Αυτόματο MIDI Xylophone: 6 βήματα (με εικόνες)

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

Σε αυτό το διδακτικό θα διερευνήσουμε τον τρόπο με τον οποίο οι σωληνοειδείς πυρκαγιάς χρησιμοποιούν σήματα Arduino Uno και MIDI. Μια από τις καλύτερες εφαρμογές για αυτό είναι η κατασκευή ενός αυτοματοποιημένου ξυλόφωνου. Παρόλο που αυτό είναι μόνο ένας οδηγός, ο κωδικός Arduino και τα ηλεκτρικά σχήματα θα παρέχονται.

Πριν προσπαθήσετε να αντιμετωπίσετε αυτό το έργο θα πρέπει να έχετε:

• Βασικές δεξιότητες ξυλουργικής
• Δεξιότητες συγκόλλησης
• Κατανόηση της πλατφόρμας Arduino
• Πολυ υπομονη.

Ανταλλακτικά και υλικά μπορείτε να βρείτε στον προμηθευτή της επιλογής σας, αλλά αν είστε νέοι στον κόσμο των ηλεκτρονικών προτείνεται να χρησιμοποιήσετε το Adafruit για να αγοράσετε τα ανταλλακτικά σας.

Λίστα μερών. (Σημείωση: Διαφορετικές αποκλίσεις στο ξυλόφωνο που αγοράζετε μπορεί να οδηγήσουν σε επιπλέον ή/και διαφορετικά μέρη)

• 16 κλειδί Ξυλόφωνο
• MIDI Jack
• Arduino Uno R3
• Arduino Dev. Ασπίδα
• MCP23017 I2C επέκταση
• 6N136 Optocoupler υψηλής ταχύτητας
• Mini 12V ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες - x16
• Δίοδος 1N4007 - x17
• Αντίσταση 470 ohm - x2
• Αντίσταση 1K ohm - x17
• Αντίσταση 10K ohm
• C1815 NPN τρανζίστορ
• C4811 τρανζίστορ Darlington ή τρανζίστορ TIP120 - x16
• Καρφίτσες και υποδοχές κεφαλίδας
• 12V - Τροφοδοσία. (Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες μπορούν να πάρουν αρκετή ισχύ, προτείνω παροχή 10Α)
• LED (Προτίμηση χρώματος της επιλογής σας)
• Πείρος ντουλάπας 3/4 ιντσών - 6 πόδια
• Κόντρα πλακέ 3/4 ιντσών ή MDF
• Perfboard
• Καλώδιο διασύνδεσης USB σε MIDI (εάν ελέγχεται από υπολογιστή)
• Βίδες μεγέθους 4mm m2 - x32
• m2 επίπεδες ροδέλες - x32
• Σύρμα
• Διάφορες ξύλινες βίδες

Λίστα εργαλείων (Σημείωση: Αυτό το έργο απαιτεί κατασκευή ξύλου και συνιστώνται επιπλέον εργαλεία ξυλουργικής.)

• Συγκολλητικό σίδερο
• Συρματόσχοινα
• Κατσαβίδια.
• Πένσα
• Πυροβόλο θερμό κόλλα
• Υπερκόλλα
• Τρυπάνι.
• Τρυπάνια. (3/4 ιντσών φτυάρι και κομμάτια για πιλοτικές τρύπες)
• Εργαλείο μέτρησης (χρησιμοποίησα ευθεία άκρη.)
• Μολύβι.
• Λεπτό πριόνι

Προαιρετικά Εργαλεία

• Εργαλείο αποκόλλησης (εάν είστε νέος στη συγκόλληση)
• Τσιμπιδακι ΦΡΥΔΙΩΝ

Βήμα 1: Καλωδίωση του ελεγκτή Midi

Το πρώτο βήμα είναι η συναρμολόγηση του ελεγκτή MIDI.

