Shamol bilan boshqariladigan MIDI asbobini yarating: 5 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Ushbu loyiha Malaga universiteti telekommunikatsiya maktabining BEng Electronics Engineering 4 -kurs moduli "Creative Electronics" ga topshirildi.

Asl g'oya ancha oldin tug'ilgan, chunki mening turmush o'rtog'im Aleksandro umrining yarmidan ko'pini nay chalish bilan o'tkazgan. Shunday qilib, u elektron shamol asbobining g'oyasini o'ziga jalb qildi. Demak, bu bizning hamkorlik mahsuli; Bu yondashuvning asosiy yo'nalishi basslar klarnetiga o'xshash estetik jihatdan sog'lom tuzilishga ega bo'lish edi.

Demo:)

Ta'minotlar

• Arduino taxtasi (biz Arduino Leonardoga asoslangan SAV MAKER I ishlatardik).
• MP3V5010 havo bosimi sensori.
• Kuchlanish o'lchagichi, FSR07.
• Rezistorlar: 4K7 ning 11 tasi, 3K9 ning 1 tasi, 470K ning 1 tasi, 2M2 ning 1 tasi, 100K ning 1 tasi.
• Bitta potentsiometr 200K.
• 33pF bo'lgan bitta sopol kondansatör.
• 10uF va 22uF ikkita elektrokondensator.
• Bir LM2940.
• Bir LP 2950.
• Bir LM324.
• Bitta MCP23016.
• 30x20 teshikli bitta teshikli taxta.
• 30 pinli sarlavhalar, ham ayol, ham erkak (bitta jinsi Arduino uchun, ikkinchisi kepka uchun).
• Bir juft HD15 ulagichi, ham erkak, ham ayol (lehim stakanlari bilan).
• Do'stingizning issiqlik o'tkazmaydigan trubkasi va izolyatsion tasmasini qarzga oling. Qora tanlangan.
• Ikkita 18650 Li-ion batareyasi va ularning batareya ushlagichi.
• Kalit.
• Arduino USB kabeli.
• Hech bo'lmaganda 11 tugma, agar siz sifatli his qilishni xohlasangiz, biznikidan foydalanmang.
• Qandaydir korpus yoki korpus. Taxminan bir kvadrat metrli yog'och taxta etarli bo'ladi.
• Yarim metrli PVX quvurlar, 32 mm tashqi.
• Oldingi quvur uchun 67 darajali PVX qo'shma.
• 40 mm dan 32 mm gacha bo'lgan bitta PVX pasayishi (tashqi).
• 25 mm dan 20 mm gacha bo'lgan bitta PVX pasayishi (tashqi).
• Betadinning bo'sh shishasi.
• Alto -saksofon uchun og'iz bo'shlig'i.
• Alto saksofonli qamish.
• Alto saksafon ligaturasi.
• Bir oz ko'pik.
• Ko'p simlar (audio sim tavsiya etiladi, chunki u qizil-qora juftlikda bo'ladi).
• Ba'zi vintlardek.
• Mat qora spreyi bo'yoq.
• Matli spreyi lak.

1 -qadam: tanasi

Birinchidan, tananing bir qismi sifatida PVX quvur tanlandi. Siz boshqa diametrni tanlashingiz mumkin, lekin biz tashqi diametri 32 mm va uzunligi 40 sm ni tavsiya qilamiz, chunki bu o'lchovlar biz uchun qulay edi.

Quvurni qo'lingizga olganingizdan so'ng, tugmalar uchun belgi joylashtiring. Bu barmoqlarning uzunligiga bog'liq. Belgilangan belgilar bilan har bir tugma uchun mos keladigan teshikni burang. Biz burg'ilashdan boshlashni tavsiya qilamiz va teshikni burg'ulash uchun ishlatiladigan diametrni oshirib olamiz. Bundan tashqari, matkapdan oldin burindan foydalanish barqarorlikni yaxshilashi mumkin.

