Küləklə idarə olunan bir MIDI aləti hazırlayın: 5 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Bu layihə Malaga Universiteti Telekommunikasiya Məktəbinin BEng Electronics Engineering 4 -cü kurs modulu olan 'Creative Electronics' ə təqdim edildi.

Əsl fikir çoxdan doğuldu, çünki yoldaşım Alejandro ömrünün yarısından çoxunu fleyta çalmaqla keçirdi. Beləliklə, elektron külək aləti ideyasını cazibədar tapdı. Yəni bu, əməkdaşlığımızın məhsuludur; Bu yanaşmanın əsas istiqaməti, bas klarnetinə bənzər estetik cəhətdən ayıq bir quruluş əldə etmək idi.

Demo:)

Təchizat

• Arduino lövhəsi (Arduino Leonardoya əsaslanan SAV MAKER I -dən istifadə etdik).
• MP3V5010 hava təzyiqi sensoru.
• Bir gərginlik ölçmə cihazı, FSR07.
• Rezistorlar: 4K7 -dən 11 -i, 3K9 -dan 1 -i, 470K -dan 1 -i, 2M2 -dən 1 -i, 100K -dan 1 -i.
• 200K bir potansiyometr.
• 33pF bir keramika kondansatörü.
• 10uF və 22uF olan iki elektro kondansatör.
• Bir ədəd LM2940.
• Bir ədəd LP2950.
• Bir ədəd LM324.
• Bir MCP23016.
• 30x20 delikli bir delikli lövhə.
• 30 pin başlıq, həm qadın, həm də kişi (bir cins Arduino üçün, digəri pelerin üçün).
• Bir cüt HD15 konnektoru, həm kişi, həm də qadın (lehim qabları ilə).
• Bir dostunuzun istilik büzücü borusunu və izolyasiya lentini götürün. Qara üstünlük verilir.
• İki ədəd 18650 Li-ion batareya və onların batareya tutacağı.
• Bir keçid.
• Arduino USB kabeli.
• Ən azından 11 düymə, keyfiyyətli hiss etmək istəyirsinizsə, bizimkilərdən istifadə etməyin.
• Bir növ qapaq və ya qutu. Təxminən bir kvadrat metrlik bir taxta taxta kifayət edər.
• Yarım metr PVC borular, 32 mm xarici.
• Əvvəlki boru üçün 67 dərəcə PVC birləşmə.
• 40 mm -dən 32 mm -ə qədər bir PVC azalması (xarici).
• 25 mm -dən 20 mm -ə qədər bir PVC azalması (xarici).
• Boş bir şüşə Betadine.
• Alto saksafon ağızlığı.
• Alto saksafon qamışı.
• Alto saksafon ligaturu.
• Bir az köpük.
• Çox tel (qırmızı-qara rəngdə olduğu üçün səs telləri tövsiyə olunur).
• Bəzi vintlər.
• Mat qara sprey boya.
• Mat sprey lak.

Addım 1: Bədən

Əvvəlcə bədənin bir hissəsi olaraq bir PVC boru seçildi. Başqa bir diametr seçə bilərsiniz, baxmayaraq ki, xarici ölçüləri 32 mm və uzunluğu 40 sm -ə bərabərdir, çünki biz bu ölçülərə uyğun idik.

Borunu əlinizə aldıqdan sonra düymələr üçün bir işarə düzümü qoyun. Bu barmaqların uzunluğundan asılıdır. İşarələr bitdikdən sonra hər bir düymə üçün müvafiq çuxur qazın. Bir az incə ilə başlamağı və matkap üçün istifadə olunan diametri artıran çuxuru bağlamağı məsləhət görürük. Ayrıca, qazmadan əvvəl bir burin istifadə etmək sabitliyi artıra bilər.

