Avtomatik borulu zənglər: 6 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Bu təlimat, 2006 -cı ildə qurduğum Avtomatik Boru Zəngləri dəstinin ilk prototipini qurmaq üçün izlədiyim əsas addımları izah edir. Avtomatik musiqi alətlərinin xüsusiyyətləri bunlardır: - 12 zəng (12 borulu zəng) - Hər zəng bir not çalır, buna görə də tam oktavada oynaya bilər (C -dən B -yə qədər), eyni vaxtda 4 nota qədər oynaya bilər (beləliklə 4 nota çala bilər) - PC seriyalı port vasitəsilə idarə olunur (standart RS -232) Alət idarəetmə bloku qutusu və üç qüllədən ibarətdir. Hər bir qüllədə 4 zəng və iki mühərrik var, hər bir motor dörd zəngdən ikisini vurur. Bütün qüllələr idarəetmə blokunun qutusuna 10 telli avtobus vasitəsilə bağlanır. Nəzarət vahidi, hər bir motoru dəqiq bir enerji ilə və hər bir zəngi vurmaq üçün, kompüterdəki proqramın ona göndərdiyi qeydləri səsləndirməklə təmin etməkdən məsuldur. Daxili olaraq üç lövhədən ibarətdir. Birinci lövhədə Atmel ATMega16 olan mikrokontrolör və RS-232 ünsiyyət elementləri var. İkincisində motor sürücüsü dövrələri, üçüncüsündə isə motor mövqeyi nəzarətçiləri var. Bu layihəni bitirmək təxminən yarım il çəkdi. Növbəti addımlar ümumi addımlardır, layihənin tikintisi prosesinin ən uyğun məlumatları, kiçik detallara şəkillərdə baxmaq olar. Avtomatik Boru Zənglərinin videosu: Layihənin ana səhifəsi: Avtomatik Boru Zəngləri ana səhifəsi

Addım 1: Zənglərin qurulması

İlk addım zəng etmək üçün yaxşı və ucuz bir material tapmaq idi. Bəzi mağazaları ziyarət etdikdən və bəzi testlər etdikdən sonra alüminiumun ən yaxşı səs keyfiyyəti ilə qiymət əlaqəsi verən material olduğunu gördüm. Beləliklə, hər biri 1 metr uzunluğunda 6 çubuq aldım. Xarici diametri 1, 6 sm və daxili diametri 1, 5 sm idi (qalınlığı 1 mm) Çubuqlara sahib olduqdan sonra hər notun tezliyini əldə etmək üçün onları lazımi uzunluqda kəsmək məcburiyyətində qaldım. İnternetdə axtardım və istədiyim tezlikləri əldə etmək üçün hər çubuğun uzunluğunu necə hesablamaq barədə mənə çox maraqlı məlumatlar verən bəzi maraqlı saytlar tapdım (bağlantılar bölməsinə baxın). Deməyə ehtiyac yoxdur ki, axtardığım meyvə hər notun əsas meyvəsi idi və demək olar ki, bütün alətlərdə olduğu kimi, çubuqlar da fundamentalin digər eyni vaxtlı frecuents proqramını istehsal edəcək. Bu digər eyni vaxtlı meyvələr, normal olaraq əsas meyvələrdən çox olan harmoniklərdir. Bu harmoniklərin sayı, müddəti və nisbəti cihazın tembrindən məsuldur. Növbəti oktavada bir notun tezliyi ilə eyni not arasındakı əlaqə 2 -dir. Beləliklə, əgər C notunun əsas tezliyi 261.6Hz olarsa, növbəti oktavada C -nin əsas tezliyi 2*261.6 = 523, 25Hz olacaq. Qərbi Avropa musiqisinin bir oktavanı 12 miqyaslı mərhələyə böldüyünü bildiyimiz üçün (7 nota bölünmüş 12 yarım ton və 5 davamlı not), əvvəlki not tezliyini 2 # (1/12) ilə vuraraq növbəti semitonun tezliyini hesablaya bilərik. Bildiyimiz kimi, C tezliyi 261.6Hz və 2 conescutive semitones arasındakı nisbət 2 # (1/12) olaraq bütün qeydlərin frecuencesini çıxara bilərik: QEYD: # simvolu güc operatorunu təmsil edir. Məsələn: "a # 2" "a" ilə eynidir^2" Qeyd Frek 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 Toz 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 Hz 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 Hz 13 C 493.88 * (2 # (1/12)) = 2 * 261.6 = 523.25 Hz Əvvəlki cədvəl yalnız məlumat məqsədlidir və çubuqların uzunluğunu hesablamaq lazım deyil. Ən başlıcası, tezliklər arasındakı əlaqə faktorudur: növbəti oktavada eyni not üçün 2, və növbəti semiton üçün (2 # (1/12). Barların uzunluğunu hesablamaq üçün istifadə olunan formulda istifadə edəcəyik. İnternetdə tapdığım ilkin düstur (bağlantılar bölməsinə baxın): f1/f2 = (L2/L1) # 2 ondan hər çubuğun uzunluğunu hesablamağa imkan verən formulu asanlıqla çıxara bilərik. F2 frecuency hesablamaq istədiyimiz və növbəti semiton tezliyini bilmək istədiyimiz növbəti qeydin: f2 = f1 * (2 # (1/12)) f1/(f1 * (2 # (1/12))) = (L2/L1)#2… L1*(1/(2#(1/24))) = L2 düsturu belədir: L2 = L1*(2#(-1/24)) Beləliklə, bu düsturla zəngin uzunluğunu çıxara bilərik. Növbəti semitonda oynayacaq, amma ilk notu çalan zilin uzunluğuna ehtiyacımız olacaq. Bunu necə hesablaya bilərik? İlk zilin uzunluğunu necə hesablayacağımı bilmirəm. materialın fiziki xüsusiyyətlərini, çubuğun ölçüsünü (uzunluğu, xarici an d daxili diametri) oynayacağı tezliklə, amma bilmirəm. Sadəcə qulağımın və gitaramın köməyi ilə tənzimləyərək tapdım (onu tənzimləmək üçün bir tuning çəngəlindən və ya PC səs kartından istifadə edə bilərsiniz).