Για αυτό θα χρειαστείτε:

• MIDI Jack
• Arduino Dev. Ασπίδα
• MCP23017 I2C επέκταση
• 6N136 Optocoupler υψηλής ταχύτητας
• Δίοδος 1N4007 - x1
• Αντίσταση 470 ohm - x2
• Αντίσταση 1K ohm - x1
• Αντίσταση 10K ohm
• C1815 NPN τρανζίστορ
• Καρφίτσες και υποδοχές κεφαλίδας
• LED
• Σύρμα

Το κύκλωμα MIDI μπορεί να φαίνεται τρομακτικό στους αρχάριους, αλλά στην πραγματικότητα είναι αρκετά απλό. Εάν ακολουθήσετε το προβλεπόμενο σχηματικό σχήμα, δεν θα έχετε κανένα πρόβλημα.

Η τοποθέτηση εξαρτημάτων θα είναι κρίσιμη. Είναι εύκολο να ξεμείνετε από το δωμάτιο αρκετά γρήγορα, οπότε χρησιμοποιήστε την παρεχόμενη εικόνα του τελικού χειριστηρίου ως οδηγό. Υπάρχουν πολλές διατάξεις που θα λειτουργήσουν για αυτό το βήμα, οπότε αν παίζετε με την τοποθέτηση μπορεί να βρείτε έναν τρόπο που λειτουργεί καλύτερα για εσάς.

Όλα θα έχουν κοινό σημείο σε αυτό το έργο. που θα είναι σημαντικό στο επόμενο βήμα.

Δεδομένου ότι δουλεύουμε με τροφοδοτικό 12 βολτ, ηλεκτρομαγνητικά βολτ 12 βολτ και 12 βολτ είναι εντός του αποδεκτού εύρους για την τροφοδοσία ενός Arduino, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το ίδιο τροφοδοτικό για όλα.

Εάν είστε νέοι στη συγκόλληση, σας προτείνω να διαβάσετε τον οδηγό της Adafruit για συγκόλληση και να εξασκηθείτε σε κάποια σανίδα πριν συνεχίσετε με αυτό το έργο.

Ομοίως, αν είστε νέοι στην ανάγνωση σχηματικών, τώρα θα ήταν μια καλή στιγμή για να διαβάσετε κάποια σύμβολα και πολικότητα. Το All About Circuits είναι ένας υπέροχος πόρος για αυτό.

Βήμα 2: Καλωδίωση των κυκλωμάτων ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας

Στη συνέχεια θα προχωρήσουμε στο κύκλωμα ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας.

Για αυτό το βήμα θα χρειαστείτε:

• 1 Δίοδος 1N4007 - x16
• Αντίσταση 1K ohm - x16
• Τρανζίστορ Darlington ή τρανζίστορ TIP120 - x16
• Καρφίτσες και υποδοχές κεφαλίδας
• Σύρμα

Το ηλεκτρομαγνητικό κύκλωμα είναι πολύ λιγότερο εκφοβιστικό. Επειδή αυτά τα κυκλώματα θα είναι αρκετά μικρά, είναι μια καλή στιγμή να χρησιμοποιήσετε μερικά παλιοσίδερα, αν τα έχετε ξαπλωμένα. Θα χρειαστεί να φτιάξετε 16 από αυτά. Στο παράδειγμα της φωτογραφίας έγιναν 4 κυκλώματα ανά σανίδα και λειτούργησαν τέλεια.

Θυμηθείτε να συνδέσετε τα καλώδια γείωσης των ηλεκτρομαγνητικών κυκλωμάτων σας στο ίδιο επίπεδο γείωσης στο οποίο βρίσκεται το Arduino σας.

Όλα στο παράδειγμα είναι αρθρωτά, επομένως οι κεφαλίδες και οι υποδοχές χρησιμοποιήθηκαν για να κάνουν τον έλεγχο πιο βολικό. Ωστόσο, εάν θέλετε να εξοικονομήσετε μερικά δολάρια, μπορείτε να κολλήσετε τα καλώδια απευθείας στις σανίδες.

Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες που χρησιμοποιήθηκαν στο παράδειγμα ήρθαν με 2 ακροδέκτες JST από το εργοστάσιο. Ενώ καμία θύρα JST δεν ήταν βολική στη δική μου εργαλειοθήκη, μερικοί τυχαίοι σύνδεσμοι ορθής γωνίας συνδυάστηκαν όμορφα με αυτούς. Μια άλλη καλή χρήση απορριμμάτων.

Βήμα 3: Δημιουργία πλαισίου

Το τρίτο και μεγαλύτερο βήμα στη διαδικασία είναι η συναρμολόγηση του πλαισίου.

Θα χρειαστείτε:

• 16 κλειδί Xylophone Mini 12V
• Πείρος ντουλάπας 3/4 ιντσών - 6 πόδια
• Κόντρα πλακέ 3/4 ιντσών ή MDF
• Διάφορες ξύλινες βίδες

Το πλαίσιο είναι η πρώτη περιοχή όπου θα είστε κυρίως μόνοι σας. Οι πιθανότητες είναι ότι δεν θα έχετε το ίδιο ξυλόφωνο που χρησιμοποιούσα και οι μετρήσεις σας θα είναι διαφορετικές από τις δικές μου. Αλλά μην φοβάστε, θα δώσω όσο το δυνατόν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη διαδικασία σχεδιασμού.

Πρώτα πήρα τις 3 μετρήσεις του ξυλόφωνού μου:

• Υψος
• Μήκος
• Πλάτος χαμηλής πλευράς οκτάβας (το ευρύτερο σημείο)

Στη συνέχεια έκοψα ένα ορθογώνιο από κόντρα πλακέ. το μήκος του ορθογωνίου σας πρέπει να ταιριάζει με το πλάτος του ξυλόφωνου. Το ύψος θα πρέπει να σας δίνει αρκετό χώρο για να σηκώσετε το ξυλόφωνό σας αρκετές ίντσες από όποια επιφάνεια και αν το τοποθετήσετε. Θα πρέπει επίσης να δίνει αρκετό χώρο στο κέντρο της μπάρας σας για να στεγάσει τα σωληνοειδή και τα κυκλώματα τρανζίστορ.

Αφού έκοψα τα ορθογώνια μου έκοψα μια από τις γωνίες της καθεμιάς για να τους δώσω ένα ωραίο σχήμα. Αυτό το βήμα είναι προαιρετικό, αλλά αν θέλετε να κάνετε το ίδιο σημάδι από εκεί που η αρχή της γωνίας θα είναι ευθυγραμμισμένη με τα πλήκτρα του ξυλόφωνού μου και θα κοπεί στο επάνω κέντρο. Και οι δύο πλευρές πρέπει να είναι πανομοιότυπες μεταξύ τους.

Έσφιξα τις δύο πλευρές μαζί και χρησιμοποίησα ένα φτυάρι 3/4 ιντσών για να ανοίξω τρύπες που θα μου επέτρεπαν να βάλω τον πείρο μου.

Αφού τελείωσε, έκοψα άλλα 2 κομμάτια κόντρα πλακέ ως στηρίγματα για να συγκρατήσω το ξυλόφωνο (παρόμοιο με τους πείρους στο ράφι). Ο τύπος που χρησιμοποίησα για να μεγεθύνω τα υποστηρίγματα εξηγείται παρακάτω.

Διαστάσεις υποστήριξης:

• Υποστήριξη ξυλόφωνου 1 (ightψος = 1 ίντσα, Μήκος = Πλάτος χαμηλής οκτάβας πλευράς ξυλόφωνου)
• Υποστήριξη ξυλόφωνου 2 (ightψος = 1 ίντσα, Μήκος = Πλάτος υψηλής πλευράς οκτάβας ξυλόφωνου)

Κόλλησα και βίδωσα τα στηρίγματα στο πλαίσιο φροντίζοντας να κρατούν το επίπεδο του ξυλόφωνου μου. Έκοψα τη ντουλάπα μου στη μέση και έσπρωξα τα 2 κομμάτια στις τρύπες τους. Έλεγξα τη βασική εφαρμογή όλων και το κόλλησα μεταξύ τους. Αφού στεγνώσει η κόλλα, έκοψα τα επιπλέον κομμάτια ντουλάπας ντουλάπας και τα τρίψαμε στα πλάγια.

