Xilofon MIDI automat: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

În acest instructable vom explora modul în care solenoizii de incendiu folosind un semnal Arduino Uno și MIDI. Una dintre cele mai bune aplicații pentru aceasta este construirea unui xilofon automat. Deși acesta este doar un ghid, codul Arduino și schemele electrice vor fi furnizate.

Înainte de a încerca să abordați acest proiect, ar trebui să aveți:

• Abilități de bază pentru prelucrarea lemnului
• Abilități de lipit
• O înțelegere a platformei Arduino
• Multă răbdare.

Piesele și materialele pot fi găsite la furnizorul la alegere, dar dacă sunteți nou în lumea electronică, vă sugerăm să utilizați Adafruit pentru a vă cumpăra piesele.

Lista de componente. (Notă: diferențele diferite ale xilofonului pe care îl achiziționați pot duce la necesitatea unor piese suplimentare și / sau diferite)

• Xilofon cu 16 taste
• MIDI Jack
• Arduino Uno R3
• Arduino Dev. Scut
• MCP23017 I2C Expansion
• 6N136 Optocuplor de mare viteză
• Solenoizi Mini 12V - x16
• 1N4007 Diodă - x17
• Rezistor de 470 ohm - x2
• Rezistor 1K ohm - x17
• Rezistor de 10K ohm
• C1815 tranzistor NPN
• C4811 Darlington Transistor sau tranzistor TIP120 - x16
• Pinii și soclurile antetului
• 12V - Alimentare. (Solenoizii pot lua destul de multă putere, recomand o sursă de 10A)
• LED (preferința de culoare la alegere)
• Dibl din 3/4 inch - 6ft
• Placaj de 3/4 inch sau MDF
• Perfboard
• Cablu de interfață USB la MIDI (dacă se controlează de pe PC)
• Șuruburi de 4 mm m2 - x32
• m2 șaibe plate - x32
• Sârmă
• Diverse șuruburi pentru lemn

Lista de instrumente (Notă: Acest proiect necesită fabricarea lemnului și sunt recomandate instrumente suplimentare pentru prelucrarea lemnului.)

• Ciocan de lipit
• Dispozitive de decupare a firelor
• Șurubelnițe.
• Cleşte
• Hot Glue Gun
• Super-lipici
• Burghiu.
• Capete de burghiu. (Bit de pică de 3/4 inch și biți pentru găuri pilot)
• Instrument de măsurare (am folosit o margine dreaptă.)
• Creion.
• Jigsaw

Instrumente opționale

• Instrument de desoldare (dacă sunteți nou în domeniul lipirii)
• Pensetă

Pasul 1: Cablarea controlerului Midi

Primul pas este asamblarea controlerului MIDI.

Pentru aceasta veți avea nevoie de:

• MIDI Jack
• Arduino Dev. Scut
• MCP23017 I2C Expansion
• 6N136 Optocuplor de mare viteză
• 1N4007 Diodă - x1
• Rezistor de 470 ohm - x2
• Rezistor 1K ohm - x1
• Rezistor de 10K ohm
• C1815 tranzistor NPN
• Pinii și soclurile antetului
• LED
• Sârmă

Circuitul MIDI poate părea intimidant pentru începători, dar este de fapt destul de simplu. Dacă urmați schema furnizată, nu ar trebui să aveți probleme.

Amplasarea componentelor va fi critică. Este ușor să rămâneți destul de repede, așadar vă rugăm să folosiți imaginea furnizată a controlerului finit ca ghid. Există mai multe machete care vor funcționa pentru acest pas, astfel încât, dacă vă jucați cu plasarea, puteți găsi o modalitate care funcționează mai bine pentru dvs.

Totul va împărtăși un punct comun în acest proiect; care va fi important în pasul următor.

Deoarece lucrăm cu o sursă de alimentare de 12 volți, solenoizi de 12 volți și 12 volți se află în intervalul acceptabil pentru alimentarea unui Arduino, putem folosi aceeași sursă de alimentare pentru orice.

Dacă sunteți nou în materie de lipire, vă sugerăm cu tărie să consultați ghidul Adafruit privind lipirea și să exersați pe unele perfboard înainte de a continua cu acest proiect.

