Een fantasie op het thema van de stylofoon: 7 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Ik besloot om een elektronisch muzikaal speelgoed te maken als kerstcadeau voor mijn zoontje. Ik bladerde op internet op zoek naar inspiratie en vond de Stylophone, een apparaat waarop ik mijn eigen ontwerp heb gebaseerd. In feite heb ik de korte toetsen van de Stylophone vervangen door lange, waardoor er een soort schrijfblok ontstond. Je kunt inderdaad karakters en zelfs woorden op dit pad schrijven, en elk karakter zou zijn eigen 'geluidsportret' hebben. Ik denk dat het nuttig zou zijn voor kinderen die leren schrijven, waardoor het leerproces amusant wordt.

Dit artikel is vandaag (21 februari 2019) ook gepubliceerd in Nuts and Volts, een tijdschrift voor liefhebbers van praktische elektronica.

Stap 1: Circuit

Het circuit is in feite een astabiele oscillator gebouwd met een

IC 555; een beschrijving van hoe deze schakeling werkt vind je bijvoorbeeld op www.electronics-tutorials.com. De frequentie van de trillingen hangt af van de waarden van R1, R2 en C1 en wordt berekend als:

(1) f = 1,44/(R1 +2*R2)*C1

Als u de frequentie wilt wijzigen, moet u daarom ofwel R of C wijzigen. Als u een stylofoon bespeelt, wijzigt u R2 om de frequentie van het geluid te wijzigen. Ik heb de formule (1) getransformeerd om R2 te scheiden:

(2) R2 = 1/2* {1.44/(f*C1) - R1}

Het bereik van mijn apparaat omvat 12 noten – van C6 (naar believen gekozen) tot C5#/D5b; de reden hiervoor is puur geometrisch - ik gebruikte een beschikbare houten kist (198 x 98 x 31 mm) als behuizing voor het apparaat en beschikbare aluminium strepen van 7 mm breed; er pasten dus slechts 12 sleutels in de breedte van de doos.

C#5/Db5 554.37

D5 587,33

D#5/Eb5 622,25

E5 659.25

F5 698.46

F#5/Gb5 739,99

G5 783,99

G#5/Ab5 830.61

A5 880.00

A#5/Bb5 932.33

B5 987.77

C6 1046,50

Een volledige tabel is hier te vinden:

Laten we R1 = 10 kΩ en C1 = 100 nF nemen, dan is R2 voor de frequentie van C6 (1046,50 Hz) berekend met de formule (2) 1876 ohm (afgerond op het hele getal). De waarden voor andere frequenties kunnen op dezelfde manier worden berekend; hoe lager de frequentie, hoe groter de waarde van R2. Laten we een reeks weerstanden (R3, R4, etc.) toevoegen aan R2; dan, als je het punt 'Key1' aanraakt met de stylus, zijn het (R2 + R3) die op het circuit zijn aangesloten; wanneer je het punt ‘Toets2’ aanraakt, maak je verbinding (R2 + R3 +R4), enzovoort. De waarde van R3 wordt dus berekend als:

(3) R3 = 1/2*{1.44/(f(B5)*C1) - R1} - R2, waarbij f(B5) - de frequentie is die overeenkomt met de noot B5

De andere waarden worden op dezelfde manier berekend, ze worden aangegeven in de stuklijst. Als u nieuwe waarden moet berekenen, kunt u een online rekenmachine gebruiken, bijvoorbeeld een van deze site: www.ohmslawcalculator.com. Omdat de waarden van de weerstanden niet standaard zijn, is het noodzakelijk om een vereiste waarde te combineren met de standaardwaarden; u kunt echter permanente weerstanden vervangen door trimmers en de vereiste waarden bepalen met behulp van een ohmmeter.

De schakeling is gemonteerd op een geperforeerde plaat, verbindingen worden gemaakt met flexibele draden. Ik stel voor om de componenten precies zo op de plaat te plaatsen als in het schakelschema.

Stap 2: Stuklijst

IC1 = NE555

R1 = 10 kΩ, R2 = 1876Ω, R3 = 411Ω, R4 = 438Ω, R5 = 456Ω, R6 = 482Ω, R7 = 520Ω, R8 = 546Ω, R9 = 570Ω, R10 = 626Ω, R11 = 650, R12 = 690Ω, R13 = 730Ω; alle weerstanden hebben een vermogen van 0,125 W

Cl = 100 nF, keramisch; C2 = 10 mF x 10V, elektrolytisch

LS1 – een luidspreker met een impedantie van 8 ohm.

SW1 – een miniatuur tuimelschakelaar

B1 = 4 x 1,5 V batterijen type AA

Stap 3: Fysieke regeling

Op de foto's ziet u de buiten- en binnenkant van het toestel; je bent vrij om je eigen manier te kiezen om de componenten in de doos te plaatsen.

Stap 4: Toetsen

Ik heb ze gemaakt van een aluminium strip met een doorsnede van 7x1mm. Een dunne laag aluminiumoxide die op het oppervlak van de toetsen wordt gevormd, beschermt ze tegen verdere oxidatie, maar verhindert niet elektrisch contact tussen toetsen en de stylus. Foto's tonen een tekening van een sleutel en leggen ook uit hoe u draden aan de sleutels bevestigt en de sleutels aan de doos bevestigt. Het is belangrijk dat de zijkanten van de toetsen geen afschuiningen hebben, anders zou de stylus niet soepel over het oppervlak bewegen.

Stap 5: Stylus

Ik maakte de stylus van een balpen die klaar was met zijn service. Het contact dat de toetsen raakt is in feite een pin van een stekker; Ik soldeerde er een flexibele draad aan, stopte de pin in de pen en vulde de ruimte rond de pin met een transparante hars. Er is een vereiste: het uiteinde van de pin moet halfrond zijn en een glad oppervlak hebben, het is noodzakelijk om krassen op de toetsen te voorkomen.

Stap 6: instrumenten en gereedschappen

Je hebt zeker een ohmmeter nodig als je trimmers gebruikt om de vereiste waarden van R3, R4, enz. vast te stellen; als u exacte notities wilt krijgen, kunt u een kamerton gebruiken om het apparaat af te stemmen. Een soldeerbout en een draadknipper zijn nodig om het circuit te monteren; een kleine ijzerzaag, een boor en een vijl - om de sleutels te maken. Uw keuze voor andere tools hangt echter grotendeels af van de behuizing die u voor uw apparaat gaat maken; Ik sluit niet uit dat iemand het zou 3D-printen.

Stap 7: Video

Deze video laat zien hoe je een 'geluidsportret' van een personage maakt.