Automatiseret MIDI -xylofon: 6 trin (med billeder)

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

I denne instruktive vil vi undersøge, hvordan brand solenoider ved hjælp af en Arduino Uno og MIDI signaler. En af de bedste applikationer til dette er at bygge en automatiseret xylofon. Selvom dette kun er en vejledning, vil Arduino -koden og elektriske skemaer blive leveret.

Inden du prøver at tackle dette projekt, skal du have:

• Grundlæggende træarbejde færdigheder
• Loddeevner
• En forståelse af Arduino -platformen
• En masse tålmodighed.

Dele og materialer kan findes hos forhandleren efter eget valg, men hvis du er ny inden for elektronik, foreslås det, at du bruger Adafruit til at købe dine dele.

Liste over dele. (Bemærk: Forskellige variationer i den xylofon, du køber, kan resultere i behov for ekstra og/eller forskellige dele)

• 16 nøgler xylofon
• MIDI Jack
• Arduino Uno R3
• Arduino Dev. Skjold
• MCP23017 I2C -udvidelse
• 6N136 højhastighedsoptokobler
• Mini 12V solenoider - x16
• 1N4007 Diode - x17
• 470 ohm modstand - x2
• 1K ohm modstand - x17
• 10K ohm modstand
• C1815 NPN transistor
• C4811 Darlington Transistor eller TIP120 transistor - x16
• Hovedstifter og stikkontakter
• 12V - strømforsyning. (Solenoider kan tage ganske lidt strøm, jeg anbefaler en 10A forsyning)
• LED (farvepræference efter eget valg)
• 3/4 tommer skabsdowel - 6 fod
• 3/4 tommer krydsfiner eller MDF
• Perfboard
• USB til MIDI -interfacekabel (hvis den styres fra pc)
• 4 mm m2 skruer - x32
• m2 flade skiver - x32
• Tråd
• Forskellige træskruer

Værktøjsliste (Bemærk: Dette projekt kræver træfremstilling og ekstra træbearbejdningsværktøjer tilrådes.)

• Loddekolbe
• Wire Strippers
• Skruetrækkere.
• Tang
• Varm limpistol
• Super lim
• Bore.
• Bor. (3/4 tommer spadebit og bits til pilothuller)
• Måleværktøj (jeg brugte en lige kant.)
• Blyant.
• Stiksav

Valgfrie værktøjer

• Aflodningsværktøj (hvis du er ny i lodning)
• Pincet

Trin 1: Tilslutning af Midi -controlleren

Det første trin er at samle MIDI -controlleren.

Til dette skal du bruge:

• MIDI Jack
• Arduino Dev. Skjold
• MCP23017 I2C -udvidelse
• 6N136 højhastighedsoptokobler
• 1N4007 Diode - x1
• 470 ohm modstand - x2
• 1K ohm modstand - x1
• 10K ohm modstand
• C1815 NPN transistor
• Hovedstifter og stikkontakter
• LED
• Tråd

MIDI -kredsløbet kan virke skræmmende for begyndere, men er faktisk ret ligetil. Hvis du følger den medfølgende skema, bør du ikke have nogen problemer.

Komponentplacering vil være kritisk. Det er let at løbe tør for plads temmelig hurtigt, så brug det medfølgende billede af den færdige controller som en vejledning. Der er flere layouts, der fungerer til dette trin, så hvis du leger med placering, kan du finde en måde, der fungerer bedre for dig.

Alt vil dele en fælles grund i dette projekt; hvilket vil være vigtigt i det næste trin.

Da vi arbejder med en 12 volt strømforsyning, 12 volt solenoider og 12 volt er inden for det acceptable område for at drive en Arduino, kan vi bruge den samme strømforsyning til alt.

Hvis du er ny inden for lodning, foreslår jeg på det kraftigste, at du tjekker Adafruits guide til lodning og øvelse på noget perfboard, før du fortsætter med dette projekt.

På samme måde, hvis du er ny til at læse skemaer, ville det nu være et godt tidspunkt at læse lidt om symboler og polaritet. Alt om kredsløb er en vidunderlig ressource til dette.