La fel, dacă sunteți nou la citirea schemelor, acum ar fi un moment minunat să faceți câteva lecturi despre simboluri și polaritate. All About Circuits este o resursă minunată pentru asta.

Pasul 2: Cablarea circuitelor solenoidului

În continuare Vom trece la circuitul solenoid.

Pentru acest pas veți avea nevoie de:

• 1 1N4007 Diodă - x16
• Rezistor 1K ohm - x16
• Transistor Darlington sau tranzistor TIP120 - x16
• Pinii și soclurile antetului
• Sârmă

Circuitul solenoid este mult mai puțin intimidant. Deoarece aceste circuite vor fi destul de mici, este un moment bun să folosiți câteva bucăți de perfboard dacă le aveți în jur. Va trebui să faceți 16 dintre acestea. În fotografia de exemplu au fost realizate 4 circuite pe placă și a funcționat perfect.

Nu uitați să conectați firele de masă ale circuitelor dvs. de solenoid la același plan de masă pe care se află Arduino.

Totul din exemplu este modular, astfel încât anteturile și soclurile au fost utilizate pentru a face testarea mai convenabilă. Cu toate acestea, dacă doriți să economisiți câțiva dolari, puteți lipi firele direct în plăci.

Solenoizii utilizați în exemplu au venit cu conectori JST cu 2 pini din fabrică. Deși niciun port JST nu era la îndemână în propria mea cutie de instrumente, niște conectori cu unghi drept aleator cuplați frumos cu aceștia. O altă bună utilizare a materialelor uzate.

Pasul 3: Construirea cadrului

Al treilea și cel mai mare pas al procesului este asamblarea cadrului.

Vei avea nevoie:

• 16 chei Xylophone Mini 12V
• Diblă pentru dulap de 3/4 inch - 6ft
• Placaj de 3/4 inch sau MDF
• Diverse șuruburi pentru lemn

Cadrul este prima zonă în care veți fi în mare parte pe cont propriu. Sunt șanse să nu aveți același xilofon pe care l-am folosit eu, iar măsurătorile dvs. vor fi diferite de ale mele. Dar nu vă temeți, voi oferi cât mai multe informații despre procesul de proiectare.

Mai întâi am luat cele 3 măsurători ale xilofonului meu:

• Înălţime
• Lungime
• Lățimea laturii octavei joase (cel mai lat punct)

Am tăiat apoi un dreptunghi din placaj; lungimea dreptunghiului trebuie să se potrivească cu lățimea xilofonului. Înălțimea ar trebui să vă ofere suficient spațiu pentru a vă ridica xilofonul la câțiva centimetri de pe orice suprafață pe care îl așezați. De asemenea, ar trebui să ofere bara centrală suficient spațiu pentru a găzdui solenoizii și circuitele tranzistorului.

După ce mi-am tăiat dreptunghiurile, am tăiat câte unul din colțuri pentru a le da o formă frumoasă. Acest pas este opțional, dar dacă doriți să faceți același semn de la care începutul unghiului ar fi la același nivel cu tastele xilofonului meu și tăiat la centrul de sus. Ambele părți ar trebui să fie identice una cu cealaltă.

Am prins două părți împreună și am folosit un vârf de pică de 3/4 inch pentru a găuri găuri care să-mi permită să introduc diblul.

După ce am terminat, am tăiat încă 2 bucăți de placaj ca suporturi pentru a ține xilofonul (similar cu știfturile de raft). Formula pe care am folosit-o pentru a măsura suporturile este explicată mai jos.

Dimensiuni suport:

• Suport pentru xilofon 1 (Înălțime = 1 inch, Lungime = Lățimea laturii octavei mici a xilofonului)
• Suport pentru xilofon 2 (Înălțime = 1 inch, Lungime = Lățimea laturii octavei înalte a xilofonului)

Am lipit și înșurubat suporturile de cadru asigurându-mă că îmi țineau nivelul xilofonului. Mi-am tăiat diblul dulapului în jumătate și am împins cele 2 bucăți în găurile lor. Am verificat potrivirea de bază a tuturor și am lipit-o împreună. După ce lipiciul s-a uscat, am tăiat bucățile suplimentare de diblă pentru dulap și le-am șlefuit plat pe laturi.

Bara centrală este cea mai dificilă și cea mai importantă parte. Trebuie să fie perfect drept și va trebui să lăsați un spațiu aproape perfect între bara centrală și taste. Prea mult spațiu și solenoizii nu vor face contact, prea puțin spațiu și xilofonul nu va suna corect.