Təzyiq ölçmə cihazını və hava təzyiqi sensorunu daha sonra bağlamaq üçün dörd bağlanmamış tel təqdim etməlisiniz; bu parça (bədən) və boyun 67 dərəcə birləşdirici boru ilə bir -birinə yapışdırılır. Bu boru zımpara ilə qara rəngə boyanmışdır.

Bu parçanı ayaqla birləşdirmək üçün 40 mm -dən 32 mm -ə qədər (xarici diametrli) bir PVC azaldıcı birləşmə istifadə etdik. Qovşağı gücləndirmək üçün dörd taxta vint əlavə edildi. Azaldıcı birləşmə ilə gövdə arasında sabitlik əldə etmək üçün bir matkap hazırladıq və daha geniş bir vida tətbiq etdik. Boruları naqildən əvvəl qazmağı məsləhət görürük; əks təqdirdə xarabalıq təmin edilir.

Növbəti addım telləri düymələrin terminallarına lehimləmək, uzunluğu aşağıdan ölçmək və əlaqənin sıx olmamasının qarşısını almaq üçün əlavə uzunluq ayırmaqdır. Boru zımpara ilə qara rəngə boyandıqdan sonra (mat qara sprey boyası istifadə etdik; günəş işığı altında gözəl görünənə qədər istədiyiniz qədər təbəqə verin) düymələri yuxarıdan aşağıya tanıdın və hər birini etiketləyin. Kabellər üçün iki fərqli rəng istifadə etməyi məsləhət görürük (məsələn, qara və qırmızı); hamısı bir sancaqla yerə bağlandıqları üçün qara kabeli boş buraxdıq və yalnız qırmızı kabelləri qeyd etdik. Düymələr görünüşə uyğun gəlməsi və yıxılmadan gözəl uyğunlaşması üçün qara izolyasiya bantı ilə örtülmüşdü.

Lehim HD15 dişi konnektoru (lehim qabları çox kömək edir), 4 -cü addımdakı (və ya özünüzün) sxemində təklif olunan düzeni istifadə edin və zəmini birlikdə birləşdirin. İstiliklə daralan boruların qısa dövrə qarşı güclü bir etibarlılıq təmin edəcəyini unutmayın.

Addım 2: Ayaq Dizaynı

Bu dizayn üçün istifadə olunan sxem, kökündə çox sadədir. Seriyadakı iki lityum batareya, çıxışından dövrənin qalan hissəsinə 5V verən bir LDO (aşağı düşmə) gərginlik tənzimləyicisini qidalandırır. LM324 -ün əməliyyat gücləndiriciləri həm hava təzyiqi sensorunun dinamik diapazonunu (MP3V5010, 0,2 ilə 3,3 volt arasında), həm də təzyiq göstəricisinin davranışını (mənfi yamac dəyişkən rezistoru) Arduino lövhəsinin analoq girişlərinə uyğunlaşdırmaq məqsədinə xidmət edir. 5 volt). Beləliklə, birincisi üçün tənzimlənən qazancın çeviricisi olmayan (1 <G <3), ikincisi üçün bir gərginlik bölücü və bir ardıcıl istifadə olunur. Bunlar kifayət qədər gərginlik salınmasını təmin edir. Bu cihazlar haqqında daha ətraflı məlumat üçün bura və ora vurun. Ayrıca, LP2950, MP3V5010 -dan əldə edilməli olan 3.3 volt üçün bir istinad təmin edir.

FSR (Force Sensing Resistor) seriyasının hər hansı bir modeli kifayət edəcək və 04 ən gözəl olsa da, səhm buraxılışları səbəbindən 07 -dən istifadə etdik. Bu sensorlar tətbiq olunan əyilmə gücünə görə elektrik müqavimətini dəyişir və bütün səthinə basıldıqda belə olmadığını sınadıq. Bu, parçanı qoyacağımız yerə görə əvvəlcə bir səhv idi, amma qəbul edilən həll yaxşı bir iş gördü və dördüncü addımda izah ediləcək.

