Xylophone MIDI automatik: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Dalam arahan ini kita akan meneroka bagaimana solenoid api menggunakan isyarat Arduino Uno dan MIDI. Salah satu aplikasi terbaik untuk ini adalah membina xylophone automatik. Walaupun ini hanya panduan, kod Arduino dan skema elektrik akan diberikan.

Sebelum mencuba menyelesaikan projek ini, anda harus mempunyai:

• Kemahiran kerja asas kayu
• Kemahiran memateri
• Pemahaman mengenai platform Arduino
• Kesabaran yang tinggi.

Alat ganti dan bahan boleh didapati di penjual pilihan anda, tetapi jika anda baru dalam dunia elektronik disarankan agar anda menggunakan Adafruit untuk membeli alat ganti anda.

Senarai bahagian. (Catatan: Variasi yang berbeza dalam xylophone yang anda beli mungkin memerlukan tambahan dan / atau bahagian yang berbeza)

• Xylophone 16 kunci
• Jack MIDI
• Arduino Uno R3
• Arduino Dev. Perisai
• Pengembangan MCP23017 I2C
• Optocoupler Berkelajuan Tinggi 6N136
• Solenoid Mini 12V - x16
• 1N4007 Diod - x17
• Perintang 470 ohm - x2
• Perintang 1K ohm - x17
• Perintang 10K ohm
• Transistor C1815 NPN
• Transistor C4811 Darlington atau transistor TIP120 - x16
• Pin dan Soket Header
• 12V - Bekalan Kuasa. (Solenoid boleh mengambil sedikit tenaga, saya cadangkan bekalan 10A)
• LED (Pilihan warna pilihan anda)
• Dowel almari 3/4 inci - 6 kaki
• Papan lapis 3/4 inci atau MDF
• Papan tulis
• Kabel antara muka USB ke MIDI (jika dikendalikan dari PC)
• Skru saiz 4mm m2 - x32
• mesin basuh rata m2 - x32
• Kawat
• Pelbagai skru kayu

Senarai alat (Catatan: Projek ini memerlukan fabrikasi kayu dan alat kerja kayu tambahan disarankan.)

• Besi pematerian
• Pelucut Kawat
• Pemutar skru.
• Tang
• Senapang Gam Panas
• Lem Super
• Gerudi.
• Mata gerudi. (Bit dan bit spade 3/4 inci untuk lubang juruterbang)
• Alat Ukur (saya menggunakan tepi lurus.)
• Pensil.
• Jigsaw

Alat Pilihan

• Alat Desoldering (jika anda baru untuk pematerian)
• Pinset

Langkah 1: Pendawaian Midi Controller

Langkah pertama ialah memasang pengawal MIDI.

Untuk ini, anda memerlukan:

• Jack MIDI
• Arduino Dev. Perisai
• Pengembangan MCP23017 I2C
• Optocoupler Berkelajuan Tinggi 6N136
• 1N4007 Diod - x1
• Perintang 470 ohm - x2
• Perintang 1K ohm - x1
• Perintang 10K ohm
• Transistor C1815 NPN
• Pin dan Soket Header
• LED
• Kawat

Litar MIDI boleh kelihatan menakutkan bagi pemula, tetapi sebenarnya agak lurus ke hadapan. Sekiranya anda mengikuti skema yang disediakan, anda tidak akan menghadapi masalah.

Penempatan komponen akan menjadi kritikal. Mudah keluar dari bilik dengan cepat, jadi gunakan gambar pengawal siap yang disediakan sebagai panduan. Terdapat beberapa susun atur yang akan berfungsi untuk langkah ini, jadi jika anda bermain-main dengan penempatan, anda mungkin dapat mencari jalan yang lebih sesuai untuk anda.

Segala-galanya akan mempunyai persamaan dalam projek ini; yang akan menjadi penting pada langkah seterusnya.

Oleh kerana kami bekerja dengan bekalan kuasa 12 volt, solenoid 12 volt, dan 12 volt berada dalam julat yang boleh diterima untuk menghidupkan Arduino, kami dapat menggunakan bekalan kuasa yang sama untuk segalanya.

Sekiranya anda baru menggunakan solder, saya sangat mengesyorkan agar anda melihat panduan Adafruit untuk menyolder dan berlatih di beberapa papan wangi sebelum meneruskan projek ini.

Begitu juga, jika anda baru membaca skema, sekarang adalah masa yang tepat untuk membaca beberapa simbol dan kekutuban. All About Circuits adalah sumber yang baik untuk ini.

Langkah 2: Pendawaian Litar Solenoid

Seterusnya Kami akan beralih ke litar solenoid.

