خودکار MIDI Xylophone: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

در این مقاله آموزشی ما نحوه بررسی آتش سوزی با استفاده از سیگنال های Arduino Uno و MIDI را بررسی خواهیم کرد. یکی از بهترین برنامه های کاربردی برای این کار ساختن زایلوفون خودکار است. در حالی که این فقط یک راهنما است ، کد آردوینو و شماتیک الکتریکی ارائه می شود.

قبل از تلاش برای مقابله با این پروژه باید موارد زیر را داشته باشید:

• مهارت های اولیه نجاری
• مهارت های لحیم کاری
• آشنایی با پلتفرم آردوینو
• صبر زیاد.

قطعات و مواد را می توانید در فروشنده مورد نظر خود پیدا کنید ، اما اگر تازه وارد دنیای لوازم الکترونیکی شده اید ، پیشنهاد می شود از Adafruit برای خرید قطعات خود استفاده کنید.

فهرست قطعات. (توجه: واریانس های مختلف در گزیلوفون که خریداری می کنید ممکن است نیاز به قطعات اضافی و یا قطعات مختلف داشته باشد)

• زایلوفون 16 کلیدی
• جک MIDI
• آردوینو Uno R3
• آردوینو دیو سپر
• MCP23017 I2C Expansion
• Optocoupler با سرعت بالا 6N136
• مینی برقی 12 ولت - x16
• دیود 1N4007 - x17
• مقاومت 470 اهم - x2
• مقاومت 1 کیلو اهم - x17
• مقاومت 10 کیلو اهم
• ترانزیستور C1815 NPN
• C4811 ترانزیستور دارلینگتون یا ترانزیستور TIP120 - x16
• پین ها و سوکت های سرصفحه
• 12 ولت - منبع تغذیه (سلونوئیدها می توانند مقدار کمی انرژی مصرف کنند ، من منبع 10A را توصیه می کنم)
• LED (رنگ دلخواه شما)
• رولپلاک دیواری 3/4 اینچی - 6 فوت
• تخته سه لا 3/4 اینچ یا MDF
• تخته چوبی
• کابل رابط USB به MIDI (در صورت کنترل از طریق کامپیوتر)
• پیچ های 4 میلی متر m2 - x32
• m2 واشرهای مسطح - x32
• سیم
• پیچ های چوبی مختلف

فهرست ابزارها (توجه: این پروژه نیاز به ساخت چوب دارد و ابزارهای اضافی برای نجاری توصیه می شود.)

• آهن لحیم کاری
• استریپرهای سیم
• پیچ گوشتی ها.
• انبر
• چسب حرارتی تفنگی
• چسب فوق العاده
• مته
• مته. (3/4 اینچ بیل و بیت برای سوراخ های خلبان)
• ابزار اندازه گیری (من از لبه مستقیم استفاده کردم.)
• مداد.
• اره منبت کاری اره مویی

ابزارهای اختیاری

• ابزار جداسازی (در صورتی که تازه وارد لحیم کاری شده اید)
• موچین

مرحله 1: سیم کشی کنترل کننده میدی

اولین قدم جمع آوری کنترلر MIDI است.

برای این شما نیاز دارید:

• جک MIDI
• آردوینو دیو سپر
• MCP23017 I2C Expansion
• Optocoupler با سرعت بالا 6N136
• دیود 1N4007 - x1
• مقاومت 470 اهم - x2
• مقاومت 1K اهم - x1
• مقاومت 10 کیلو اهم
• ترانزیستور C1815 NPN
• پین ها و سوکت های سرصفحه
• رهبری
• سیم

مدار MIDI می تواند برای مبتدیان ترسناک به نظر برسد ، اما در واقع بسیار مستقیم است. اگر شماتیک ارائه شده را دنبال کنید ، نباید مشکلی داشته باشید.