Lövhənin əsas hissələrindən biri MCP23016 -dır. Bu, kodun mürəkkəbliyini azaltmaq üçün faydalı olduğunu düşündüyümüz 16 bitlik I2C G/Ç Genişləndiricisidir (və bəlkə də naqillər). Modul yalnız oxumaq üçün 2 baytlıq qeyd kimi istifadə olunur; hər hansı bir qeyd dəyərləri dəyişdikdə altıncı pinində bir fasilə meydana gətirir ("0" məntiqini məcbur edir və buna görə də "1" məntiqi qurmaq üçün bir çəkmə rezistoru lazımdır). Arduino, bu siqnalın yamacından tetiklenecek şekilde programlanmıştır; bu baş verdikdən sonra, qeydlərin etibarlı olub olmadığını bilmək üçün məlumatları tələb edir və şifrəni açır və əgər varsa, onu saxlayır və növbəti MIDI paketini qurmaq üçün istifadə edir. Düymələrin hər birində, müvafiq olaraq 5 volta qədər yerə və 4.7K çəkmə müqavimətinə qoşulmuş iki terminal var. Beləliklə, basıldığında I2C cihazı tərəfindən '0' məntiqi oxunur və '1' məntiqi sərbəst buraxılır. RC cütü (3.9K və 33p) daxili saatını konfiqurasiya edir; sancaqlar 14 və 15 sırasıyla SCL və SDA siqnallarıdır. Bu cihazın I2C ünvanı 0x20 -dir. Daha ətraflı məlumat üçün məlumat cədvəlini yoxlayın.

HD15 konnektorunu bağlamaq üçün istifadə etdiyimiz əlaqə düzeni, əlbəttə ki, unikal deyil. Bunu etdiyimiz PCB -də marşrutlaşdırmaq daha asan olduğu üçün bu şəkildə etdik və vacib məqam qovşaqların və müvafiq düymələrin dəqiq siyahısını saxlamaqdır. Deməyə ehtiyac yoxdur, amma edəcəyəm; düymələrdə iki terminal var. Onlardan biri (qeyri -müəyyən şəkildə) HD15 konnektorundakı müvafiq qovluğa, digəri isə torpaqla bağlanmışdır. Beləliklə, bütün düymələr eyni yerə malikdir və HD15 konnektorunun yalnız bir pininə bağlıdır. Təqdim etdiyimiz görüntü kişi bağlayıcının arxa görünüşü, yəni qadın cütlüyünün ön görünüşüdür. Telləri diqqətlə lehimləyin, yanlış bağlamaq istəmirsiniz, bizə etibar edin.

Aydın olduğu üçün, Arduinonun ona bağlanacağı dövrəni hazırladıq. Dövrənin onun altına sığması üçün kifayət qədər yer olmalıdır və beləliklə qutu bizimkindən daha kiçik ola bilər. Təklif olunan bina planı aşağıdakı şəkildə təqdim olunur. Batareyaların tutucu hissəsini qutunun içərisinə yapışdırmaq üçün silikon istifadə etdik, burnunu kənarlarına qazdıq və bu şəkildə düzəltmək üçün vintlər istifadə etdik.

Bu parçanı gövdəyə bağlamaq üçün 40 mm -dən 32 mm -ə qədər (xarici diametrli) bir PVC azaldıcı birləşmə istifadə etdik. Qovşağı gücləndirmək üçün dörd taxta vint əlavə edildi. Azaldıcı birləşmə ilə gövdə arasında sabitlik əldə etmək üçün bir matkap hazırladıq və daha geniş bir vida tətbiq etdik. Tellərə zərər verməmək üçün diqqətli olun.

Addım 3: Ağızlıq montajı

Bu, yəqin ki, məclisin ən vacib hissəsidir. Yalnız ilk şəkildə göstərilən diaqrama əsaslanır. Böyük ölçü, 32 mm (xarici) PVC boruya sığacaq qədər böyükdür.