Untuk langkah ini, anda memerlukan:

• 1 1N4007 Diod - x16
• Perintang 1K ohm - x16
• Transistor Darlington atau transistor TIP120 - x16
• Pin dan Soket Header
• Kawat

Litar solenoid lebih kurang menakutkan. Oleh kerana litar ini akan menjadi sangat kecil, ini adalah masa yang tepat untuk menggunakan beberapa papan serpihan parfum jika anda meletakkannya di sekitar. Anda perlu membuat 16 daripadanya. Dalam contoh foto, 4 litar setiap papan dibuat dan berfungsi dengan sempurna.

Ingatlah untuk menyambungkan wayar tanah litar solenoid anda ke bidang tanah yang sama dengan Arduino anda.

Segala-galanya dalam contoh adalah modular, jadi header dan soket digunakan untuk membuat pengujian lebih mudah. Walau bagaimanapun, jika anda ingin menjimatkan beberapa dolar, anda boleh memasukkan wayar terus ke papan.

Solenoid yang digunakan dalam contoh ini disertakan dengan penyambung JST 2 pin dari kilang. Walaupun tidak ada port JST yang berguna di kotak alat saya sendiri, beberapa penyambung sudut kanan rawak digabungkan dengan baik. Satu lagi penggunaan bahan sekerap yang baik.

Langkah 3: Membina Bingkai

Langkah ketiga, dan terbesar dalam proses adalah memasang bingkai.

Anda perlu:

• 16 kunci Xylophone Mini 12V
• Dowel almari 3/4 inci - 6 kaki
• Papan lapis 3/4 inci atau MDF
• Pelbagai skru kayu

Rangka itu adalah kawasan pertama di mana anda akan berada sendiri. Kemungkinan anda tidak akan mempunyai xylophone yang sama dengan yang saya gunakan dan ukuran anda akan berbeza dengan yang saya gunakan. Tetapi jangan takut, saya akan memberikan sebanyak mungkin maklumat mengenai proses reka bentuk.

Mula-mula saya mengambil 3 ukuran xilofon saya:

• Ketinggian
• Panjang
• Lebar sisi oktaf rendah (titik terluas)

Saya kemudian memotong segi empat tepat dari papan lapis; panjang segi empat tepat anda hendaklah sepadan dengan lebar xilofon anda. Ketinggian akan memberi anda ruang yang cukup untuk mengangkat xylophone anda beberapa inci dari permukaan apa sahaja yang anda letakkan. Ia juga harus memberi ruang tengah bar anda cukup untuk menempatkan litar solenoid dan transistor.

Setelah memotong segi empat, saya memotong setiap sudut untuk memberikan bentuk yang bagus. Langkah ini adalah pilihan tetapi jika anda ingin melakukan tanda yang sama dari mana permulaan sudut akan menyala dengan kunci xylophone saya dan dipotong ke tengah atas. Kedua-dua belah pihak harus sama antara satu sama lain.

Saya mengikat dua sisi bersama-sama dan menggunakan sekop 3/4 inci untuk mengebor lubang yang membolehkan saya memasukkan dowel saya.

Setelah selesai, saya memotong 2 keping papan lapis lagi sebagai penahan untuk memegang xylophone (serupa dengan pin rak). Rumus yang saya gunakan untuk mengukur sokongan dijelaskan di bawah.

Dimensi Sokongan:

• Sokongan xylophone 1 (Tinggi = 1 inci, Panjang = Lebar sisi xilofon oktaf rendah)
• Sokongan Xylophone 2 (Tinggi = 1 inci, Panjang = Lebar sisi xilofon oktaf tinggi)

Saya melekatkan dan mengacukan penyokong ke bingkai memastikan bahawa mereka memegang tahap xylophone saya. Saya memotong dowel almari saya menjadi separuh dan memasukkan 2 keping itu ke dalam lubang mereka. Saya memeriksa kesesuaian asas untuk semuanya dan melekatkannya bersama. Setelah lem kering saya memotong kepingan tambahan almari almari dan menyisipkannya rata di sisi.

Bar tengah adalah bahagian paling sukar dan paling penting. Ia mesti lurus dengan sempurna dan anda perlu meninggalkan jurang yang hampir sempurna di antara bar tengah dan kunci. Terlalu banyak jurang dan solenoid anda tidak akan bersentuhan, terlalu sedikit jurang dan xylophone anda tidak akan terdengar betul.

Saya memotong bar tengah agar sesuai di antara kedua sisi xylophone. Saya berpasir, mengukur, dan mengulangi langkah ini sehingga bar tengah saya lurus seperti yang saya dapat membuatnya. Saya kemudian meletakkan majalah setebal 4mm pada kunci xylophone saya dan menggunakannya sebagai panduan untuk memegang bar tengah tepat di tempat yang sepatutnya. Saya menggunakan 2 skru di setiap sisi untuk menahan bar tengah di tempatnya.