Trin 2: Tilslutning af magnetkredsløb

Næste Vi går videre til magnetventilkredsløbet.

Til dette trin skal du bruge:

• 1 1N4007 Diode - x16
• 1K ohm modstand - x16
• Darlington Transistor eller TIP120 transistor - x16
• Hovedstifter og stikkontakter
• Tråd

Magnetventilkredsløbet er meget mindre skræmmende. Fordi disse kredsløb vil være ret små, er det et godt tidspunkt at bruge nogle skrotstykker perfboard, hvis du har dem liggende. Du skal lave 16 af disse. I eksemplet foto blev der lavet 4 kredsløb pr. Bord, og det fungerede perfekt.

Husk at slutte jordledningerne på dine magnetventiler til det samme jordplan, som din Arduino er på.

Alt i eksemplet er modulopbygget, så overskrifter og stik blev brugt til at gøre testningen mere bekvem. Men hvis du vil spare et par dollars, kan du lodde ledningerne direkte ind i brædderne.

De solenoider, der blev brugt i eksemplet, kom med 2 -benede JST -stik fra fabrikken. Selvom ingen JST -porte var praktisk i min egen værktøjskasse, kombinerede nogle tilfældige rigtigtvinklede stik dem fint. Endnu en god brug af skrotmaterialer.

Trin 3: Opbygning af rammen

Det tredje og største trin i processen er at samle rammen.

Du får brug for:

• 16 nøgler Xylofon Mini 12V
• 3/4 tommer skabsdowel - 6 fod
• 3/4 tommer krydsfiner eller MDF
• Forskellige træskruer

Rammen er det første område, hvor du mest vil være alene. Chancerne er store for, at du ikke vil have den samme xylofon, som jeg brugte, og dine målinger vil være forskellige fra mine. Men frygt ikke, jeg vil give så mange oplysninger om designprocessen som muligt.

Først tog jeg de 3 målinger af min xylofon:

• Højde
• Længde
• Bredde på lav oktavside (det bredeste punkt)

Jeg skar derefter et rektangel ud af krydsfiner; længden af dit rektangel skal svare til din xylofon bredde. Højden skal give dig nok plads til at løfte din xylofon flere centimeter fra den overflade, du placerer den på. Det bør også give din midterstang nok plads til at huse magnetventiler og transistor kredsløb.

Efter at have skåret mine rektangler skar jeg et af hjørnerne af hver for at give dem en flot form. Dette trin er valgfrit, men hvis du vil gøre det samme mærke, hvorfra vinklens start ville flugte med tasterne på min xylofon og skære til det øverste center. Begge sider skal være identiske med hinanden.

Jeg spændte to sider sammen og brugte en 3/4 tommer spadebit til at bore huller, der ville tillade mig at indsætte min dyvel.

Efter at det var færdigt, skar jeg yderligere 2 stykker krydsfiner som understøtninger til at holde xylofon (ligner hyldestifter). Formlen, som jeg brugte til størrelsen af understøtningerne, er forklaret nedenfor.

Support Dimensioner:

• Xylofonunderstøttelse 1 (Højde = 1 tommer, længde = bredden på den lave oktavside af xylofon)
• Xylofonunderstøttelse 2 (højde = 1 tommer, længde = bredde på højoktavsiden af xylofon)

Jeg limede og skruede støtterne til rammen for at sikre, at de holdt mit xylofon -niveau. Jeg skar min skabsdubbe i to og skubbede de 2 stykker i deres huller. Jeg kontrollerede den grundlæggende pasform for alt og limede det sammen. Efter at limen var tørret, skar jeg de ekstra stykker skabsdubbe af og slibede dem fladt mod siderne.

Midterlinjen er den vanskeligste og vigtigste del. Det skal være helt lige, og du bliver nødt til at efterlade en næsten perfekt mængde mellemrum mellem midterlinjen og tasterne. For meget hul og dine solenoider får ikke kontakt, for lidt mellemrum og din xylofon lyder ikke rigtigt.

