Απλό ηλεκτρονικό πιάνο: 3 βήματα (με εικόνες)

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

Τα ηλεκτρονικά μπορούν να κάνουν ήχους πολύ εύκολα μόνο με μια χούφτα εξαρτημάτων. Δείτε πώς μπορείτε να φτιάξετε ένα απλό πιάνο χρησιμοποιώντας ένα χρονόμετρο 555. Σχεδίασα και δοκίμασα αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιώντας το Tinkercad και στη συνέχεια έχτισα το πραγματικό.

Εδώ είναι όλα όσα θα χρειαστείτε:

• Χρονόμετρο 1 x 555 (Jameco)
• 8 x κουμπιά (Jameco)
• Πυκνωτής 1 x 100 nF (Jameco)
• 1 x ποικιλία αντιστάσεων - 390Ω, 620Ω, 910Ω, 2 x 1kΩ, 1.1kΩ, 1.3kΩ, 1.5kΩ, 6.2kΩ (Jameco)
• 1 x Piezo buzzer (Jameco)
• 22 AWG καλώδιο σύνδεσης (Jameco)
• 1 x υποδοχή μπαταρίας 9V (Jameco)
• 1 x Χωρίς ψωμί χωρίς κόλλα (Jameco)
• Μπαταρία 1 x 9V

Βήμα 1: Ένα μικρό υπόβαθρο

ΕΝΑ (1kΩ) "," πάνω ": 0.3485342019543974," αριστερά ": 0.67578125," ύψος ": 0.08143322475570032," πλάτος ": 0.048828125}, {" noteID ":" NU0SMSRIFJYSKZN "," author ":" joshua.brooks ", κείμενο ":" R_σι (ποικίλλει ανά σημείωση) "," πάνω ": 0.3534201954397394," αριστερά ": 0.3515625," ύψος ": 0.08143322475570032," πλάτος ": 0.3154296875}, {" noteID ":" NTR1FHAIFJYSL0Q "," συγγραφέας ":" joshua.brooks ", "κείμενο": "C (100 nF)", "πάνω": 0.509771986970684, "αριστερά": 0.6787109375, "ύψος": 0.08143322475570032, "πλάτος": 0.048828125}] ">

Κίνδυνος: Υπάρχουν μαθηματικά μπροστά…

Εάν δεν σας ενδιαφέρει πώς λειτουργεί αυτό το πράγμα και θέλετε να το συνδυάσετε αμέσως, προχωρήστε στο επόμενο βήμα.

Αυτό το πιάνο χρησιμοποιεί την ασταθή λειτουργία ενός κοινού ενσωματωμένου κυκλώματος χρονοδιακόπτη 555 για να παράγει τον τόνο που οδηγεί το ηχείο (πιεζοφωνητής). Εάν είστε περίεργοι για το πώς λειτουργεί ένας χρονοδιακόπτης 555 και οι διαφορετικές λειτουργίες διαμόρφωσης, υπάρχει ένα καλό οδηγίες για αυτό εδώ.

Κάθε μουσική νότα έχει μια κύρια συχνότητα, δηλαδή πόσες φορές το δευτερόλεπτο το αντικείμενο που παράγει τον ήχο δονείται μπρος -πίσω ανά δευτερόλεπτο. Η συχνότητα που παράγεται από έναν χρονοδιακόπτη 555 σε στάσιμη λειτουργία βασίζεται στις τιμές του πυκνωτή (C) και δύο αντιστάσεων (R_ΕΝΑ & R_σι). Αυτή η σχέση είναι

Αποφάσισα να το σχεδιάσω έτσι ώστε ο R_ΕΝΑ και το C είναι το ίδιο για όλες τις νότες (R_ΕΝΑ είναι 1kΩ και C είναι 100 nF). Αυτό αφήνει τον R_σι για να δώσετε τον τόνο. Έτσι για οποιαδήποτε συγκεκριμένη συχνότητα,

Ο τρόπος που συνδέεται αυτό το πράγμα, για οποιοδήποτε συγκεκριμένο κουμπί R_σι είναι η τιμή όλων των αντιστάσεων από το κουμπί έως το τέλος της αλυσίδας αντιστάσεων στα δεξιά που προστίθενται μαζί. Itταν λοιπόν θέμα εύρεσης της σωστής αλυσίδας αντιστάσεων για να λειτουργήσει αυτό. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει πώς επιλέχθηκαν οι αντιστάσεις. Ξεκινώντας με την υψηλότερη νότα, R_σι υπολογίστηκε για κάθε νότα και επιλέχθηκαν οι συνήθως διαθέσιμες αντιστάσεις για να προσεγγίσουν το R_σι.