Keyinchalik bosim o'lchagich va havo bosimi sensori ulanishi uchun siz ulanmagan to'rtta simni kiritishingiz kerak; bu bo'lak (tanasi) va bo'yni 67 graduslik birlashtiruvchi quvur bilan yopishtirilgan. Bu quvur zımparalanib, qora rangga bo'yalgan.

Bu qismni oyoq bilan birlashtirish uchun biz 40 mm dan 32 mm gacha (tashqi diametrli) PVX qisqaruvchi biriktirgichdan foydalanganmiz. Bog'lanishni mustahkamlash uchun to'rtta yog'och vint qo'shildi. Reduktsiya bo'g'ini va korpus o'rtasida biz barqarorlikni ta'minlash uchun matkap qildik va kengroq vintni kiritdik. Quvurlarni ulashdan oldin burg'ulashni tavsiya qilamiz; aks holda, buzilish kafolatlanadi.

Keyingi qadam - simlarni tugmachalarning terminallariga lehimlash, uzunlikni pastgacha o'lchash va ulanishning mahkam bo'lmasligi uchun qo'shimcha uzunlikni saqlash. Quvur zımparalanib, qora rangga bo'yalganidan so'ng (biz mat qora purkagichdan foydalanganmiz; quyosh nuri ostida yaxshi ko'rinmaguncha, xohlaganingizcha ko'p qatlam bering), tugmachalarni yuqoridan pastga qarab kiriting va ularning har birini belgilang. Kabellar uchun ikki xil rangdan foydalanishni tavsiya etamiz (masalan, qora va qizil); Hammasi bir pim bilan erga ulanganligi sababli, biz qora kabelni bo'sh qoldirdik va faqat qizil kabellarni belgilab qo'ydik. Tugmalar qora izolyatsion lenta yordamida yopilgan, ular tashqi ko'rinishiga mos kelishi va yiqilmasdan yaxshi joylashishi uchun.

Lehim HD15 ayol ulagichi (chashka chashka ko'p yordam beradi), 4 -qadamda (yoki o'zingizniki) ko'rsatilgan sxemadan foydalanib, maydonlarni birlashtiring. Shuni esda tutingki, issiqlik o'tkazmaydigan quvurlar qisqa tutashuvlarga nisbatan ishonchli ishonchni ta'minlaydi.

2 -qadam: oyoq dizayni

Ushbu dizayn uchun ishlatiladigan sxema, o'z ildizida, juda oddiy. Ikkita lityum batareyalar ketma-ket LDO (past tushadigan) voltaj regulyatorini oziqlantiradi, u 5V kuchlanishdan to kontaktlarning qolgan qismiga etkazib beradi. LM324 operatsion kuchaytirgichlari havo bosimi sensori dinamik diapazonini (MP3V5010, 0,2 dan 3,3 voltsgacha) va bosim o'lchagichining (salbiy qiyalik o'zgaruvchan qarshilik) xatti -harakatlarini Arduino platasining analog kirishiga moslashtirishga xizmat qiladi. 5 volt). Shunday qilib, birinchisi uchun sozlanishi daromadning inverteri bo'lmagan (1 <G <3), ikkinchisiga esa kuchlanish taqsimlagichi va izdoshi ishlatiladi. Bular kuchlanishning mos kelishini ta'minlaydi. Ushbu qurilmalar haqida qo'shimcha ma'lumot olish uchun bu erga va u erga bosing. Bundan tashqari, LP2950 MP3V5010 -ga olinishi kerak bo'lgan 3,3 voltsli ma'lumotni beradi.

FSR (Force Sensing Resistor) seriyasining har qanday modeli etarli bo'ladi va 04 eng chiroyli bo'lsa -da, biz qimmatli qog'ozlar chiqarilishi sababli 07 -dan foydalanganmiz. Bu datchiklar egilish kuchiga qarab elektr qarshiligini o'zgartiradi va biz ularni butun yuzasi bo'ylab bosilganda bunday qilmasligini tajribada sinab ko'rdik. Bu dastlab biz bo'lak qo'yadigan joy tufayli xato edi, lekin qabul qilingan yechim yaxshi ish qildi va to'rtinchi bosqichda tushuntiriladi.

