Eenvoudige elektronische piano - Ajarnpa

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

Elektronica kan heel gemakkelijk geluiden maken met slechts een handvol onderdelen. Hier leest u hoe u een eenvoudige piano maakt met een 555-timer. Ik ontwierp en testte dit circuit met Tinkercad, en bouwde toen het echte werk.

Hier is alles wat je nodig hebt:

• 1 x 555 timer (Jameco)
• 8 x drukknoppen (Jameco)
• 1 x 100 nF condensator (Jameco)
• 1 x Weerstanden assortiment - 390Ω, 620Ω, 910Ω, 2 x 1kΩ, 1.1kΩ, 1.3kΩ, 1.5kΩ, 6.2kΩ (Jameco)
• 1 x piëzo-zoemer (Jameco)
• 22 AWG aansluitdraad (Jameco)
• 1 x 9V batterij aansluiting (Jameco)
• 1 x soldeerloze breadboard (Jameco)
• 1 x 9V batterij

Stap 1: Een beetje achtergrond

EEN (1kΩ)", "top":0.3485342019543974, "left":0.67578125, "height":0.08143322475570032, "width":0.048828125}, {"noteID":"NU0SMSRIFJYSKZN", "author":"joshua.brooks", " text":"R_B (verschilt per noot)", "top":0.3534201954397394, "left":0.3515625, "height":0.08143322475570032, "width":0.3154296875}, {"noteID":"NTR1FHAIFJYSL0Q", "author":"joshua.brooks", "text":"C (100 nF)", "top":0.509771986970684, "links":0.6787109375, "hoogte":0.08143322475570032, "breedte":0.048828125}]">

Gevaar: er is wiskunde in het verschiet…

Als het je niet uitmaakt hoe dit ding werkt en je wilt het meteen in elkaar zetten, ga dan verder met de volgende stap.

Deze piano gebruikt de astabiele modus van een gemeenschappelijk 555 timer-geïntegreerd circuit om de toon te produceren die de luidspreker aanstuurt (piëzo-zoemer). Als je nieuwsgierig bent naar hoe een 555-timer werkt en naar de verschillende configuratiemodi, is er hier een goede Instructable.

Elke muzieknoot heeft een hoofdfrequentie, dat is hoe vaak per seconde het ding dat het geluid produceert heen en weer trilt per seconde. De frequentie geproduceerd door een 555 timer in astabiele modus is afhankelijk van de waarden van de condensator (C) en twee weerstanden (R_EEN & R_B). Deze relatie is

Ik besloot dit zo te ontwerpen dat R_EEN en C zijn hetzelfde voor alle noten (R_EEN is 1kΩ, en C is 100 nF). Dit laat R_B om de toon te zetten. Dus voor een bepaalde frequentie,

De manier waarop dit ding is aangesloten, voor een bepaalde knop R_B is de waarde van alle weerstanden van de knop tot het einde van de weerstandsketen aan de rechterkant bij elkaar opgeteld. Het was dus een kwestie van de juiste reeks weerstanden vinden om dit te laten werken. De volgende tabel laat zien hoe de weerstanden werden gekozen. Beginnend met de hoogste noot, R_B werd berekend voor elke noot, en algemeen beschikbare weerstanden werden gekozen om R. te benaderen_B.

Opmerking	frequentie (Hz)	RB (Ω)	Weerstand(en)
C5	523	13151	1,5kΩ + 1,3kΩ + 620Ω + 1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
NS5	587	11662	1,3kΩ + 620Ω + 1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
E5	659	10335	620Ω + 1.1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6.2kΩ
F5	698	9727	1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2k
G5	784	8611	1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
EEN5	880	7617	910Ω + 390Ω + 6.2kΩ
B5	988	6731	390Ω + 6.2kΩ
C6	1047	6325	6.2kΩ

Vanwege de keuze om algemeen beschikbare weerstanden te gebruiken om de gewenste waarden te benaderen, zijn de tonen een beetje afwijkend, maar niet veel.

Stap 2: Probeer voordat u onderdelen koopt

Ik heb dit circuit eerst in Tinkercad "gebouwd" om het uit te proberen en ervoor te zorgen dat alles werkte voordat ik het echte circuit in elkaar zette. Hierdoor kon ik verschillende weerstandswaarden en configuraties (gratis!) uitproberen voordat ik tot het definitieve ontwerp kwam. Ik kon zelfs in mijn browser horen hoe het klinkt.

Hier is de piano in Tinkercad. Druk op "Start Simulatie" om het uit te proberen.

Stap 3: Zet het samen

Na het verzamelen van de onderdelen uit de lijst aan het begin van deze Instructable, is het tijd om het samen te stellen.