Σημείωση	συχνότητα (Hz)	Rσι (Ω)	Αντίσταση
ντο5	523	13151	1.5kΩ + 1.3kΩ + 620Ω + 1.1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6.2kΩ
ρε5	587	11662	1.3kΩ + 620Ω + 1.1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6.2kΩ
μι5	659	10335	620Ω + 1.1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6.2kΩ
φά5	698	9727	1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
σολ5	784	8611	1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
ΕΝΑ5	880	7617	910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
σι5	988	6731	390Ω + 6,2kΩ
ντο6	1047	6325	6,2kΩ

Λόγω της επιλογής χρήσης κοινών διαθέσιμων αντιστάσεων για την προσέγγιση των επιθυμητών τιμών, οι τόνοι είναι λίγο σβηστοί, αλλά όχι πολύ.

Βήμα 2: Δοκιμάστε πριν αγοράσετε ανταλλακτικά

Πρώτα "έχτισα" αυτό το κύκλωμα στο Tinkercad για να το δοκιμάσω και να σιγουρευτώ ότι όλα λειτούργησαν πριν συνδυάσω το πραγματικό κύκλωμα. Αυτό μου επέτρεψε να δοκιμάσω διαφορετικές τιμές αντιστάσεων και διαμορφώσεις (δωρεάν!) Πριν εγκατασταθώ στο τελικό σχέδιο. Wasμουν ακόμη σε θέση να ακούσω πώς ακούγεται στο πρόγραμμα περιήγησής μου.

Εδώ είναι το πιάνο στο Tinkercad. Πατήστε "Έναρξη προσομοίωσης" για να το δοκιμάσετε.

Βήμα 3: Βάλτε το μαζί

Αφού συλλέξετε τα μέρη από τη λίστα στην αρχή αυτού του Instructable, ήρθε η ώρα να το συνδυάσετε.

Οι μεγάλες σειρές στο πάνω και κάτω μέρος του breadboard προορίζονται για τη σύνδεση ισχύος (+9 βολτ και γείωσης) από την μπαταρία στο υπόλοιπο κύκλωμα. Αυτές οι σειρές συνδέονται ηλεκτρικά σε όλη τη διαδρομή και λειτουργούν ως σύρμα μεταξύ των εξαρτημάτων που πιέζονται στις οπές τους. Τελικά, το μαύρο σύρμα (γείωση) θα συνδεθεί με τη σειρά στο κάτω μέρος και το κόκκινο σύρμα (+9 βολτ) θα συνδεθεί με τη σειρά στο επάνω μέρος. Μην το κάνεις ακόμα. Θα συνδέσετε την μπαταρία τελευταία.

Ομοίως, κάθε στήλη 5 οπών στην κεντρική περιοχή είναι ηλεκτρικά συνδεδεμένη. Έτσι, δύο πράγματα που συνδέονται στην ίδια στήλη συνδέονται σαν να είναι μέσω καλωδίου. Σημειώστε ότι οι στήλες πάνω και κάτω από την κενή περιοχή στη μέση είναι ηλεκτρικά χωριστές.

Ξεκινήστε τοποθετώντας το τσιπ χρονοδιακόπτη 555 στο breadboard. Θα ευθυγραμμιστεί έτσι ώστε η κουκκίδα στο επάνω μέρος της (ένδειξη ακίδας 1) να βρίσκεται κάτω αριστερά όταν την κοιτάτε. Τοποθετήστε το προς τη δεξιά πλευρά του breadboard, έτσι ώστε οι καρφίτσες να αγκαλιάζουν το κενό κανάλι που τρέχει στο κέντρο του breadboard. Πιέστε το προσεκτικά προς τα κάτω με ομοιόμορφη πίεση έως ότου όλες οι ακίδες εισέλθουν στις τρύπες τους και το τσιπ καθίσει επίπεδο στην επιφάνεια της σανίδας.

Οι ακίδες του 555 είναι αριθμημένες 1, 2, 3, 4 στο κάτω μέρος από αριστερά προς τα δεξιά και 5, 6, 7, 8 στο επάνω μέρος από δεξιά προς τα αριστερά. Τρέχουν αριστερόστροφα ξεκινώντας από κάτω αριστερά.

Συνδέστε τον πείρο 2 στον πείρο 6 του 555 χρησιμοποιώντας ένα κατάλληλο μήκος καλωδίου σύνδεσης. Μπορείτε να το δείτε ως το πράσινο καλώδιο στις παραπάνω εικόνες. Συνδέστε τον πείρο 1 στη σειρά γείωσης στο κάτω μέρος. Συνδέστε τους πείρους 4 και 8 στη σειρά +9 βολτ στο επάνω μέρος του πίνακα.

