Elektrisch-analoge piano - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Muziek is een groot deel van onze cultuur -- iedereen luistert graag naar muziek. Maar terwijl luisteren naar muziek één ding is, is muziek leren maken een ander ding. Evenzo, hoewel muziek maken een moeilijke taak is, is het bouwen van een muziekinstrument een geheel nieuwe uitdaging. Muziekinstrumenten zijn doorgaans duur om te maken, omdat alleen de beste materialen worden gebruikt om het kunstwerk te maken, maar naarmate de tijd verstrijkt, evolueert onze technologie en hebben we nieuwe manieren ontdekt om muziek te maken dan traditionele muziekinstrumenten.

Een piano bouwen was nog nooit zo eenvoudig. Eigenlijk is het bouwen van een piano ook nog nooit zo rustiek zelfgemaakt geweest, maar desalniettemin is die levendige nostalgische stijl waarschijnlijk wat je in de eerste plaats zocht. We werden geïnspireerd door een circuitontwerp dat we vonden in een Elenco-elektronicaboekje terwijl we leerden over elektronica in onze technische klas van de negende klas. Hoewel het circuit niet op een piano leek, was het in staat om verschillende elektronische geluiden te maken, net als de muzieknoten die door een piano worden geproduceerd. We wilden een stap verder gaan en de schakeling integreren in het frame van een piano. Door dit te doen, konden we een neppiano maken die verschillende geluiden kon maken, net als een echte. Dus leer graag onze "Elektro-analoge piano" te maken, een nieuwe manier om de muziek te maken waar iedereen van houdt.

Stap 1: De goederen ophalen

Stuklijst/gereedschappen

• Materialen:

  • MDF Hout

    • 3 stukken
    • 12 "x 1/8" x 12"

  • Sprekers

    • 2 "diameter
    • 2 stukken

  • Gele LED's

    • 1/8 "diameter
    • 14 stuks

  • Groene LED's

    • 1/8 "diameter
    • 1 stuks

  • Everbilt wasknijpers

    12 stuks

  • Wit printerpapier

    • 8.5 "x 11"
    • 2 vellen

  • Spiesjes

    • 8 "x 1/8"
    • 2 stokjes

  • Blickeric zwarte verf

    1 kan

  • 3-pins schuifschakelaar

    • 1/8 "x 3/4"
    • 1 stuk

  • Dennenhout

    • 1'x1'
    • 1 vierkant

  • Geïsoleerde koperdraad

    19 ft

  • 9v batterijclip

    1 stuks

  • Drukknoppen

    12 stuks

  • Arduino UNO en snoeren

    2 van elk

• Benodigd gereedschap:

  • Kolomboormachine
  • Lintzaag
  • Klem
  • Coping zaag
  • Bestand
  • Penseel
  • Heet lijmpistool
  • Handboor
  • Houtlijm
  • Schuurpapier (korrel 120 en 220)
  • Rolzaag
  • X-Acto-mes
  • Elmers lijm
  • Stalen liniaal met kurkrug
  • Mat
  • 3/4 "boor
  • 1/8 "boor
  • Lood/tin soldeerdraad
  • Draadstrippers
  • Soldeerbout

Stap 2: De onderdelen van het frame maken

Met behulp van een lintzaag hebben we de voor-, achter-, onder-, boven-, linker- en rechterpanelen uit ⅛ "MDF-hout gesneden en de zijkanten gevijld. Vervolgens hebben we 12 sleutels uit ¾ "dennenhout gesneden en de randen geschuurd. Ten slotte hebben we vier kubussen uit ¾ "dennenhout gesneden om de zijkanten te ondersteunen tijdens het montageproces. Vervolgens hebben we een MDF-houten plank van 1 inch bij 1 voet uitgesneden en bewaard voor later. Gebruik de onderstaande blauwdruk om te verwijzen naar de afmetingen en vormen van de panelen. De totale afmetingen van de piano zijn 10”x2,5”x5”. Het is belangrijk op te merken dat hoewel onze tekening 14 toetsen heeft, de piano slechts plaats biedt aan 12 toetsen.

Stap 3: Monteer het frame

Om het frame te monteren, hebben we de grenen houten kubussen van eerder op de bodemplaat gelijmd, ongeveer ⅛ van de randen af. Vervolgens hebben we de linker-, rechter- en achterpanelen warm gelijmd op de onderste palen en de kubussteunen. Om het af te maken, hebben we eventuele gaten opgevuld met hete lijm. We hebben de hele linker-, rechter- en achterkant bedekt met wit printerpapier en met een x-acto-mes op de juiste maat gesneden. We schilderden het papier zwart zodra het op de piano was geplakt en schilderden alle toetsen wit. Raadpleeg de blauwdruk van de vorige stap om de richting van de stukken te vinden. Maak met een boor het gat voor de schakelaar volgens het diagram en gebruik een copingzaag om het de juiste maat te maken (⅛”x3/4”).