قرار دادن قطعات بسیار مهم خواهد بود. به راحتی می توان اتاق را به سرعت تمام کرد بنابراین لطفاً از تصویر ارائه شده از کنترلر تمام شده به عنوان راهنما استفاده کنید. چندین طرح بندی وجود دارد که برای این مرحله کار می کند ، بنابراین اگر با محل قرارگیری بازی کنید ممکن است راهی پیدا کنید که برای شما بهتر کار کند.

همه چیز زمینه مشترکی در این پروژه خواهد داشت. که در مرحله بعد مهم خواهد بود.

از آنجا که ما با منبع تغذیه 12 ولت ، شیر برقی 12 ولت و 12 ولت در محدوده قابل قبول برای تغذیه آردوینو کار می کنیم ، می توانیم از منبع تغذیه یکسان برای همه چیز استفاده کنیم.

اگر تازه وارد لحیم کاری شده اید ، پیشنهاد می کنم قبل از ادامه این پروژه ، راهنمای لحیم کاری Adafruit را مطالعه کرده و روی برخی از تخته های چوبی تمرین کنید.

به همین ترتیب ، اگر تازه در خواندن طرحواره ها آشنا هستید ، اکنون زمان خوبی برای خواندن نمادها و قطبیت است. همه چیز درباره مدارها یک منبع فوق العاده برای این کار است.

مرحله 2: سیم کشی مدارهای برقی

بعد ما به مدار برقی می رویم.

برای این مرحله به موارد زیر نیاز خواهید داشت:

• 1 1N4007 دیود - x16
• مقاومت 1 کیلو اهم - x16
• ترانزیستور دارلینگتون یا ترانزیستور TIP120 - x16
• پین ها و سوکت های سرصفحه
• سیم

مدار برقی بسیار ارعاب کننده نیست. از آنجا که این مدارها بسیار کوچک خواهند بود ، زمان مناسبی است که از تعدادی تکه تخته چوبی استفاده کنید ، اگر آنها را در اطراف خود قرار داده اید. شما باید 16 عدد از آنها را تهیه کنید. در عکس مثال 4 مدار در هر تخته ساخته شد و کاملاً کار کرد.

به یاد داشته باشید که سیم های زمین مدارهای برقی خود را به همان سطح زمینی که آردوینو روی آن متصل است ، وصل کنید.

همه چیز در مثال ماژولار است ، بنابراین از هدرها و سوکت ها برای راحت تر شدن آزمایش استفاده شد. با این حال ، اگر می خواهید چند دلار پس انداز کنید ، می توانید سیم ها را مستقیماً به تخته ها بچسبانید.

سلونوئیدهایی که در مثال مورد استفاده قرار گرفتند دارای 2 کانکتور JST کارخانه بودند. در حالی که هیچ پورت JST در جعبه ابزار من کار نمی کرد ، برخی از اتصالات زاویه راست تصادفی به خوبی با آنها همراه شده است. استفاده خوب دیگر از مواد قراضه.

مرحله 3: ساختن قاب

سومین و بزرگترین مرحله در این فرایند ، جمع آوری قاب است.

شما نیاز خواهید داشت:

• 16 کلید Xylophone Mini 12V
• رولپلاک دیواری 3/4 اینچی - 6 فوت
• تخته سه لا 3/4 اینچ یا ام دی اف
• پیچ های چوبی مختلف

قاب اولین ناحیه ای است که بیشتر در آن تنها خواهید بود. به احتمال زیاد همان زایلوفونی که من استفاده کردم را نخواهید داشت و اندازه های شما با من متفاوت خواهد بود. اما نترسید ، من تا آنجا که ممکن است اطلاعات بیشتری در مورد روند طراحی ارائه خواهم داد.

ابتدا 3 اندازه گیری زایلوفون خود را انجام دادم:

• ارتفاع
• طول
• عرض ضلع پایین اکتاو (وسیع ترین نقطه)

سپس یک مستطیل از تخته سه لا برش می دهم. طول مستطیل شما باید با عرض زایلوفون شما مطابقت داشته باشد. ارتفاع باید فضای کافی برای شما فراهم کند تا زایلوفون خود را چندین اینچ از هر سطحی که روی آن قرار می دهید بردارید. همچنین باید به نوار وسط شما فضای کافی برای قرار دادن سلونوئیدها و مدارهای ترانزیستور بدهد.