Το κεντρικό μπαρ είναι το πιο δύσκολο και σημαντικό μέρος. Πρέπει να είναι απόλυτα ευθεία και θα πρέπει να αφήσετε ένα σχεδόν τέλειο κενό μεταξύ της κεντρικής μπάρας και των κλειδιών. Πολύ μεγάλο κενό και οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες σας δεν θα έχουν επαφή, πολύ λίγο κενό και το ξυλόφωνό σας δεν θα ακούγεται σωστά.

Έκοψα την κεντρική μπάρα για να χωρέσει σφιχτά ανάμεσα στις δύο πλευρές του ξυλόφωνου. Τρίψω, μέτρησα και επανέλαβα αυτό το βήμα έως ότου η κεντρική μπάρα μου ήταν όσο πιο ευθεία μπορούσα. Στη συνέχεια τοποθέτησα ένα περιοδικό πάχους 4 χιλιοστών απευθείας στα πλήκτρα του ξυλόφωνού μου και το χρησιμοποίησα ως οδηγό για να κρατήσω την κεντρική μπάρα ακριβώς εκεί που έπρεπε. Χρησιμοποίησα 2 βίδες σε κάθε πλευρά για να κρατήσω τη κεντρική ράβδο στη θέση της.

Συγχαρητήρια, τελειώσατε με το κάδρο!

Βήμα 4: Τοποθέτηση των σωληνοειδών

Το βήμα 4 συνδέει τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες στην κεντρική γραμμή.

Θα χρειαστείτε:

• Mini 12v ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες - x16
• Βίδες μεγέθους 4 mm m2 - x32
• m2 επίπεδες ροδέλες - x32
• Διάφορες ξύλινες βίδες
• Χειροποίητα ξυλάκια

Το πώς τοποθετείτε τις σωληνοειδείς σας εξαρτάται από το ξυλόφωνό σας. Τοποθέτησα ένα χειροποίητο μπαστούνι, καθώς τόσα πολλά κλειδιά θα χωρούσαν και σημείωναν περιοχές όπου οι ηλεκτρομαγνητικές μου βρύσες χτυπούσαν τη μέση κάθε κλειδιού ξυλόφωνου. Η απόσταση κατέληξε να είναι 4 σωληνοειδή ανά στικ χειροτεχνίας.

Οι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες που χρησιμοποιήθηκαν στο παράδειγμα ήταν προ-χτυπημένες για βίδες μεγέθους Μ2. Μια βίδα M2 4mm με μια επίπεδη ροδέλα M2 στερεώνει τέλεια τη σωληνοειδή στο στικ του σκάφους. Τρύπησα προ-τρύπες για τις βίδες και στερέωσα σφιχτά τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες στα ξυλάκια.

Έκοψα στη συνέχεια μερικά ακόμα ξυλάκια και τα κόλλησα στο πίσω μέρος της διάταξης μου. αυτό έκανε δύο πράγματα. Πρώτα απέδωσε την διάταξη της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας αρκετά μακριά από την κεντρική ράβδο, ώστε οι βιδωτές κεφαλές Μ2 που τοποθετήθηκαν στο πίσω μέρος των ηλεκτρομαγνητικών σωληνοειδών να μην κάθονται στην κεντρική δοκό. Δεύτερον, έδωσε στη σωληνοειδή διάταξη μια πιο σταθερή σύνδεση παρέχοντας περισσότερο υλικό για βίδα.