Stap 4: Coderen

We gebruikten twee Arduino-eenheden om de piano te programmeren. De code voor beide arduino's staat hieronder:

Eerste Arduino

int pos = 0;

ongeldige setup() {

pinMode (A0, INGANG);

pinMode (8, UITGANG);

pinMode (A1, INGANG);

pinMode (A2, INGANG);

pinMode (A3, INGANG);

pinMode (A4, INGANG);

pinMode (A5, INGANG);

}

lege lus() {

// als een druk op de knop op A0 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A0) == HOOG) {

toon (8, 440, 100); // speeltoon 57 (A4 = 440 Hz)

}

// als een druk op de knop op A1 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A1) == HOOG) {

toon (8, 494, 100); // speeltoon 59 (B4 = 494 Hz)

}

// als een druk op de knop op A2 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A2) == HOOG) {

toon (8, 523, 100); // speeltoon 60 (C5 = 523 Hz)

}

// als een druk op de knop op A3 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A3) == HOOG) {

toon (8, 587, 100); // speeltoon 62 (D5 = 587 Hz)

}

// als een druk op de knop op A4 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A4) == HOOG) {

toon (8, 659, 100); // speeltoon 64 (E5 = 659 Hz)

}

// als een druk op de knop op A5 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A5) == HOOG) {

toon (8, 698, 100); // speeltoon 65 (F5 = 698 Hz)

}

vertraging(10); // Stel een beetje uit om de simulatieprestaties te verbeteren

}

/*

Tweede Arduino:

int pos = 0;

ongeldige setup() {

pinMode (A0, INGANG);

pinMode (8, UITGANG);

pinMode (A1, INGANG);

pinMode (A2, INGANG);

pinMode (A3, INGANG);

pinMode (A4, INGANG);

pinMode (A5, INGANG);

}

lege lus() {

// als een druk op de knop op A0 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A0) == HOOG) {

toon (8, 784, 100); // speeltoon 67 (G5 = 784 Hz)

}

// als een druk op de knop op A1 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A1) == HOOG) {

toon (8, 880, 100); // speeltoon 69 (A5 = 880 Hz)

}

// als een druk op de knop op A2 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A2) == HOOG) {

toon (8, 988, 100); // speeltoon 71 (B5 = 988 Hz)

}

// als een druk op de knop op A3 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A3) == HOOG) {

toon (8, 1047, 100); // speeltoon 72 (C6 = 1047 Hz)

}

// als een druk op de knop op A4 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A4) == HOOG) {

toon (8, 1175, 100); // speeltoon 74 (D6 = 1175 Hz)

}

// als een druk op de knop op A5 wordt gedetecteerd

if (digitalRead (A5) == HOOG) {

toon (8, 1319, 100); // speeltoon 76 (E6 = 1319 Hz)

}

vertraging(10);

// Stel een beetje uit om de simulatieprestaties te verbeteren

}

Om de code op elke Arduino te downloaden, sluit u er een aan op een computer, voert u de bijbehorende code in op de website https://codebender.cc/ en downloadt u de code door op "uitvoeren op arduino" te klikken. Als dit niet werkt, probeer het dan opnieuw en verifieer uw code om eventuele bugs te verwijderen. Vergeet ook niet de juiste poort voor de usb te selecteren.

Stap 5: Het circuit testen op een breadboard

We hebben een plan gemaakt van het circuit van de piano op TinkerCAD. Raadpleeg dit diagram om twee identieke circuits op een fysiek breadboard te maken met de materialen die u in stap 1 hebt verzameld.

Stap 6: Toetsen/knoppen bevestigen

We namen onze 1 inch bij 1 voet MDF-houten plank en begonnen de toetsen te lijmen met houtlijm. Eerst maakten we markeringen met potlood die overgingen, een ⅛ "weg van het ene uiteinde, een ⅜" van het andere uiteinde. Daarna brachten we lijm aan op de open kant van de wasknijper en plakten deze zo dat de zijkant van het witte sleutelgedeelte van de toetsen op één lijn lag met de toetsen. We herhaalden dit proces voor de rest van de toetsen, door de een naast de ander te plaatsen. Toen we klaar waren, zaagden we 2 van ½” x ¾” x ¾” grenen hout brokken, en een ½” x ¾” x ⅞” grenen hout brok, voor later.

We hebben nog een MDF-plank van 1 "bij 10" gemaakt die als houder voor de knopen diende. We boorden gaten die in afstand van wasknijper tot wasknijper overeenkwamen. Daarna duwden we de uiteinden van de knopdraad door de gaten voor elke knop en bogen het zodat de loodrechte draden van één knop uit elkaar waren, en alle uiteinden van de knopdraad waren gerangschikt als treinrails. Daarna namen we 2 lange, niet-geïsoleerde stukken draad die zich uitstrekten van de 6e knop tot een beetje over de rand, en ze gesoldeerd zodat ze waren bevestigd en loodrecht op de uiteinden van de knopdraaduiteinden die zich het dichtst bij het midden bevonden. Zorg er bij het solderen voor dat u voldoende draad gebruikt om elk onderdeel aan te sluiten, maar probeer niet te veel te gebruiken, omdat dit ruimte inneemt aan de binnenkant van de piano.

