Avtomatik quvurli qo'ng'iroqlar: 6 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Bu yo'riqnomada men 2006 yilda qurilgan avtomatik quvurli qo'ng'iroqlar to'plamining birinchi prototipini yaratish bo'yicha men bajargan asosiy qadamlar tushuntirilgan. Avtomatik musiqa asboblarining xususiyatlari quyidagilardan iborat: - 12 ta qo'ng'iroq (12 ta quvurli qo'ng'iroq) - Har bir qo'ng'iroq bitta notani o'ynaydi, shuning uchun to'liq oktavani o'ynashi mumkin (C dan Bgacha, shu jumladan, davomiyligi) - U bir vaqtning o'zida 4 tagacha notani o'ynashi mumkin (shuning uchun u 4 ta ohangli ohangni o'ynashi mumkin) - Kompyuterning ketma -ket porti (RS -232 standarti) orqali boshqariladi. boshqaruv bloki qutisi va uchta minoradan iborat. Har bir minora 4 ta qo'ng'iroq va ikkita dvigatelni o'z ichiga oladi, har bir dvigatel to'rtta qo'ng'iroqdan ikkitasini uradi. Barcha minoralar 10 ta simli avtobus orqali boshqaruv bloki qutisiga ulangan. Boshqaruv bloki har bir dvigatelni aniq energiya va tezlik bilan har bir qo'ng'iroqqa urish uchun javobgardir va kompyuterda dasturiy ta'minot yuboradigan yozuvlarni ijro etadi. Ichki qismi uchta taxtadan iborat. Birinchi taxtada Atmel ATMega16 bo'lgan mikrokontroller va RS-232 aloqa elementlari mavjud. Ikkinchisida dvigatel haydovchisining sxemalari, uchinchisida esa dvigatel holatini boshqarish moslamalari mavjud. Bu loyihani tugatishimga deyarli yarim yil kerak bo'ldi. Keyingi bosqichlar umumiy qadamlar bo'lib, loyihaning qurilish jarayonining eng muhim ma'lumotlari, kichik tafsilotlarni rasmlarda ko'rish mumkin. Avtomatik quvurli qo'ng'iroqlar: videoning asosiy sahifasi: avtomatik quvurli qo'ng'iroqlar bosh sahifasi.