Για να προσαρτήσω τη διάταξη στην κεντρική δοκό, απελευθέρωσα το διάστημα με την ευθυγράμμιση της σωληνοειδούς διάταξης στο σημείο που θα έπρεπε να είναι. έσπρωξα χειροκίνητα τα βύσματα της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας για να είμαι σίγουρος ότι όλοι θα χτυπούσαν ομοιόμορφα τα πλήκτρα ξυλόφωνου. και στη συνέχεια χρησιμοποίησε μικρές ξύλινες βίδες για να το στερεώσετε στην κεντρική μπάρα.

Βήμα 5: Κωδικοποίηση του Arduino και Κατανόηση του MIDI

Για να προγραμματίσετε το Arduino θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε το πιο πρόσφατο Arduino IDE και να μάθετε πώς να κάνετε κάποια βασικά πράγματα, όπως να ανεβάσετε στο Arduino σας και να εγκαταστήσετε Βιβλιοθήκες. Υπάρχουν πολλοί οδηγοί στο Διαδίκτυο για το πώς να το κάνετε αυτό και η διαδικασία δεν ταιριάζει στο πεδίο αυτής της κατασκευής.

Μόλις αισθανθείτε άνετα χρησιμοποιώντας το Arduino IDE, θα χρειαστείτε τις ακόλουθες Βιβλιοθήκες.

• Βιβλιοθήκη Arduino MIDI
• Βιβλιοθήκη Adafruit MCP23017

Αφού εγκαταστήσετε αυτές τις βιβλιοθήκες, κατεβάστε τον κώδικα από αυτό το διδακτικό και αντιγράψτε και επικολλήστε στο Arduino IDE.

Χωρίς να επισυνάψετε τον πίνακα MIDI που δημιουργήσατε, ανεβάστε τον κώδικα στο Arduino. Μόλις ανέβει ο κώδικας συνδέστε τα πάντα, πατήστε το κουμπί επαναφοράς στο Arduino και ελέγξτε ότι όλα λειτουργούν όπως πρέπει.

ΣΗΜΕΙΩΣΗ*

Διαφορετικά ξυλόφωνα έχουν διαφορετικές ρυθμίσεις σημειώσεων, οπότε ο ακριβής κώδικας που έγραψα μπορεί να μην λειτουργεί σωστά για το ξυλόφωνό σας. Αλλά αυτό είναι μια εύκολη λύση. Ανατρέξτε σε αυτό το διάγραμμα σημειώσεων MIDI και αλλάξτε τον αριθμό σημείωσης στον κωδικό Arduino για να αντιστοιχούν στις σημειώσεις του ξυλόφωνου σας.

Για αναφορά, οι σημειώσεις που έχω προεπιλέξει είναι οι εξής:

• 79 - Γ
• 77 - ΣΤ
• 76 - Ε
• 74 - Δ
• 72 - Γ
• 71 - Β
• 69 - Α
• 67 - Γ
• 65 - ΣΤ
• 64 - Ε
• 62 - Δ
• 60 - Γ - Μέση Γ
• 59 - Β
• 57 - Α
• 55 - Γ
• 53 - ΣΤ

Βήμα 6: Το πρόγραμμα μουσικής

Το πρόγραμμα που βλέπετε στο βίντεο είναι το Guitar Pro 6. Δεν είναι πολύ ακριβό, αλλά είναι εύκολο στη χρήση και μπορεί να βγάλει MIDI ακριβώς όπως το θέλω. Ένα άλλο ωραίο χαρακτηριστικό του GP6 είναι ότι μπορείτε να προσθέσετε staccato σε ένα ολόκληρο κομμάτι, το οποίο βοηθά το ξυλόφωνο να ακούγεται καλύτερα, αφήνοντας τις νότες πρόωρα.

Η επόμενη σημαντική λεπτομέρεια είναι ότι το ξυλόφωνο μου είναι μόνο 2 οκτάβες φυσικών νότες. σημαίνει ότι δεν μπορεί να παίξει αιχμηρά ή επίπεδα.

Εάν έχετε δημιουργήσει αυτό το έργο, μπορείτε να κατεβάσετε ελεύθερα το θέμα Tetris που έχω συμπεριλάβει σε αυτήν τη σελίδα.