Addım 2: Üç Qüllə

Çubuqları lazımi uzunluğa kəsdikdən sonra onları asmaq üçün dayaq qurmalı oldum. Bəzi eskizlər hazırladım və nəhayət şəkillərdə görə biləcəyiniz bu üç qülləni inşa etdim. Hər bir zilin üst və alt hissəsinin yaxınlığındakı deliklərdən bir neylon tel keçən hər bir qülləyə dörd zəng asdım. Çubuqlarla vurulduqda nəzarətsiz salınmaması üçün hər iki tərəfdəki çanaqları düzəltmək lazım olduğuna görə yuxarıdan və aşağıdan deliklər açmalı oldum. Delikləri yerləşdirmək üçün dəqiq məsafə incə bir məsələ idi və yuxarıdan və aşağıdan 22.4% -də olan çubuğun əsas tezliyinin iki titrəmə qovşağı ilə üst -üstə düşməli idi. Bu düyünlər, çubuqlar əsas tezlikdə salındıqda hərəkət etməyən nöqtələrdir və çubuğun bu nöqtələrdə sabitlənməsi titrəyərkən onlara təsir etməməlidir. Hər zilin neylon telinin gərginliyini tənzimləmək üçün hər qüllənin üstünə 4 vida əlavə etdim.

Addım 3: Motors və Strikers

Növbəti addım, hücumçu çubuqlarını hərəkət etdirən cihazların qurulması idi. Bu başqa bir kritik hissə idi və şəkillərdə də gördüyünüz kimi nəhayət hər bir hücumçunu hərəkət etdirmək üçün DC mühərriklərindən istifadə etmək qərarına gəldim. Hər bir motorda vurucu çubuq və ona bağlı bir mövqe idarəetmə sistemi var və bir cüt zəng vurmaq üçün istifadə olunur. Qolçu çubuğu, sonunda qara ağac silindrli velosiped sünbülündən ibarətdir. Bu silindr nazik avtomatik yapışan plastik filmlə örtülmüşdür. Bu material birləşməsi, çubuqlara vurarkən yumşaq, lakin yüksək səs verir. Əslində digər kombinasiyaları sınadım və bu mənə ən yaxşı nəticələr verdi (kimsə mənə daha yaxşı birini bildirsəydi minnətdar olardım). Motor mövqeyi idarəetmə sistemi 2 bit qətnamənin optik kodlayıcısıdır. İki diskdən ibarətdir: disklərdən biri çubuğa möhkəm dönər və alt səthində qara və ağ rəngli kodlaşdırma var. Digər disk mühərrikə bərkidilir və digər diskin ağ-qara rəngini ayırd edə bilən iki infraqırmızı CNY70 yayıcı-qəbuledici sensora malikdir və buna görə də çubuğun mövqeyini (ÖN, SAĞ, SOL və GERİ) müəyyən edə bilərlər. Mövqeyi bilmək sistemin zəngi vurmasından əvvəl və sonra çubuğu mərkəzləşdirməsinə imkan verir ki, bu da daha dəqiq hərəkət və səsi təmin edir.