Kengashning asosiy qismlaridan biri bu MCP23016. Bu kodning murakkabligini (va, ehtimol, simlarni) kamaytirish uchun foydali deb o'ylagan 16 bitli I2C I/O Expander. Modul faqat o'qish uchun 2 baytli registr sifatida ishlatiladi; u har qanday registr qiymatlari o'zgarganda, oltinchi pinida uzilish hosil qiladi ("0" mantig'ini majburlaydi va shuning uchun "1" mantig'ini o'rnatish uchun tortish qarshiligi kerak bo'ladi). Arduino bu signalning qiyaligi bilan ishga tushirilishi uchun dasturlashtirilgan; Bu sodir bo'lgandan so'ng, u ma'lumotni so'raydi va eslatmaning to'g'riligini bilish uchun uni dekodlaydi va agar u saqlasa va undan keyingi MIDI paketini yaratish uchun foydalansa. Har bir tugmachada mos ravishda 5 voltli erga va tortish qarshiligiga (4,7K) ulangan ikkita terminal mavjud. Shunday qilib, bosilganda "0" mantig'i I2C qurilmasi tomonidan o'qiladi va "1" mantig'i bo'shatilgan degan ma'noni anglatadi. RC juftligi (3.9K va 33p) o'zining ichki soatini sozlaydi; 14 va 15 -pinlar mos ravishda SCL va SDA signallari. Bu qurilmaning I2C manzili - 0x20. Qo'shimcha ma'lumot olish uchun ma'lumotlar jadvalini tekshiring.

HD15 ulagichini ulashda biz ishlatgan ulanish sxemasi, albatta, o'ziga xos emas. Biz buni shunday qildik, chunki biz yaratgan tenglikni yo'naltirish osonroq edi va muhim nuqta tugunlarning aniq ro'yxatini va unga tegishli tugmalarni saqlashda. Aytishga hojat yo'q, lekin men aytaman; tugmalar ikkita terminalga ega. Ulardan biri (aniq bo'lmagan holda) HD15 ulagichidagi tegishli tugunga ulangan, ikkinchisi esa topraklama bilan ulangan. Shunday qilib, barcha tugmalar bir xil erga ega va HD15 ulagichining faqat bitta piniga ulangan. Biz taqdim etayotgan tasvir erkak ulagichning orqa ko'rinishi, ya'ni ayol juftlikning old ko'rinishi. Simlarni ehtiyotkorlik bilan lehimlang, siz uni noto'g'ri ulashni xohlamaysiz, bizga ishoning.

Aniq ko'rinib turibdiki, biz Arduino -ga ulanadigan sxemani ishlab chiqdik. Devor uning ostiga to'g'ri kelishi uchun etarli joy bo'lishi kerak va shuning uchun quti biznikidan kichikroq bo'lishi mumkin. Tavsiya etilgan bino sxemasi quyidagi rasmda keltirilgan. Batareyalar ushlagichini qutining ichki qismiga yopishtirish uchun biz silikondan foydalanganmiz, uning chetini burab qo'yganmiz va vintlardek o'rnatganmiz.

Bu qismni korpus bilan bog'lash uchun biz 40 mm dan 32 mm gacha (tashqi diametrli) PVX qisqaruvchi biriktirgichdan foydalanganmiz. Bog'lanishni mustahkamlash uchun to'rtta yog'och vint qo'shildi. Reduktsiya bo'g'ini va korpus o'rtasida biz barqarorlikni ta'minlash uchun matkap qildik va kengroq vintni kiritdik. Simlarni shikastlamaslik uchun ehtiyot bo'ling.

3 -qadam: og'iz bo'shlig'ini yig'ish

Bu, ehtimol, yig'ilishning eng muhim qismi. Bu faqat birinchi rasmda ko'rsatilgan diagramaga asoslangan. Katta o'lchamli qismi 32 mm (tashqi) PVX trubkaga sig'adigan darajada katta.