1 -qadam: Qo'ng'iroqlar yaratish

Birinchi qadam - qo'ng'iroq qilish uchun yaxshi va arzon materialni topish. Ba'zi do'konlarga tashrif buyurib, bir qancha sinovlarni o'tkazganimdan so'ng, men alyuminiy - bu menga eng yaxshi ovoz sifati va narx munosabatlariga ega bo'lgan material ekanligini aniqladim. Shunday qilib, har biri 1 metr uzunlikdagi 6 bar sotib oldim. Ularning tashqi diametri 1, 6 sm va ichki diametri 1, 5 sm (qalinligi 1 mm) edi. Menga novdalar bo'lgach, har bir notaning chastotasini olish uchun ularni kerakli uzunlikda kesishim kerak edi. Men Internetda qidirdim va o'zim xohlagan chastotalarni olish uchun har bir satrning uzunligini qanday hisoblash mumkinligi haqida juda ko'p qiziqarli ma'lumotlarni taqdim etadigan qiziqarli saytlarni topdim (havolalar bo'limiga qarang). Aytishga hojat yo'q, men qidirayotgan meva har bir notaning asosiy fruktivasi edi va deyarli barcha asboblarda bo'lgani kabi, barlar ham bir vaqtning o'zida boshqa asosiy fruktlarni ishlab chiqaradi. Bu boshqa bir vaqtning o'zida hosil bo'lgan meva - bu asosiy meva mevalaridan ko'p bo'lgan harmonikalar. Bu harmoniklarning soni, davomiyligi va nisbati instruktsiya tembri uchun javobgardir. Keyingi oktavadagi bitta notaning chastotasi bilan bir xil notaning o'zaro bog'liqligi 2 ga teng. Shunday qilib, agar C notaning asosiy chastotasi 261,6 Gts bo'lsa, keyingi oktavadagi C ning asosiy chastotasi 2*261,6 = 523, 25Hz bo'ladi. Biz bilganimizdek, G'arbiy Evropa musiqasi oktavani 12 o'lchovli bosqichga ajratadi (7 ta notaga bo'lingan 12 semiton va 5 ta doimiy nota), oldingi nota chastotasini 2 # (1/12) ga ko'paytirib, keyingi semitonning chastotasini hisoblashimiz mumkin. Biz bilamizki, C chastotasi 261,6 gigagertsli va 2 kontsektsion semitonlar orasidagi nisbat 2 # (1/12) bo'lib, biz barcha eslatmalarni fruktivalarini chiqarishimiz mumkin: QAYD: # belgisi kuch operatorini ifodalaydi. Masalan: "a # 2" "a" bilan bir xil^2" Eslatma Freq 01 C 261,6 Hz 02 Cust 261,6 * (2 # (1/12)) = 277,18 Hz 03 D 277,18 * (2 # (1/12)) = 293, 66 Hz 04 Chang 293, 66 * (2 # (1/12)) = 311, 12 Hz 05 E 311, 12 * (2 # (1/12)) = 329.62Hz 06 F 329, 62 * (2 # (1/12)) = 349.22 Hz 07 Fsust 349.22 * (2 # (1/12)) = 369,99 Hz 08 G 369,99 * (2 # (1/12)) = 391,99 Hz 09 Gsust 391,99 * (2 # (1/12)) = 415,30 Gts 10 A 415,30 * (2 # (1/12)) = 440.00 Hz 11 Asust 440.00 * (2 # (1/12)) = 466, 16 Hz 12 B 466, 16 * (2 # (1/12)) = 493.88 Gts 13 C 493.88 * (2 # (1/12)) = 2 * 261.6 = 523.25 Hz Oldingi jadval faqat ma'lumot uchun mo'ljallangan va chiziqlar uzunligini hisoblash shart emas. Eng muhimi, chastotalar orasidagi bog'liqlik omili: keyingi oktavada bir xil yozuv uchun 2 va keyingi semiton uchun (2 # (1/12). Biz uni chiziqlar uzunligini hisoblash uchun ishlatiladigan formulada ishlatamiz. Men Internetda topgan dastlabki formulalar (havolalar bo'limiga qarang): f1/f2 = (L2/L1) # 2, undan biz har bir satrning uzunligini hisoblash imkonini beradigan formulani osonlikcha chiqarishimiz mumkin. biz hisoblamoqchi bo'lgan va keyingi semiton chastotasini bilmoqchi bo'lgan keyingi eslatmani: f2 = f1 * (2 # (1/12)) f1/(f1 * (2 # (1/12))) = (L2/L1)#2… L1*(1/(2#(1/24))) = L2 formulasi: L2 = L1*(2#(-1/24)) Shunday qilib, bu formuladan biz qo'ng'iroq uzunligini aniqlashimiz mumkin. Keyingi semiton o'ynaydi, lekin bizga birinchi notani ijro etuvchi qo'ng'iroqning uzunligi kerak bo'ladi. Buni qanday hisoblashimiz mumkin? Men birinchi qo'ng'iroqning uzunligini qanday hisoblashni bilmayman. Menimcha, bu formulaga ega materialning fizik xususiyatlarini, novda o'lchamini (uzunligi, tashqi qismi) bog'laydi d ichki diametri) chastota bilan o'ynaydi, lekin men buni bilmayman. Men buni qulog'im va gitara yordamida sozlash orqali topdim (uni sozlash uchun sozlagich yoki kompyuter ovoz kartasi frekemetridan ham foydalanish mumkin).