Tahniah, anda sudah selesai dengan bingkai!

Langkah 4: Meletakkan Solenoid

Langkah 4 ialah memasang solenoid ke bar tengah.

Anda perlu:

• Solenoid Mini 12v - x16
• Skru saiz 4mm m2 - x32
• mesin basuh rata m2 - x32
• Pelbagai skru kayu
• Tongkat kraf

Bagaimana anda meletakkan solenoid anda semua bergantung pada xylophone anda. Saya meletakkan sebatang tongkat kerajinan di seberapa banyak kunci yang sesuai dan ditandai kawasan di mana solenoid saya mengetuk bahagian tengah setiap kunci xilofon. Jarak akhirnya menjadi 4 solenoid setiap batang kerajinan.

Solenoid yang digunakan dalam contoh telah diketuk untuk skru saiz M2. Skru 4mm M2 dengan mesin basuh rata M2 mengikat solenoid ke tongkat kraf dengan sempurna. Saya telah menggerudi lubang untuk skru dan memasang solenoid dengan ketat ke batang kerajinan.

Saya kemudian memotong beberapa batang kerajinan dan melekatkannya di bahagian belakang susunan solenoid saya; ini melakukan dua perkara. Mula-mula ia meletakkan jarak solenoid dari bar tengah sehingga kepala skru M2 yang dipasang di bahagian belakang solenoid tidak akan duduk di atas balok tengah. Kedua ia memberikan susunan solenoid sambungan yang lebih kukuh dengan menyediakan lebih banyak bahan untuk dimasukkan.

Untuk memasang susunan ke balok tengah, saya melepaskan jarak dengan membariskan susunan solenoid ke tempat yang saya sepatutnya; secara manual menekan pelocok solenoid saya untuk memastikan bahawa mereka semua akan menekan kekunci xylophone secara merata; dan kemudian menggunakan skru kayu kecil untuk memasangkannya ke bar tengah.

Langkah 5: Mengekod Arduino dan Memahami MIDI

Untuk memprogram Arduino, anda perlu memasang Arduino IDE terkini dan belajar bagaimana melakukan beberapa perkara asas seperti memuat naik ke Arduino anda dan memasang Perpustakaan. Terdapat banyak panduan di internet mengenai cara melakukan ini dan prosesnya tidak sesuai dengan skop binaan ini.

Setelah anda selesa menggunakan Arduino IDE, anda memerlukan Perpustakaan berikut.

• Perpustakaan Arduino MIDI
• Perpustakaan Adafruit MCP23017

Setelah anda memasang perpustakaan tersebut, muat turun kod dari arahan ini dan salin dan tampal ke Arduino IDE.

Tanpa melampirkan papan MIDI yang anda buat, muat naik kod tersebut ke Arduino. Setelah kod diunggah, sambungkan semuanya, tekan butang reset pada Arduino, dan uji bahawa semuanya berfungsi sebagaimana mestinya.

CATATAN*

Xilofon yang berbeza mempunyai susunan nota yang berbeza sehingga kod tepat yang saya tulis mungkin tidak berfungsi dengan betul untuk xylophone anda. Tetapi ini adalah penyelesaian yang mudah. Rujuk carta nota MIDI ini dan ubah nombor nota dalam kod Arduino agar sesuai dengan nota xylophone anda.

Sebagai rujukan, nota yang telah saya tetapkan adalah seperti berikut:

• 79 - G
• 77 - F
• 76 - E
• 74 - D
• 72 - C
• 71 - B
• 69 - A
• 67 - G
• 65 - F
• 64 - E
• 62 - D
• 60 - C - Tengah C
• 59 - B
• 57 - A
• 55 - G
• 53 - F

Langkah 6: Program Muzik

Program yang anda lihat dalam video adalah Guitar Pro 6. Ia tidak terlalu mahal, tetapi mudah digunakan dan dapat menghasilkan MIDI seperti yang saya mahukan. Ciri lain yang bagus dari GP6 ialah anda dapat menambahkan staccato ke seluruh trek yang membantu bunyi xylophone lebih baik dengan melepaskan nota sebelum waktunya.

Perincian penting seterusnya adalah bahawa xylophone saya hanya 2 oktaf nota semula jadi; yang bermaksud bahawa ia tidak dapat bermain tajam atau flat.

Sekiranya anda membina projek ini, sila muat turun Tema Tetris yang saya sertakan di halaman ini.