Bu parçanı (boynunu) tərtib edərkən, MP3V5010 -un montajı üçün bir PCB istifadə etməyi qərara aldıq, buna baxmayaraq bunu göz ardı edə bilərsiniz. PDF -ə görə, istifadə olunan terminallar 2 (3.3 volt təchizatı), 3 (torpaq) və 4 (hava təzyiqi elektrik siqnalı) dir. Beləliklə, bu mövzuda bir PCB sifariş etməmək üçün, istifadə edilməmiş sancaqları kəsməyi və kabel çəkildikdən sonra komponenti PVC boruya yapışdırmağı məsləhət görürük. Bu düşünə biləcəyimiz ən asan yoldur. Həmçinin, bu təzyiq sensoru iki hissedici düyməyə malikdir; onlardan birini əhatə etmək istəyirsən. Bu onun reaksiyasını yaxşılaşdırır. Kiçik bir metal parçanı, düyməni örtən və borunu qızdıran bir boruya daxil edərək etdik.

Etmək istədiyiniz ilk şey, ikinci görüntüdə göstərildiyi kimi hava təzyiqi sensoru borusuna sığa biləcək konik formalı bir parça tapmaqdır. Bu əvvəlki diaqramdakı sarı parça. Kiçik bir qazma və ya nazik bir lehimləmə dəmir ucu ilə koninin zirvəsində dar bir çuxur kəsin. Sıx bir şəkildə uyğun olub olmadığını yoxlayın; yoxsa, çuxurun diametrini böyüyənə qədər böyütməyə davam edin. İş bitdikdə, hava axınının xaricə çıxmasını maneə törətmək üçün birincisinin ətrafına uyğun bir parça tapmaq istəyirsən. Əslində, atdığınız hər addımda havanın mühasirədən çıxmadığını sınamaq istəyirsiniz; varsa, oynaqlara silikon əlavə etməyə çalışın. Bu, növbəti görüntü ilə nəticələnməlidir. Bunun üçün bu məqsədlə bir Betadine şüşəsi istifadə etdik: sarı parça daxili dispenserdir, üstünü örtən parça isə boru formasına çevirmək üçün başında kəsik olan qapaqdır. Kəsmə isti bıçaqla edildi.

Növbəti parça PVC -nin 25 -dən (xarici) 20 -yə (daxili) endirilməsi idi. Bu parça, əvvəlcədən düzəldilmiş boruya gözəl bir şəkildə yerləşdirildi, baxmayaraq ki, qeyd olunan hava axınının qarşısını almaq üçün zımpara etmək və divarlarını yapışdırmaq lazım idi. Hələlik bunun qapalı bir boşluq olmasını istəyirik. Diaqramda bəhs etdiyimiz bu parça sarıdan birbaşa gələn tünd boz rənglidir. Bu parça əlavə edildikdən sonra alətin boynu demək olar ki, bitmiş olur. Növbəti addım, 32 mm (xarici) diametrli PVC borudan bir parça kəsmək və mərkəzdə bir delik açmaqdır ki, bu da təzyiqölçənin tellərinin çıxmasına imkan verir. Növbəti diaqramda göstərildiyi kimi 1 -ci addımda əvvəllər qeyd etdiyimiz dörd teli lehimləyin və boyunu bucaqlı qovşağa yapışdırın (estetik məqsədlər üçün qara rənglədikdən sonra).

Son addım ağız boşluğunu rahat bir şəkildə bağlamaqdır. Bu tapşırığın yerinə yetirilməsi üçün alto sax qamışı, qara izolyasiya lenti və ligatur istifadə etdik. Təzyiq göstəricisi lenti tətbiq etməzdən əvvəl qamışın altında yerləşirdi; ölçü cihazına olan elektrik əlaqələri qara rəngli büzücü borularla gücləndirilmişdir. Bu parça çıxarılmaq üçün hazırlanmışdır ki, bir müddət oynadıqdan sonra boşluq təmizlənə bilər. Bütün bunları son iki şəkildən görmək olar.

