Elektrisk-analogt klaver: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Musik er en stor del af vores kultur - alle nyder at lytte til musik. Men mens at lytte til musik er en ting, er det at lære at lave musik en anden ting. På samme måde, mens at lave musik er en vanskelig opgave, er det en helt ny udfordring at bygge et musikinstrument. Typisk er musikinstrumenter dyre at lave, da kun de fineste materialer bruges til at skabe kunstværket, men som tiden går, udvikler vores teknologi sig, og vi har opdaget nye måder at lave musik på end traditionelle musikinstrumenter.

Det har aldrig været lettere at bygge et klaver. Faktisk har det aldrig været så rustikt hjemmelavet at bygge et klaver, men ikke desto mindre er den levende nostalgiske stil sandsynligvis det, du ledte efter i første omgang. Vi blev inspireret af et kredsløbsdesign, som vi fandt i et Elenco elektronisk hæfte, mens vi lærte om elektronik i vores niende klasse ingeniørklasse. Selvom kredsløbet ikke lignede et klaver, var det i stand til at lave forskellige elektroniske lyde ligesom de musikalske noter produceret af et klaver. Vi ville tage dette et skridt videre og integrere kredsløbet i rammen af et klaver. Ved at gøre dette var vi i stand til at skabe et falsk klaver, der kunne lave forskellige lyde ligesom et ægte. Så nyd at lære at lave vores “elektro-analoge klaver”, en ny måde at lave den musik, som alle elsker.

Trin 1: Få varerne

Materiale/værktøj

• Materialer:

  • MDF Træ

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

  • Højttalere

    • 2 "diameter
    • 2 stykker

  • Gule lysdioder

    • 1/8 "diameter
    • 14 stk

  • Grønne lysdioder

    • 1/8 "diameter
    • 1 stk

  • Everbilt Tøjklemmer

    12 stykker

  • Hvidt printerpapir

    • 8,5 "x 11"
    • 2 ark

  • Spyd

    • 8 "x 1/8"
    • 2 pinde

  • Blickeric sort maling

    1 dåse

  • 3-benet stiftkontakt

    • 1/8 "x 3/4"
    • 1 styk

  • Fyrretræ

    • 1 'x 1'
    • 1 firkant

  • Isoleret kobbertråd

    19 fod

  • 9v batteriklemme

    1 stk

  • Trykknapper

    12 stykker

  • Arduino UNO og snore

    2 af hver

• Påkrævede værktøjer:

  • Boremaskine
  • Båndsav
  • Klemme
  • Coping Saw
  • Fil

  • Pensel

  • Varm limpistol
  • Håndbor
  • Trælim
  • Sandpapir (120 og 220 korn)
  • Rul sav
  • X-Acto kniv
  • Elmers lim
  • Lineal i korkstøbt stål
  • Måtte
  • 3/4 "bor
  • 1/8 "bor
  • Bly/Tin lodningstråd
  • Wire strippere
  • Loddekolbe

Trin 2: Fremstilling af rammens komponenter

Ved hjælp af en båndsav skar vi de forreste, bageste, nederste, øverste, venstre og højre paneler ud af ⅛”MDF -træ og arkiverede siderne. Derefter skar vi 12 nøgler ud af ¾”fyrretræ og slibede kanterne. Endelig skærer vi fire terninger ud af ¾”fyrretræ for at hjælpe med at støtte siderne under samlingsprocessen. Derefter skar vi en MDF -træplanke på 1 x 1 fod og gemte den til senere. Brug tegningen herunder til at referere til panelernes størrelse og form. De overordnede dimensioner af klaveret er 10”x2,5” x5”. Det er vigtigt at bemærke, at mens vores tegning har 14 nøgler, kan klaveret kun rumme 12 nøgler.

Trin 3: Saml rammen

For at samle rammen limede vi fyrretræstern fra tidligere til bundpladen cirka ⅛”væk fra kanterne. Derefter varmlimede vi venstre, højre og bagpaneler til den nederste bleg og terningestøtterne. For at afslutte det udfyldte vi eventuelle huller med varm lim. Vi dækkede hele venstre, højre og bagflade med hvidt printerpapir og skar det til den rigtige størrelse ved hjælp af en x-acto kniv. Vi malede papiret sort, når det var limet på klaveret og malede alle tasterne hvide. Henvisning til tegningen fra det foregående trin for at finde stykkernes orientering. Brug et bor til at lave hullet til kontakten i henhold til diagrammet, og brug en håndsav til at gøre den til den rigtige størrelse (⅛”x3/4”).