پس از برش مستطیل های خود ، یکی از گوشه ها را برش دادم تا شکل زیبایی به آنها بدهد. این مرحله اختیاری است اما اگر می خواهید علامت مشابهی را از جایی که شروع زاویه است با کلیدهای زایلوفون من یکسان کرده و به مرکز بالا برش دهید. هر دو طرف باید مشابه یکدیگر باشند.

من دو طرف را به هم چسباندم و از یک بیل 3/4 اینچی برای سوراخ کردن سوراخ هایی استفاده کردم که به من اجازه می دهد رولپلاک خود را وارد کنم.

پس از اتمام کار ، 2 تکه تخته سه لا دیگر را به عنوان تکیه گاه برای نگه داشتن زایلوفون (شبیه سنجاق قفسه) بریدم. فرمول مورد استفاده من برای اندازه گیری ساپورت ها در زیر توضیح داده شده است.

ابعاد پشتیبانی:

• پشتیبانی زایلوفون 1 (ارتفاع = 1 اینچ ، طول = عرض ضلع پایین اکتاو زایلوفون)
• پشتیبانی زایلوفون 2 (ارتفاع = 1 اینچ ، طول = عرض ضلع بالای اکتاو زایلوفون)

تکیه گاه ها را به قاب چسبانده و پیچ می کنم و مطمئن می شوم که سطح زایلوفون من را نگه داشته اند. من رولپلاک کمد را از وسط نصف کردم و 2 قطعه را داخل سوراخ آنها فرو کردم. من تناسب اولیه همه چیز را بررسی کردم و آن را به هم چسباندم. بعد از خشک شدن چسب ، من قطعات اضافی رولپلاک را جدا کردم و آنها را به طور صاف در طرفین سنباده زدم.

نوار مرکزی سخت ترین و مهمترین قسمت است. باید کاملاً صاف باشد و شما باید تقریباً بین نوار وسط و کلیدها فاصله کاملی بگذارید. فاصله زیاد و شیر برقی شما تماس نمی گیرد ، فاصله بسیار کمی وجود دارد و زایلوفون شما درست به نظر نمی رسد.

نوار وسطی را بریدم تا محکم بین دو طرف زایلوفون قرار گیرد. این مرحله را سنباده زنی ، اندازه گیری و تکرار کردم تا جایی که نوار وسط من تا آنجا که می توانستم درست شود. سپس مجله ای به ضخامت 4 میلی متر را مستقیماً بر روی کلیدهای زایلوفون خود قرار دادم و از آن به عنوان راهنما برای نگه داشتن نوار وسط دقیقاً در جایی که باید استفاده می کردم ، استفاده کردم. من از 2 پیچ در هر طرف برای نگه داشتن میله مرکزی در جای خود استفاده کردم.

تبریک می گویم ، کار با قاب تمام شد!

مرحله 4: قرار دادن شیر برقی

مرحله 4 اتصال سلونوئیدها به نوار وسط است.

شما نیاز خواهید داشت:

• مینی برقی 12 ولت - x16
• پیچ های 4 میلی متر m2 - x32
• m2 واشرهای مسطح - x32
• پیچ های چوبی مختلف
• چوب های دستی

نحوه قرار دادن سلونوئیدها بستگی به زایلوفون شما دارد. من یک چوب دستی را روی تعداد کلیدهایی که روی آن قرار می گرفت و قسمتهایی را که در آن شیر برقی من به وسط هر کلید زایلوفون ضربه می زد ، نشان دادم. فاصله بین 4 سولنوئید در هر چوب دستی ایجاد شد.