Stap 7: Het circuit installeren

Nadat we het frame hadden bevestigd, installeerden we de LED's in de gaten en bevestigden ze op hun plaats met hete lijm, terwijl we de draden en weerstanden met de LED's verbonden met behulp van een soldeerbout. Losse verbindingen hebben we afgedekt met isolatietape om kortsluiting te voorkomen. De bovenzijde hebben we net als de andere zijden zwart geverfd.

We hebben twee gaten voor de batterijen geboord aan de linker- en rechterkant van de onderkant door twee gaten van ¾” naast elkaar te boren. Hierna stond de piano voor ons klaar om de schakeling te installeren. We hebben de componenten gesoldeerd volgens het breadboard-diagram. Zorg ervoor dat u eventuele open verbindingen afdekt met isolatietape nadat u klaar bent met solderen.

Stap 8: Bedrading van de toetsen

Op dit punt waren de bewegende delen van het toetsmechanisme op hun plaats, dus het enige dat moet worden gedaan, is de toetsen op het circuit aansluiten om geluid te produceren. We begonnen met het rijgen van een draad van 3 inch door elke wasknijper en deze aan een van de elektroden op de knop gesoldeerd. We hebben de elektroden zo opgesteld dat we van elke knop één elektrode op de positieve kant konden aansluiten en het deel met de draad die door de wasknijper loopt, zou de negatieve kant zijn. Onze schakeling zag er als volgt uit:

Nadat de draden aan elkaar waren gesoldeerd, hebben we de bodemplaat met de knoppen erop onder de toetsen gelijmd. Dit zorgde ervoor dat als een van de toetsen werd ingedrukt, een van de knoppen zou worden ingedrukt. Zo zag het voltooide sleutelapparaat eruit.

Monteer het sleutelapparaat op drie 1,5 hoge houten palen om de sleutels boven de lip van het voorframe te brengen.

Stap 9: Het lichaam van de piano verzegelen

Hiermee waren de onderdelen van de piano af. Een ding dat we moesten doen voor de eindmontage was het lijmen van een ¾” x ¾” x 3” stuk grenenhout over elk luidsprekergat om een richel te creëren om de luidsprekers op te monteren. We hebben de luidsprekers op het hout gelijmd met een heet lijmpistool.

Vervolgens moesten we het circuit in het pianoframe plaatsen. Hoewel je dit op elke gewenste manier kunt doen, raden we aan om de Arduino's onder het sleutelapparaat te plaatsen en de draden achter de sleutels te plaatsen. Vervolgens hebben we voor het ondersteunen van de toetsen de 2 ½” x ¾” x ¾” grenenhouten palen aan de zijkanten (die loodrecht op de voorkant stonden) direct naast de hoekblokken geplaatst en deze warm gelijmd en de ½” heet gelijmd x ¾” x ⅞” grenen palen in het midden tussen de 2 andere grenen palen. Daarna namen we het sleutelapparaat en plaatsten het precies op de 3 grenenhouten palen. Nadat de draden waren verborgen, hebben we de bovenkant aan de linker-, rechter- en achterkant gelijmd door hete lijm op de randen aan te brengen. Als laatste hebben we het voorpaneel op de piano gelijmd. Het voltooide product moet er als volgt uitzien:

We hopen dat je genoten hebt van het bouwen van onze elektro-analoge piano. Het enige dat u nog hoeft te doen, is de muziek laten stromen -- door de draden van uw nieuwe piano.

Stap 10: Reflectie

Een ding dat we leuk vonden aan ons project, was dat het origineel was en in theorie door iedereen kon worden gebruikt en genoten. Dit is geen normaal display-item, het is meer speelgoed dat kan worden gebruikt voor entertainment en mensen bij elkaar kan brengen zoals muziek dat doet in onze samenleving.

Een ding dat we zouden veranderen, is het gebruik van kortere draden, zodat het gemakkelijker is om het circuit in de piano te passen. We moesten de circuits in het apparaat vastklemmen, dus het zou gemakkelijker zijn geweest als er geen onnodige stukken draad waren die ruimte in beslag nemen. Dit probleem kan worden vermeden als de schakeling op een printplaat wordt geplaatst. Dit maakt het circuit net als op het breadboard netter en compacter. Als we een printplaat zouden gebruiken, zou het circuit minder draden hebben die ruimte innemen.

Als we dit project anders zouden doen, zouden we eerst de details van het circuit uitwerken omdat dat het meest tijdrovende onderdeel was. Het zou gemakkelijker zijn geweest om het frame van de piano te ontwerpen rond de mogelijkheden van het circuit in plaats van een vaag idee van het circuit te hebben bij het bouwen van het pianoframe. Dit zou het gemakkelijker maken om het circuit in de piano te integreren in plaats van onderweg de bedrading te moeten uitzoeken.