Trin 4: Kodning

Vi brugte to Arduino -enheder til at programmere klaveret. Koden for begge arduinos er nedenfor:

Første Arduino

int pos = 0;

ugyldig opsætning () {

pinMode (A0, INPUT);

pinMode (8, OUTPUT);

pinMode (A1, INPUT);

pinMode (A2, INPUT);

pinMode (A3, INPUT);

pinMode (A4, INPUT);

pinMode (A5, INPUT);

}

void loop () {

// hvis der trykkes på knap på A0

hvis (digitalRead (A0) == HIGH) {

tone (8, 440, 100); // afspil tone 57 (A4 = 440 Hz)

}

// hvis der trykkes på knap på A1

hvis (digitalRead (A1) == HIGH) {

tone (8, 494, 100); // afspil tone 59 (B4 = 494 Hz)

}

// hvis der trykkes på knap på A2

hvis (digitalRead (A2) == HIGH) {

tone (8, 523, 100); // afspilningstone 60 (C5 = 523 Hz)

}

// hvis der trykkes på knap på A3

hvis (digitalRead (A3) == HIGH) {

tone (8, 587, 100); // afspil tone 62 (D5 = 587 Hz)

}

// hvis der registreres et tryk på knappen på A4

hvis (digitalRead (A4) == HIGH) {

tone (8, 659, 100); // afspil tone 64 (E5 = 659 Hz)

}

// hvis der trykkes på knap på A5

hvis (digitalRead (A5) == HIGH) {

tone (8, 698, 100); // afspil tone 65 (F5 = 698 Hz)

}

forsinkelse (10); // Forsink lidt for at forbedre simuleringsydelsen

}

/*

Anden Arduino:

int pos = 0;

ugyldig opsætning () {

pinMode (A0, INPUT);

pinMode (8, OUTPUT);

pinMode (A1, INPUT);

pinMode (A2, INPUT);

pinMode (A3, INPUT);

pinMode (A4, INPUT);

pinMode (A5, INPUT);

}

void loop () {

// hvis der trykkes på knap på A0

hvis (digitalRead (A0) == HIGH) {

tone (8, 784, 100); // afspil tone 67 (G5 = 784 Hz)

}

// hvis der trykkes på knap på A1

hvis (digitalRead (A1) == HIGH) {

tone (8, 880, 100); // afspil tone 69 (A5 = 880 Hz)

}

// hvis der trykkes på knap på A2

hvis (digitalRead (A2) == HIGH) {

tone (8, 988, 100); // afspil tone 71 (B5 = 988 Hz)

}

// hvis der trykkes på knap på A3

hvis (digitalRead (A3) == HIGH) {

tone (8, 1047, 100); // afspil tone 72 (C6 = 1047 Hz)

}

// hvis der registreres et tryk på knappen på A4

hvis (digitalRead (A4) == HIGH) {

tone (8, 1175, 100); // afspil tone 74 (D6 = 1175 Hz)

}

// hvis der trykkes på knap på A5

hvis (digitalRead (A5) == HIGH) {

tone (8, 1319, 100); // afspil tone 76 (E6 = 1319 Hz)

}

forsinkelse (10);

// Forsink lidt for at forbedre simuleringsydelsen

}

For at downloade koden til hver Arduino skal du slutte en til en computer, indtaste den tilsvarende kode på webstedet https://codebender.cc/, og downloade koden ved at klikke på "Kør på Arduino". Hvis dette ikke virker, kan du prøve igen og sørge for at bekræfte din kode for at fjerne eventuelle fejl. Husk også at vælge den rigtige port til usb.

Trin 5: Test af kredsløbet på et brødbræt

Vi lavede en plan for klaverets kredsløb på TinkerCAD. Henvis til dette diagram for at oprette to identiske kredsløb på et fysisk brødbræt med de materialer, du samlede i trin 1.

Trin 6: Vedhæftning af taster/knapper

Vi tog vores MDF -træplanke på 1 cm x 1 fod og begyndte at lime nøglerne med trælim. Først lavede vi markeringer med blyant, der gik på tværs, den ene ⅛”væk fra den ene ende, den ene ⅜” væk fra den anden ende. Derefter lagde vi lim på den åbne side af tøjklemmen, og stak den fast, så siden af den hvide nøgledel af tasterne ville være justeret til tasterne. Vi gentog denne proces for resten af tasterne og placerede den ene ved siden af den anden. Da vi var færdige, savede vi 2 af ½”x ¾” x ¾”fyrretræsstumper og en ½” x ¾”x ⅞” fyrretræsstykke til senere.

Vi lavede endnu en”x 10” MDF træplanke, der fungerede som en holder til knapperne. Vi borede huller, der svarede i afstand fra tøjnåle til tøjklemme. Derefter skubbede vi knappetrådens ender gennem hullerne til hver enkelt og bøjede den, så de vinkelrette ledninger på en knap var adskilt fra hinanden, og alle knappetrådens ender var arrangeret som togspor. Bagefter tog vi 2 lange, uisolerede stykker tråd, der strakte sig fra den 6. knap til lidt over kanten, og loddet dem, så de blev fastgjort og vinkelret på enderne af knappetrådens ender tættest på midten. Ved lodning skal du sørge for at bruge nok ledning til at forbinde hver komponent, men prøv ikke at bruge for meget, fordi det vil optage plads på indersiden af klaveret.