De lange rijen aan de boven- en onderkant van het breadboard zijn bedoeld om de stroom (+9 volt en aarde) van de batterij naar de rest van het circuit te verbinden. Deze rijen zijn helemaal elektrisch verbonden en fungeren als een draad tussen componenten die in hun gaten worden gedrukt. Uiteindelijk wordt de zwarte draad (massa) aangesloten op de rij onderaan en de rode draad (+9 volt) op de rij bovenaan. Doe dit nog niet. U sluit de batterij als laatste aan.

Evenzo is elke kolom met 5 gaten in het middengebied elektrisch verbonden. Dus twee dingen die op dezelfde kolom zijn aangesloten, zijn verbonden als door een draad. Merk op dat de kolommen boven en onder het lege gebied in het midden elektrisch gescheiden zijn.

Begin met het plaatsen van de 555 timer-chip in het breadboard. Het wordt zo uitgelijnd dat de stip erop (pin 1-indicator) zich linksonder bevindt wanneer u ernaar kijkt. Plaats het naar de rechterkant van het breadboard, zodat de pinnen over het lege kanaal lopen dat door het midden van het breadboard loopt. Druk het voorzichtig met gelijkmatige druk naar beneden totdat alle pinnen in hun gaten zijn gekomen en de chip plat op het oppervlak van het breadboard ligt.

De pinnen van de 555 zijn genummerd 1, 2, 3, 4 aan de onderkant van links naar rechts en 5, 6, 7, 8 aan de bovenkant van rechts naar links. Ze lopen tegen de klok in, beginnend linksonder.

Verbind pin 2 met pin 6 van de 555 met een geschikte lengte aansluitdraad. Je kunt dit zien als de groene draad in de bovenstaande afbeeldingen. Sluit pin 1 aan op de grondrij aan de onderkant. Sluit pinnen 4 en 8 aan op de +9 volt-rij aan de bovenkant van het bord.

Buig voorzichtig de draden van een van de 1kΩ-weerstanden (bruin-zwart-rood) en sluit deze aan tussen pin 7 van de 555 en de +9 volt-rij bovenaan.

Sluit de condensator aan tussen pin 1 en 2 van de 555.

Als de piëzo-zoemer die je hebt buigbare draden heeft, sluit dan de positieve (rode) draad aan op pin 3 van de 555-timer. Sluit de negatieve (zwarte) draad aan op de grondrij aan de onderkant. Anders, als je piëzo stijve pinnen heeft, plaats deze dan over het breadboard rechts van de 555 met de negatieve pin ergens op de grondrij. Zoek waar de positieve pin verbinding maakt met het breadboard en plaats een aansluitdraad om die kolom te verbinden met pin 3 van de 555. Druk vervolgens de piëzo op zijn plaats.

Nu, voor de knoppen. Begin met het plaatsen van een kleine aansluitdraad tussen pin 7 van de 555 en een kolom aan de linkerkant (zie de oranje draad in de afbeelding hierboven). Zoek de weerstand van 6,2 kΩ (blauw-rood-rood) en sluit deze aan tussen het andere uiteinde van deze aansluitdraad en een andere kolom aan de linkerkant.

Plaats een van de drukknoppen zodat deze over het kanaal in het midden van het breadboard valt, met de pin rechtsboven op dezelfde kolom als de weerstand. Duw het voorzichtig op zijn plaats zodat het volledig in het breadboard zit. Sluit een aansluitdraad van de juiste lengte aan tussen de pin rechtsonder van de knop en pin 2 van de 555.

Nu is het tijd voor een snelle test! Sluit de zwarte draad van de batterijconnector aan op de onderste (massa) rij en de rode draad op de bovenste (+9 volt) rij. Sluit de batterij aan op de batterijconnector. Probeer op de drukknop te drukken en u zou een toon moeten horen! Als u geen geluid hoort, controleer dan opnieuw al uw verbindingen, controleer of de batterij goed is en probeer het opnieuw. Koppel na deze test de accu los.

Nu wordt elk van de resterende knoppen van rechts naar links toegevoegd. Verbind de weerstand van de kolom van de vorige weerstand met waar de volgende knop zal zijn (4 rijen naar links in de afbeeldingen hierboven). Plaats de volgende knop op zijn plaats met de pin rechtsboven aan het andere uiteinde van de weerstand. Sluit een kleine aansluitdraad aan tussen de pin linksonder van deze knop en de pin linksonder van de knop rechts. Doe dit voor alle knoppen. De weerstanden in volgorde van rechts naar links zijn:

• 390Ω (oranje-wit-bruin)
• 910Ω (wit-bruin-bruin)
• 1kΩ (bruin-zwart-rood)
• 1.1kΩ (bruin-bruin-rood)
• 620Ω (blauw-rood-bruin)
• 1.3kΩ (bruin-oranje-rood)
• 1.5kΩ (bruin-groen-rood)

Nadat alle weerstanden en knoppen op hun plaats zitten, sluit u de batterij opnieuw aan en begint u te spelen!