Addım 4: Proqram təminatı

Zəhmət olmasa Virtual MIDI Piano Klaviaturasını yükləyin və quraşdırın, burada link var.

Bu addımı yerinə yetirməyin məntiqi yolu aşağıdakılardır: əvvəlcə bu Təlimat kitabçasında verilən Arduino eskizini yükləyin və Arduino lövhənizə yükləyin. İndi VMPK -ı işə salın və parametrlərinizi yoxlayın. İlk görüntüdə göstərildiyi kimi, 'Giriş MIDI bağlantısı' Arduino lövhəniz olmalıdır (bizim vəziyyətimizdə Arduino Leonardo). Linux istifadə edirsinizsə, heç bir şey qurmağa ehtiyac yoxdur, sadəcə VPMK faylınızın ikinci şəkildə göstərilən xüsusiyyətlərə malik olduğundan əmin olun.

Addım 5: Problemlərin aradan qaldırılması

Vəziyyət 1. Sistem işləmir. Arduinonun LED -i yanmırsa və ya adi haldan bir qədər qaranlıqdırsa, zəhmət olmasa sistemin düzgün işlədiyini yoxlayın (6 -cı vəziyyətə baxın).

Vəziyyət 2. Bir şey yanmış kimi qoxuduğundan tüstü görünür. Yəqin ki, bir yerdə qısaqapanma var (güc və tel qoşqularını yoxlayın). Bəlkə də temperaturu yoxlamaq üçün hər bir komponentə (ehtiyatla) toxunmalısınız; adi haldan daha isti olarsa, vahimə etməyin, sadəcə dəyişdirin.

Dava 3. Arduino tanınmır (Arduino IDE -də). Təklif olunan eskizləri yenidən yükləyin, problem davam edərsə, Arduinonun kompüterə düzgün bir şəkildə bağlandığından və Arduino IDE parametrlərinin standart olaraq qurulduğundan əmin olun. Heç bir şey işləmirsə, Arduino'yu dəyişdirməyi düşünün. Bəzi hallarda "tərtib edərkən" sıfırlama düyməsini basmaq və sonra "yükləyərkən" buraxmaq eskizi yükləməyə kömək edə bilər.

Vəziyyət 4. Bəzi düymələr nasaz görünür. Zəhmət olmasa hansı açarın işləmədiyini ayırın. Davamlılıq testi faydalı ola bilər və ya düymələri sınamaq üçün təqdim olunan eskizdən istifadə edə bilərsiniz; çəkmə rezistoru düzgün lehimlənə bilməz və ya düymə səhvdir. Açarlar qaydasındadırsa, probleminizi ortaya çıxarmaq üçün bizimlə əlaqə saxlayın.

Vəziyyət 5. VMPK haqqında heç bir qeyd ala bilmirəm. Zəhmət olmasa Arduinonun kompüterə düzgün bağlandığını yoxlayın. Sonra, VMPK -da, 3 -cü addımda göstərilən addımları izləyin. Problem davam edərsə, bir düyməni sıfırlayın və ya bizimlə əlaqə saxlayın.

Vəziyyət 6. Elektrik açma testi. Növbəti ölçüləri yerinə yetirin: Arduino'yu papaqdan çıxardıqdan sonra açarı açın. Qara zondu yer pininə qoyun (hər kəs kifayət edəcək) və qırmızı düyməni istifadə edərək güc qovşaqlarını yoxlayın. Batareyanın müsbət lövhəsində ən azı 7.4 voltluq bir gerilim düşməsi olmalıdır, əks halda batareyaları doldurun. LM2940 girişində, sxemdə göründüyü kimi, eyni gərginlik düşməsi olmalıdır. Çıxışında 5 volt düşmə olmalıdır; eyni dəyər LM324 (pin 4), MCP23016 (pin 20) və LP2950 (pin 3) də gözlənilir. Sonuncunun çıxışı 3,3 voltluq bir dəyər göstərməlidir.