλειδιά πάνω από το χείλος του μπροστινού πλαισίου.

Βήμα 9: Σφράγιση του σώματος του πιάνου

Με αυτό, ολοκληρώθηκαν τα συστατικά του πιάνου. Ένα πράγμα που έπρεπε να κάνουμε πριν από την τελική συναρμολόγηση ήταν να κολλήσουμε ένα κομμάτι ξύλου πεύκου ¾”x ¾” x 3”πάνω από κάθε τρύπα ηχείων για να παρέχουμε μια προεξοχή για την τοποθέτηση των ηχείων. Κολλήσαμε τα ηχεία στο ξύλο με ένα πιστόλι θερμής κόλλας.

Στη συνέχεια έπρεπε να τοποθετήσουμε το κύκλωμα στο πλαίσιο του πιάνου. Αν και μπορείτε με όποιον τρόπο θέλετε, συνιστούμε να βάλετε το Arduinos κάτω από τη συσκευή κλειδιού και να τοποθετήσετε τα καλώδια πίσω από τα κλειδιά. Στη συνέχεια, για τη στήριξη των κλειδιών, βάζουμε τα ξυλοπόδαρα από ξύλο πεύκου 2 ½”x ¾” x ¾”στα πλάγια (που ήταν κάθετα στο μπροστινό μέρος) ακριβώς δίπλα στα γωνιακά μπλοκ και το κολλήσαμε ζεστά και κολλήσαμε ζεστά το ½” x ¾”x ⅞” ξυλοπόδαρα από πεύκο στη μέση μεταξύ των 2 άλλων ξυλοπόδαρων από πεύκο. Στη συνέχεια, πήραμε τη βασική συσκευή και την τοποθετήσαμε ακριβώς πάνω στα 3 ξυλοπόδαρα από πεύκο. Μόλις κρυφτούν τα καλώδια, κολλήσαμε το πάνω μέρος προς τα αριστερά, δεξιά και πίσω πρόσωπα βάζοντας ζεστή κόλλα στις άκρες. Τέλος, κολλήσαμε το μπροστινό πάνελ στο πιάνο. Το ολοκληρωμένο προϊόν πρέπει να μοιάζει με αυτό:

Ελπίζουμε να σας άρεσε να χτίζετε το ηλεκτροαναλογικό μας πιάνο. Το μόνο που απομένει είναι να αφήσετε τη μουσική να ρέει - μέσα από τα καλώδια του νέου σας πιάνου.

Βήμα 10: Αντανάκλαση

Ένα πράγμα που μας άρεσε στο έργο μας ήταν ότι ήταν πρωτότυπο και θεωρητικά μπορούσε να χρησιμοποιηθεί και να το απολαύσουν όλοι. Αυτό δεν είναι ένα συνηθισμένο στοιχείο προβολής, είναι περισσότερο ένα παιχνίδι που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ψυχαγωγία και μπορεί να φέρει κοντά τους ανθρώπους όπως κάνει η μουσική στην κοινωνία μας.

Ένα πράγμα που θα αλλάζαμε είναι η χρήση κοντύτερων καλωδίων έτσι ώστε να είναι πιο εύκολο να χωρέσει το κύκλωμα μέσα στο πιάνο. Έπρεπε να μπλέξουμε τα κυκλώματα στη συσκευή, οπότε θα ήταν ευκολότερο αν δεν υπήρχαν περιττά μήκη σύρματος που καταλαμβάνουν χώρο. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να αποφευχθεί εάν το κύκλωμα τοποθετηθεί σε πλακέτα κυκλώματος PCB. Αυτό καθιστά το κύκλωμα πιο καθαρό και πιο συμπαγές όπως ακριβώς στο breadboard. Εάν χρησιμοποιούσαμε μια πλακέτα PCB, το κύκλωμα θα είχε λιγότερα καλώδια που καταλαμβάνουν χώρο.

Αν κάναμε αυτό το έργο διαφορετικά, θα επεξεργαστούμε πρώτα τις λεπτομέρειες του κυκλώματος γιατί αυτό ήταν το πιο χρονοβόρο μέρος. Θα ήταν ευκολότερο να σχεδιάσετε το πλαίσιο του πιάνου γύρω από τις δυνατότητες του κυκλώματος παρά να έχετε μια ασαφή ιδέα για το κύκλωμα όταν αρχίσατε να χτίζετε το πλαίσιο πιάνου. Αυτό θα διευκολύνει την ενσωμάτωση του κυκλώματος στο πιάνο αντί να χρειαστεί να υπολογίσετε την καλωδίωση εν κινήσει.