Addım 4: Nəzarət Birimi Avadanlığının Qurulması

Üç qülləni bitirdikdən sonra idarəetmə blokunu qurmağın vaxtı gəldi. Mətnin əvvəlində izah etdiyim kimi, idarəetmə vahidi üç elektron lövhədən ibarət qara qutudur. Əsas lövhədə məntiq, serial ünsiyyət adapteri (1 MAX-232) və mikro nəzarətçi (ATMega32 8 bit RISC mikro nəzarətçi) var. Digər iki lövhədə mövqe sensorlarını idarə etmək üçün lazım olan sxemlər (bəzi rezistorlar və 3 tetikleyiciler-schimdt 74LS14) və mühərrikləri (3 LB293 motor sürücüsü) gücləndirmək üçün lazım olan sxemlər var. Daha ətraflı məlumat üçün sxemlərə baxa bilərsiniz.

Aşağı hissədəki sxematik şəkillərlə ZIP -ı aşağı sala bilərsiniz.

Addım 5: Firmware və Proqram

Firmware, pulsuz WinAVR inkişaf mühitinə daxil olan gcc tərtibçisi ilə birlikdə C -də hazırlanmışdır (IDE olaraq proqramçı notepadından istifadə etmişəm). Mənbə koduna baxsanız fərqli modullar tapa bilərsiniz:

- atb: layihənin "əsas" və sistemin intializasiya qaydalarını ehtiva edir. Digər modulların çağırıldığı "atb" dəndir. - UARTparser: RS-232 vasitəsilə kompüter tərəfindən göndərilən qeydləri götürən və "hərəkətlər" modulu üçün başa düşülən əmrlərə çevirən serial ayrıştırıcısının kodu olan moduldur. - hərəkətlər: Zəng vurmaq üçün UARTparser -dən alınan bir qeyd əmrini müxtəlif sadə motor hərəkətlərinə çevirir. "Motor" moduluna hər bir motorun enerjisinin ardıcıllığını və istiqamətini bildirir. - mühərriklər: mühərrikləri "hərəkət" modulu tərəfindən müəyyən edilmiş dəqiq enerji və dəqiq müddətə çatdırmaq üçün 6 proqram PWM tətbiq edir. Kompüter proqramı, istifadəçiyə melodiya yazan notların ardıcıllığını daxil etməyə və saxlamağa imkan verən sadə bir Visual Basic 6.0 tətbiqidir. Ayrıca qeydləri PC seriya portu vasitəsi ilə göndərməyə və Atb tərəfindən dinlənilməyə imkan verir. Proqram təminatını yoxlamaq istəyirsinizsə, onu yükləmə sahəsindən yükləyə bilərsiniz.

Addım 6: Son Fikirlər, Gələcək Fikirlər və Bağlantılar …

Alətin gözəl səslənməsinə baxmayaraq, bəzi melodiyaları çalmaq kifayət qədər sürətli deyil, əslində bəzən melodiya ilə bir az da senkronize edilir. Yeni daha təsirli və dəqiq bir versiya hazırlayıram, çünki musiqi alətlərindən bəhs edərkən vaxt dəqiqliyi çox vacib bir məsələdir. Bir neçə saniyə əvvəl not yazsanız və ya gecikdirsəniz, melodiyada qəribə bir şey tapacaqsınız. Belə ki, hər bir not dəqiq enerji ilə dəqiq bir zamanda çalınmalıdır. Alətin bu ilk versiyasındakı gecikmələrin səbəbi seçdiyim perküzyon sisteminin lazım olduğu qədər sürətli olmamasıdır. Yeni versiya çox bənzər bir quruluşa sahib olacaq, ancaq mühərriklər əvəzinə solenoidlərdən istifadə edəcək. Solenoidlər daha sürətli və daha dəqiqdir, lakin daha bahalı və tapmaq çətindir. Bu ilk versiya sadə melodiyaları tək başına alət olaraq və ya saatlarda, qapı zənglərində çalmaq üçün istifadə edilə bilər … Layihənin ana səhifəsi: Avtomatik Boru Zəngləri ana səhifəsi Avtomatik Boru Zənglərinin videosu: Avtomatik Boru Zənglərinin YouTube videosuBu linklərdə tapa bilərsiniz. Öz zənglərinizi qurmaq üçün lazım olan bütün məlumatlar: Jim Haworth tərəfindən Külək Çanları Hazırlamaq Külək Çanları Jim Kirkpatrick tərəfindən Külək Çanları Konstruktorları Mesaj Qrupu