2 -qadam: Uch minoralar

Barlarni kerakli uzunlikka kesib olgandan so'ng, ularni osib qo'yish uchun tayanch yasashga to'g'ri keldi. Men eskizlar yasadim va nihoyat rasmlarda ko'rishingiz mumkin bo'lgan uchta minorani qurdim. Men har bir minora tepasida va pastida joylashgan teshiklardan neylon sim o'tkazadigan to'rtta qo'ng'iroq osib qo'ydim. Men tepada va pastda teshiklarni burg'ilashim kerak edi, chunki tayoqlar urilganda nazorat qilmasdan tebranib ketmasligi uchun ikki tomondan qo'ng'iroqlarni tuzatish kerak edi. Teshiklarni joylashtirishning aniq masofasi nozik masala edi va ular barning asosiy chastotasining tebranishining ikkita tuguniga to'g'ri kelishi kerak edi, ular yuqoridan va pastdan 22,4% ga teng. Barlar asosiy chastotada tebranib turganda, bu tugunlar harakatlanmaydigan nuqtalardir va tebranish paytida chiziqni bu nuqtalarga o'rnatib qo'ymaslik kerak. Bundan tashqari, har bir minora tepasiga 4 ta vintni qo'shib qo'ydim, bu har bir qo'ng'iroq neylon simining kuchlanishini sozlash imkonini beradi.

3 -qadam: Motors va Strikers

Keyingi qadam hujumchi tayoqchalarini harakatga keltiruvchi qurilmalarni yaratish edi. Bu yana bir muhim qism edi va rasmlarda ko'rib turganingizdek, men nihoyat har bir hujumchini harakatga keltirish uchun DC motorlaridan foydalanishga qaror qildim. Har bir dvigatelda tayanch tayog'i va unga pozitsiyalarni boshqarish tizimi o'rnatilgan bo'lib, ular bir -biriga qo'ng'iroq qilish uchun ishlatiladi. Hujumchi tayog'i - oxirida qora yog'ochdan yasalgan silindrli velosiped uchi. Bu silindr yupqa avtomatik yopishtiruvchi plastmassa plyonka bilan qoplangan. Materiallarning bu kombinatsiyasi panjaralarga urilganda yumshoq, lekin baland ovoz beradi. Aslida men boshqa kombinatsiyalarni sinab ko'rdim va bu menga eng yaxshi natijalarni berdi (agar kimdir menga yaxshiroq bilsa, minnatdor bo'lardim). Dvigatel pozitsiyasini boshqarish tizimi - 2 bitli aniqlikdagi optik kodlovchi. U ikkita diskdan iborat: disklardan biri tayoqqa qattiq aylanadi va uning pastki yuzasida qora va oq rangli kodifikatsiya qilingan. Boshqa disk dvigatelga o'rnatiladi va ikkita infraqizil CNY70 emitör-retseptorli sensori bilan boshqa diskning qora va oq rangini ajrata oladi, shuning uchun ular tayoqning holatini aniqlay oladi (FRONT, O'ng, Chap va Orqa). Joylashuvni bilish tizimga tayoqni qo'ng'iroqdan oldin va keyin markazlashtirishga imkon beradi, bu esa aniqroq harakat va tovushni kafolatlaydi.

4 -qadam: Boshqaruv bloki uskunasini yaratish

Men uchta minorani tugatganimdan so'ng, boshqaruv blokini qurish vaqti keldi. Matn boshida tushuntirganimdek, boshqaruv bloki - uchta elektron taxtadan tashkil topgan qora quti. Asosiy kartada mantiq, ketma-ket aloqa adapteri (1 MAX-232) va mikrokontroller (ATMega32 8 bitli RISC mikrokontroller) mavjud. Qolgan ikkita taxtada joylashuv sensori (ba'zi rezistorlar va 3 tetik-74LS14 tetiklari) va dvigatellarni quvvatlantirish (3 LB293 dvigatel drayveri) uchun zarur bo'lgan sxemalar mavjud. Qo'shimcha ma'lumot olish uchun siz sxemalarni ko'rib chiqishingiz mumkin.