Ushbu qismni (bo'ynini) loyihalashda biz MP3V5010 o'rnatish uchun tenglikni ishlatishga qaror qildik, lekin bunga e'tibor bermaslik mumkin. PDF -ga ko'ra, ishlatilgan terminallar 2 (3,3 voltsli besleme), 3 (tuproqli) va 4 (havo bosimi elektr signali). Shunday qilib, PCB -ga buyurtma berilmasligi uchun, ishlatilmaydigan pimlarni kesib tashlashni va simlar tugagandan so'ng komponentni PVX trubkaga yopishtirishni tavsiya qilamiz. Bu biz o'ylashning eng oson yo'li. Bundan tashqari, bu bosim sensori ikkita sezish tugmachasiga ega; siz ulardan birini yopmoqchisiz. Bu uning javobini yaxshilaydi. Biz buni kichkina metall bo'lakni issiqlikni pasaytiradigan trubaga kiritish orqali qildik.

Siz qilmoqchi bo'lgan birinchi narsa, ikkinchi rasmda ko'rsatilgandek, havo bosimi sensori trubkasiga sig'adigan konus shaklidagi bo'lakni topishdir. Bu oldingi diagrammadagi sariq bo'lak. Kichkina matkap yoki ingichka lehimli temir uchi yordamida konusning tepasida tor teshik oching. U mos keladimi -yo'qligini tekshirib ko'ring; agar bo'lmasa, teshik diametri o'sguncha o'sishda davom eting. Bu tugagach, siz oldingisiga mos keladigan bo'lakni topmoqchisiz, uni tashqariga havo oqimiga to'sqinlik qiladi. Haqiqatan ham, siz har qadamda havo muhofazadan chiqmasligini sinab ko'rmoqchisiz; agar shunday bo'lsa, bo'g'imlarga silikon qo'shib ko'ring. Bu keyingi rasmga olib kelishi kerak. Shunday qilib, biz bu maqsadda Betadin shishasidan foydalandik: sariq bo'lak - bu ichki dispenser, uni yopadigan qism - boshidagi kesilgan qopqoq, uni quvur shakliga aylantirish. Kesish issiq pichoq bilan qilingan.

Keyingi qism PVXni 25 (tashqi) dan 20 (ichki) gacha kamaytirish edi. Bu bo'lak allaqachon o'rnatilgan trubkaga yaxshi o'rnatildi, garchi biz uni zımpara qilib, devorlarini yopishtirib, havo oqimiga to'sqinlik qilsak. Hozircha biz bu yopiq bo'shliq bo'lishini xohlaymiz. Diagrammada biz gapiradigan bu to'q sariq rangga to'g'ri keladigan quyuq kulrang. Bu qism qo'shilgandan so'ng, asbobning bo'ynini deyarli tugatishadi. Keyingi qadam - diametri 32 mm (tashqi) PVX trubkadan bir bo'lakni kesib, uning markazida teshikni burab, bosim o'lchagichining simlari chiqib ketishiga imkon beradi. Biz aytgan to'rtta simni keyingi bosqichda ko'rsatilgandek 1 -bosqichda lehimlang va bo'ynini burchakli bo'g'inga yopishtiring (qora rangga bo'yalganidan so'ng, estetik maqsadda).

Oxirgi qadam - og'iz bo'shlig'ini qulay tarzda yopish. Bu vazifani bajarish uchun biz alto -saks qamish, qora izolyatsion lenta va ligaturadan foydalandik. Bosim o'lchagich lentani ishlatishdan oldin, qamish ostida joylashgan; o'lchagichga elektr ulanishlari qora issiqlikni kamaytiruvchi naychalar bilan mustahkamlangan. Bu bo'lak bir muddat o'ynab bo'lgandan keyin bo'shliqni tozalash uchun olinadigan qilib yaratilgan. Bularning barchasini oxirgi ikkita rasmda ko'rish mumkin.

4 -qadam: dasturiy ta'minot

Iltimos, Virtual MIDI pianino klaviaturasini yuklab oling va o'rnating, mana bu havola.