Trin 7: Installation af kredsløbet

Efter at have rammet op, installerede vi lysdioderne i hullerne og fikserede dem på plads med varm lim, mens vi forbandt ledninger og modstande til lysdioderne ved hjælp af et loddejern. Vi dækkede eventuelle løse forbindelser med elektrisk tape for at forhindre kortslutning. Vi malede oversiden sort ligesom de andre sider.

Vi borede to huller til batterierne i venstre og højre side af bundfladen ved at bore to ¾”huller side om side. Herefter var klaveret klar til at vi kunne installere kredsløbet. Vi loddet komponenterne i henhold til brødbrætdiagrammet. Sørg for at dække alle åbne forbindelser med elektrisk tape, når du er færdig med lodning.

Trin 8: Tilslutning af tasterne

På dette tidspunkt var de bevægelige dele af nøglemekanismen på plads, så alt hvad der skal gøres er at forbinde tasterne til kredsløbet for at producere lyd. Vi begyndte med at tråde en 3 tommer ledning gennem hver tøjnåle og lodde den til en af elektroderne på knappen. Vi lagde elektroderne på linje, så vi kunne forbinde en elektrode fra hver knap til den positive side, og den del med ledningen, der løber gennem tøjklemmen, ville være den negative side. Vores kredsløb så sådan ud:

Når ledningerne var loddet sammen, limede vi bundpladen med knapperne på den under tasterne. Dette gjorde det sådan, at hvis der blev trykket på en af tasterne, ville en af knapperne blive skubbet. Sådan så det færdige nøgleapparat ud.

Monter nøgleapparatet på tre 1,5”høje træpæle for at løfte nøglerne over frontrammens læbe.

Trin 9: Forsegling af klaverets krop

Hermed var klaverets komponenter færdige. En ting vi var nødt til at gøre før den sidste samling var at lime et ¾”x ¾” x 3”stykke fyrretræ over hvert højttalerhul for at give en afsats til at montere højttalerne på. Vi limede højttalerne på træet med en varm limpistol.

Dernæst måtte vi placere kredsløbet i klaverrammen. Selvom du kan gøre det, som du vil, anbefaler vi, at du lægger Arduinos under nøgleapparatet og placerer ledningerne bag nøglerne. Derefter for at understøtte nøglerne satte vi de 2 ½ "x ¾" x ¾ "fyrretræspæle i siderne (der var vinkelret på forsiden) lige ved siden af hjørneblokkene og varmlimede det på og varmlimede ½" x ¾”x ⅞” fyrretræsstiller i midten mellem de 2 andre fyrretræsstiller. Bagefter tog vi nøgleapparatet og placerede det lige på de 3 fyrretræsstiller. Når ledningerne var gemt væk, limede vi toppen til venstre, højre og bagside ved at lægge varm lim på kanterne. Endelig limede vi frontpanelet på klaveret. Det færdige produkt skal se sådan ud:

Vi håber, at du nød at bygge vores elektro-analoge klaver. Det eneste, der er tilbage at gøre, er at lade musikken flyde - gennem ledningerne på dit nye klaver.

Trin 10: Refleksion

En ting, vi kunne lide ved vores projekt, var, at det var originalt og teoretisk set kunne bruges og nydes af alle. Dette er ikke noget normalt udstillingsemne, det er mere et legetøj, der kan bruges til underholdning og kan bringe mennesker sammen som musik gør i vores samfund.

En ting vi ville ændre er at bruge kortere ledninger, så det er lettere at montere kredsløbet inde i klaveret. Vi var nødt til at sætte kredsløbene fast i enheden, så det havde været lettere, hvis der ikke var unødvendige længder af ledninger, der fylder. Dette problem kan undgås, hvis kredsløbet sættes på et printkort. Dette gør kredsløbet pænere og mere kompakt ligesom på brødbrættet. Hvis vi brugte et printkort, ville kredsløbet have færre ledninger, der fylder.

Hvis vi skulle lave dette projekt anderledes, ville vi først udarbejde detaljerne i kredsløbet, fordi det var den mest tidskrævende del. Det ville have været lettere at designe klaverrammen omkring kredsløbets muligheder frem for at have en fuzzy idé om kredsløbet, når man begyndte at bygge klaverrammen. Dette ville gøre det lettere at integrere kredsløbet i klaveret i stedet for at skulle finde ledningerne ud på farten.