Jeg skar midterstangen til, så den passede tæt ind mellem xylofonens to sider. Jeg slibede, målte og gentog dette trin, indtil min midterstang var så lige som jeg kunne klare det. Jeg placerede derefter et magasin, der var 4 mm tykt direkte på tasterne på min xylofon og brugte det som en guide til at holde midterlinjen præcis, hvor den skulle være. Jeg brugte 2 skruer på hver side til at holde centerstangen på plads.

Tillykke, du er færdig med rammen!

Trin 4: Placering af solenoiderne

Trin 4 er at fastgøre solenoiderne til midterstangen.

Du får brug for:

• Mini 12v solenoider - x16
• 4 mm m2 skruer - x32
• m2 flade skiver - x32
• Forskellige træskruer
• Håndværkspinde

Hvordan du placerer dine solenoider afhænger alt af din xylofon. Jeg lagde en håndværkspind hen over, så mange nøgler på den ville passe over og markerede områder, hvor mine solenoider ville trykke på midten af hver xylofon -tast. Afstanden endte med at være 4 solenoider pr. Håndværkspind.

De solenoider, der blev brugt i eksemplet, blev for-tapede til M2-skruer. En 4 mm M2 skrue med en M2 flad skive fastgjorde magnetventilen perfekt til håndværkspinden. Jeg forborede hullerne til skruerne og fastgjorde magnetventilerne tæt til håndværkspindene.

Jeg skar derefter et par mere håndværkspinde op og limede dem bag på mit magnetventilarrangement; dette gjorde to ting. Først placerede det magnetventilarrangementet nok væk fra midterstangen, så M2 -skruehovederne, der var monteret på bagsiden af solenoiderne, ikke ville sidde op mod midterstrålen. For det andet gav det solenoidarrangementet en mere solid forbindelse ved at tilvejebringe mere materiale til at skrue i.

For at fastgøre arrangementet til midterstrålen frihåndede jeg afstanden ved at stille magnetventilarrangementet op på det sted, hvor jeg selvom det burde være; skubbet manuelt ned på mine magnetventiler for at være sikker på, at de alle ville ramme xylofon -tasterne jævnt; og brugte derefter små træskruer til at fastgøre den til midterstangen.

Trin 5: Kodning af Arduino og forståelse af MIDI

For at programmere Arduino skal du installere den nyeste Arduino IDE og lære at gøre nogle grundlæggende ting som at uploade til din Arduino og installere biblioteker. Der er mange guider på internettet om, hvordan man gør dette, og det passer ikke ind i denne builds omfang.

Når du er tryg ved at bruge Arduino IDE, skal du bruge følgende biblioteker.

• Arduino MIDI -bibliotek
• Adafruit MCP23017 bibliotek

Når du har installeret disse biblioteker, skal du downloade koden fra denne instruks og kopiere og indsætte den i Arduino IDE.

Uden at vedhæfte det MIDI -kort, du har oprettet, skal du uploade koden til Arduino. Når koden er uploadet, skal du tilslutte alt, trykke på reset -knappen på Arduino og teste, at alt fungerer som det skal.

BEMÆRK*

Forskellige xylofoner har forskellige notearrangementer, så den nøjagtige kode, som jeg skrev, fungerer muligvis ikke korrekt for din xylofon. Men dette er en let løsning. Se dette MIDI -notediagram, og skift notenummeret i Arduino -koden, så den svarer til noterne på din xylofon.

Til reference er de noter, jeg har forudindstillet, følgende:

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

Trin 6: Musikprogrammet

Det program, du ser i videoen, er Guitar Pro 6. Det er ikke særlig dyrt, men det er let at bruge og kan udsende MIDI præcis, som jeg vil have det. En anden god funktion ved GP6 er, at du kan tilføje staccato til et helt nummer, som hjælper xylofonlyden bedre ved at frigive noterne for tidligt.

Den næste vigtige detalje er, at min xylofon kun er 2 oktaver af naturlige noter; hvilket betyder, at det ikke kan spille skarpe eller lejligheder.

Hvis du har bygget dette projekt, er du velkommen til at downloade Tetris -temaet, som jeg har inkluderet på denne side.