سلونوئیدهای مورد استفاده در مثال برای پیچ های اندازه M2 از پیش چسبیده بودند. یک پیچ 4 میلی متری M2 با یک واشر تخت M2 ، شیر برقی را به طور کامل به چوب دستی وصل کرده است. من سوراخ های پیچ را از قبل حفر کردم و سولنوئیدها را محکم به چوب های دستی وصل کردم.

سپس چند چوب دستی دیگر را برش زدم و آنها را به پشت آرایش برقی خود چسباندم. این دو کار انجام داد ابتدا آرایش سلونوئید را به اندازه کافی از میله مرکزی دور کرد تا سر پیچ M2 که در پشت سولنوئیدها نصب شده بود در برابر تیر مرکزی قرار نگیرد. دوم این که به آرایش سلونوئید با ارائه مواد بیشتری برای پیچاندن ، اتصال محکم تری داد.

برای چسباندن چیدمان به پرتو وسط ، فاصله را بصورت آزاد با قرار دادن آرایش سلونوئید در جایی که باید باشد ، قرار دادم. برای اطمینان از اینکه همه آنها کلیدهای زایلوفون را به طور مساوی می زنند ، به طور دستی فشار دهنده های برقی من را فشار دادم. و سپس از پیچ های چوبی کوچک برای اتصال آن به میله مرکزی استفاده کرد.

مرحله 5: کدنویسی Arduino و درک MIDI

برای برنامه نویسی Arduino باید جدیدترین Arduino IDE را نصب کرده و نحوه انجام برخی کارهای اساسی مانند بارگذاری در Arduino و نصب کتابخانه ها را بیاموزید. راهنماهای زیادی در اینترنت در مورد چگونگی انجام این کار وجود دارد و این فرایند با محدوده این ساخت متناسب نیست.

پس از استفاده راحت از Arduino IDE ، به کتابخانه های زیر نیاز خواهید داشت.

• کتابخانه MIDI آردوینو
• کتابخانه Adafruit MCP23017

پس از نصب آن کتابخانه ها ، کد را از این قسمت قابل بارگیری بارگیری کرده و در IDE Arduino کپی و جایگذاری کنید.

بدون اتصال برد MIDI که ایجاد کرده اید ، کد را در Arduino بارگذاری کنید. هنگامی که کد بارگذاری شد همه چیز را به هم متصل کنید ، دکمه تنظیم مجدد را در Arduino فشار دهید و آزمایش کنید که همه چیز همانطور که باید کار می کند.

توجه داشته باشید*

زایلوفون های مختلف ترتیب یادداشت های متفاوتی دارند بنابراین کد دقیقی که من نوشتم ممکن است برای زایلوفون شما درست کار نکند. اما این یک راه حل آسان است. به این نمودار یادداشت MIDI مراجعه کنید و شماره یادداشت را در کد آردوینو تغییر دهید تا با نت های زایلوفون شما مطابقت داشته باشد.

برای مرجع ، یادداشت هایی که از پیش تنظیم کرده ام به شرح زیر است:

• 79 - G
• 77 - اف
• 76 - ه
• 74 - D
• 72 - ج
• 71 - ب
• 69 - الف
• 67 - G
• 65 - F
• 64 - ه
• 62 - D
• 60 - C - C وسط
• 59 - ب
• 57 - الف
• 55 - G
• 53 - F

مرحله ششم: برنامه موسیقی

برنامه ای که در ویدئو مشاهده می کنید Guitar Pro 6 است. خیلی گران نیست ، اما استفاده از آن آسان است و می تواند MIDI را دقیقاً همانطور که می خواهم خروجی دهد. یکی دیگر از ویژگی های خوب GP6 این است که می توانید staccato را به کل آهنگ اضافه کنید که با انتشار زودهنگام نت ها به صدای زایلوفون کمک می کند.

جزئیات مهم بعدی این است که زایلوفون من فقط 2 اکتاو نت طبیعی دارد. به این معنی که نمی تواند تیز یا تخت بازی کند.

اگر این پروژه را ساخته اید ، لطفاً تم Tetris را که در این صفحه قرار داده ام ، بارگیری کنید.