Siz zaxiradagi maydonda sxematik rasmlar bilan ZIP -ni tushirishingiz mumkin.

5 -qadam: dasturiy ta'minot va dasturiy ta'minot

Dasturiy ta'minot C formatida ishlab chiqilgan, gCC kompilyatori WinAVR -ni bepul ishlab chiqish muhitiga kiritilgan (men dasturchilar bloknotini IDE sifatida ishlatardim). Agar siz manba kodini ko'rib chiqsangiz, siz turli xil modullarni topasiz:

- atb: loyihaning "asosiy" qismini va tizimni intializatsiya qilish tartibini o'z ichiga oladi. Boshqa modullar chaqiriladigan "atb" dan. UARTparser- bu RS-232 orqali kompyuter tomonidan yuborilgan yozuvlarni qabul qiladigan va ularni "harakatlar" moduli uchun tushunarli bo'lgan buyruqlarga aylantiradigan ketma-ket tahlil qiluvchi kodli modul. - harakatlar: qo'ng'iroq qilish uchun UARTparser -dan olingan eslatma buyrug'ini turli xil oddiy motorli harakatlarga o'zgartiradi. U "motor" moduliga har bir dvigatelning energiya ketma -ketligi va yo'nalishini aytib beradi. - dvigatellar: dvigatellarni "harakat" moduli tomonidan belgilangan aniq energiya va aniq davomiyligi bilan quvvatlantirish uchun 6 ta PWM dasturiy ta'minotini amalga oshiradi. Kompyuter dasturi - bu Visual Basic 6.0 oddiy ilovasi bo'lib, u foydalanuvchiga ohangni yozadigan notalar ketma -ketligini kiritish va saqlash imkonini beradi. Shuningdek, u yozuvlarni kompyuterning ketma -ket porti orqali yuborish va ularni Atb tomonidan tinglash imkonini beradi. Agar siz dasturiy ta'minotni tekshirmoqchi bo'lsangiz, uni yuklab olish maydonidan yuklab olishingiz mumkin.

6 -qadam: Yakuniy fikrlar, kelajakdagi g'oyalar va havolalar

Asbob yaxshi eshitilsa -da, ba'zi musiqalarni ijro etish tez emas, lekin ba'zida u ohang bilan biroz sinxronlanadi. Men yangi, yanada samarali va aniqroq versiyasini rejalashtiryapman, chunki musiqa asboblari haqida gapirganda, vaqtni aniqligi juda muhim. Agar siz notani bir necha soniya oldinga yoki kechiktirib o'ynasangiz, qulog'ingiz ohangda g'alati narsani topadi. Shunday qilib, har bir notani aniq energiya bilan ijro etish kerak. Asbobning bu birinchi versiyasidagi kechikishlarning sababi shundaki, men tanlagan perkusion tizim kerakli darajada tez emas. Yangi versiya juda o'xshash tuzilishga ega bo'ladi, lekin dvigatellar o'rniga solenoidlardan foydalanadi. Solenoidlar tezroq va aniqroq, lekin ular qimmatroq va topish qiyin. Bu birinchi versiya oddiy musiqalarni ijro etish uchun ishlatilishi mumkin, yakka o'zi asbob sifatida, yoki soat, eshik qo'ng'irog'ida … Loyihaning asosiy sahifasi: Avtomatik quvurli qo'ng'iroqlar bosh sahifasi Avtomatik quvurli qo'ng'iroqlar video: Avtomatik quvurli qo'ng'iroqlar YouTube videosi. O'zingizning qo'ng'iroqlaringizni yaratish uchun sizga kerak bo'lgan barcha ma'lumotlar: Jim Xovort tomonidan shamol qo'ng'iroqlari, Jim Kirkpatrik tomonidan shamolli qo'ng'iroqlar qilish Wind Chimes Constructors xabarlar guruhi