Λυγίστε προσεκτικά τα καλώδια μιας από τις αντιστάσεις 1kΩ (καφέ-μαύρο-κόκκινο) και συνδέστε το μεταξύ του πείρου 7 του 555 και της σειράς +9 volt στο επάνω μέρος.

Συνδέστε τον πυκνωτή μεταξύ των ακίδων 1 και 2 του 555.

Εάν ο πιεζοηλεκτρικός βομβητής που έχετε έχει καλώδια με δυνατότητα κάμψης, τότε συνδέστε το θετικό (κόκκινο) σύρμα στην ακίδα 3 του χρονοδιακόπτη 555. Συνδέστε το αρνητικό (μαύρο) καλώδιο στη σειρά γείωσης στο κάτω μέρος. Διαφορετικά, εάν το πιεζό σας έχει άκαμπτες καρφίτσες, τοποθετήστε το πάνω από το ψωμί προς τα δεξιά του 555 με τον αρνητικό πείρο κάπου στη σειρά γείωσης. Εντοπίστε πού θα συνδεθεί ο θετικός πείρος με το breadboard και βάλτε ένα καλώδιο σύνδεσης για να συνδέσετε αυτήν τη στήλη με τον πείρο 3 του 555. Στη συνέχεια, πιέστε το πιεζό στη θέση του.

Τώρα, για τα κουμπιά. Ξεκινήστε βάζοντας ένα μικρό καλώδιο σύνδεσης μεταξύ του πείρου 7 του 555 και κάποιας στήλης στα αριστερά (δείτε το πορτοκαλί σύρμα στην παραπάνω εικόνα). Εντοπίστε την αντίσταση 6,2kΩ (μπλε-κόκκινο-κόκκινο) και συνδέστε την μεταξύ του άλλου άκρου αυτού του καλωδίου σύνδεσης και μιας άλλης στήλης στα αριστερά.

Τοποθετήστε ένα από τα κουμπιά ώθησης έτσι ώστε να απλώνεται στο κανάλι στη μέση της σανίδας ψωμιού με τον πάνω δεξιά πείρο στην ίδια στήλη με την αντίσταση. Σπρώξτε το προσεκτικά στη θέση του, έτσι ώστε να είναι πλήρως τοποθετημένο στο ψωμί. Συνδέστε ένα καλώδιο σύνδεσης κατάλληλου μήκους μεταξύ του κάτω δεξιού πείρου του κουμπιού και του πείρου 2 του 555.

Τώρα ήρθε η ώρα για μια γρήγορη δοκιμή! Συνδέστε το μαύρο καλώδιο της υποδοχής μπαταρίας στην κάτω (γείωση) σειρά και το κόκκινο σύρμα στην επάνω σειρά (+9 volt). Συνδέστε την μπαταρία στην υποδοχή μπαταρίας. Δοκιμάστε να πατήσετε το κουμπί και θα ακούσετε έναν τόνο! Εάν δεν ακούτε ήχο, ελέγξτε ξανά όλες τις συνδέσεις σας, βεβαιωθείτε ότι η μπαταρία είναι καλή και δοκιμάστε ξανά. Μετά από αυτήν τη δοκιμή, αποσυνδέστε την μπαταρία.

Τώρα καθένα από τα υπόλοιπα κουμπιά προστίθεται από δεξιά προς αριστερά. Συνδέστε την αντίσταση από τη στήλη της προηγούμενης αντίστασης στο σημείο που θα βρίσκεται το επόμενο κουμπί (4 σειρές προς τα αριστερά στις παραπάνω εικόνες). Τοποθετήστε το επόμενο κουμπί στη θέση του με την επάνω δεξιά ακίδα στο άλλο άκρο της αντίστασης. Συνδέστε ένα μικρό καλώδιο σύνδεσης μεταξύ του κάτω αριστερού πείρου αυτού του κουμπιού και του κάτω αριστερού πείρου του κουμπιού στα δεξιά. Κάντε αυτό για όλα τα κουμπιά. Οι αντιστάσεις κατά σειρά από δεξιά προς τα αριστερά θα είναι:

• 390Ω (πορτοκαλί-λευκό-καφέ)
• 910Ω (λευκό-καφέ-καφέ)
• 1kΩ (καφέ-μαύρο-κόκκινο)
• 1.1kΩ (καφέ-καφέ-κόκκινο)
• 620Ω (μπλε-κόκκινο-καφέ)
• 1.3kΩ (καφέ-πορτοκαλί-κόκκινο)
• 1.5kΩ (καφέ-πράσινο-κόκκινο)

Αφού είναι όλες οι αντιστάσεις και τα κουμπιά στη θέση τους, συνδέστε ξανά την μπαταρία και ξεκινήστε να παίζετε!