Ushbu qadamni bajarishning mantiqiy usuli quyidagicha: birinchi navbatda, ushbu yo'riqnomada keltirilgan Arduino eskizini yuklab oling va uni Arduino kartangizga yuklang. Endi VMPK -ni ishga tushiring va sozlamalarni tekshiring. Birinchi rasmda ko'rsatilgandek, "Kirish MIDI ulanishi" sizning Arduino kartangiz bo'lishi kerak (bizda Arduino Leonardo). Agar siz Linuxdan foydalanayotgan bo'lsangiz, hech narsa o'rnatishga hojat yo'q, faqat VPMK faylingiz ikkinchi rasmda ko'rsatilgan xususiyatlarga ega ekanligiga ishonch hosil qiling.

5 -qadam: Muammolarni bartaraf etish

Vaziyat 1. Tizim ishlamayapti. Agar Arduino svetodiod yonmasa yoki odatdagidan ko'ra bir oz quyuqroq bo'lsa, iltimos, tizimning to'g'ri quvvatlanganligini tekshiring (6 -holatga qarang).

Vaziyat 2. Tutun borga o'xshaydi, chunki biror narsadan kuygan kabi hid keladi. Ehtimol, biror joyda qisqa tutashuv mavjud (quvvat va sim jabduqlarini tekshiring). Balki har bir komponentga uning haroratini tekshirish uchun (ehtiyotkorlik bilan) tegish kerak; agar u odatdagidan issiqroq bo'lsa, vahima qo'ymang, uni almashtiring.

Vaziyat 3. Arduino tan olinmayapti (Arduino IDE -da). Taqdim etilgan eskizlarni qayta yuklang, agar muammo davom etsa, Arduino kompyuterga to'g'ri ulanganligiga va Arduino IDE sozlamalari sukut bo'yicha o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling. Hech narsa ishlamasa, Arduino -ni almashtirish haqida o'ylang. Ba'zi hollarda, "kompilyatsiya" paytida reset tugmasini bosib, keyin "yuklash" paytida qo'yib yuborish eskizni yuklashga yordam beradi.

Vaziyat 4. Ba'zi kalitlar noto'g'ri ishlayotganga o'xshaydi. Iltimos, qaysi kalit ishlamayotganini ajratib oling. Uzluksizlik testi foydali bo'lishi mumkin yoki siz tugmalarni tekshirish uchun taqdim etilgan eskizdan foydalanishingiz mumkin; tortish qarshiligi to'g'ri lehimlanmagan bo'lishi mumkin yoki tugma noto'g'ri. Agar kalitlar yaxshi bo'lsa, iltimos biz bilan bog'laning.

Vaziyat 5. Men VMPK haqida hech qanday eslatma ololmayman. Arduino kompyuterga to'g'ri ulanganligini tekshiring. Keyin, VMPK -da, 3 -qadamda ko'rsatilgan amallarni bajaring. Agar muammo davom etsa, tugmani asl holatiga qaytaring yoki biz bilan bog'laning.

Vaziyat 6. Elektrni yoqish testi. Keyingi o'lchovlarni bajaring: Arduino qopqog'idan chiqarilgandan so'ng, kalitni yoqing. Qora zondni er piniga joylashtiring (har kim etarli bo'ladi) va qizil tugmachani ishlatib quvvat tugunlarini tekshiring. Batareyaning musbat plastinkasida kamida 7,4 voltsli kuchlanish pasayishi bo'lishi kerak, aks holda batareyalarni zaryadlang. LM2940 ning kirish qismida sxemada ko'rinib turganidek, bir xil kuchlanish pasayishi bo'lishi kerak. Uning chiqishida 5 voltlik pasayish bo'lishi kerak; xuddi shu qiymat LM324 (pin 4), MCP23016 (pin 20) va LP2950 (pin 3) dan kutilmoqda. Oxirgisining chiqishi 3,3 voltsli qiymatni ko'rsatishi kerak.