Am tăiat bara centrală pentru a se potrivi perfect între cele două părți ale xilofonului. Am șlefuit, am măsurat și am repetat acest pas până când bara mea centrală a fost cât de dreaptă am putut să o fac. Am așezat apoi o magazie cu grosimea de 4 mm direct pe tastele xilofonului meu și am folosit-o ca ghid pentru a ține bara centrală exact acolo unde trebuia să fie. Am folosit 2 șuruburi pe fiecare parte pentru a menține bara centrală în poziție.

Felicitări, ai terminat cu cadrul!

Pasul 4: Amplasarea solenoizilor

Pasul 4 atașează solenoizii la bara centrală.

Vei avea nevoie:

• Solenoizi Mini 12v - x16
• Șuruburi de 4 mm m2 - x32
• m2 șaibe plate - x32
• Diverse șuruburi pentru lemn
• Bastoane meșteșugărești

Modul în care vă spălați solenoizii depinde de xilofon. Am așezat un baston de ambarcațiuni pe cât de multe taste ar fi încadrate și am marcat zone în care solenoizii mei ar atinge mijlocul fiecărei chei de xilofon. Distanța a ajuns să fie de 4 solenoizi pentru fiecare baston.

Solenoizii utilizați în exemplu au fost pre-filetați pentru șuruburi de dimensiune M2. Un șurub M2 de 4 mm cu o șaibă plată M2 a fixat perfect solenoidul pe bastonul de ambarcațiune. Am forat în prealabil găurile pentru șuruburi și am fixat strâns solenoizii pe bastoanele de ambarcațiuni.

Am mai tăiat câteva bastoane de ambarcațiuni și le-am lipit pe spatele aranjamentului meu de solenoid; aceasta a făcut două lucruri. Mai întâi, a distanțat suficient aranjamentul solenoidului de bara centrală, astfel încât capetele șuruburilor M2 care erau montate pe partea din spate a solenoizilor să nu se așeze pe grinda centrală. În al doilea rând, a oferit aranjamentului solenoidului o conexiune mai solidă, oferind mai mult material în care să se înșurubeze.

Pentru a atașa aranjamentul la grinda centrală am mână liber distanța prin alinierea aranjamentului solenoidului acolo unde ar trebui să fie; apăsat manual pe pistonul meu solenoid pentru a fi sigur că toate vor atinge uniform tastele xilofonului; și apoi au folosit șuruburi mici pentru lemn pentru a-l atașa la bara centrală.

Pasul 5: Codificarea Arduino și Înțelegerea MIDI

Pentru a programa Arduino, va trebui să instalați cel mai recent IDE Arduino și să învățați cum să faceți câteva lucruri de bază, cum ar fi încărcarea pe Arduino și instalarea bibliotecilor. Există multe ghiduri pe internet despre cum să faceți acest lucru și procesul nu intră în sfera acestei construcții.

Odată ce vă simțiți confortabil cu Arduino IDE, veți avea nevoie de următoarele biblioteci.

• Biblioteca MIDI Arduino
• Biblioteca Adafruit MCP23017

După ce ați instalat acele biblioteci, descărcați codul din acest instructable și copiați și lipiți în ID-ul Arduino.

Fără a atașa placa MIDI pe care ați creat-o, încărcați codul pe Arduino. Odată ce codul a fost încărcat, conectați totul, apăsați butonul de resetare de pe Arduino și testați că totul funcționează așa cum ar trebui.

NOTĂ*

Diferitele xilofoane au aranjamente de note diferite, astfel încât codul exact pe care l-am scris s-ar putea să nu funcționeze corect pentru xilofonul dvs. Dar aceasta este o soluție ușoară. Consultați această diagramă de note MIDI și modificați numărul notei din codul Arduino pentru a corespunde cu notele xilofonului dvs.

Pentru referință, notele pe care le-am presetat sunt după cum urmează:

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

Pasul 6: Programul muzical

Programul pe care îl vedeți în videoclip este Guitar Pro 6. Nu este foarte scump, dar este ușor de utilizat și poate emite MIDI exact așa cum îmi doresc. O altă caracteristică frumoasă a GP6 este că puteți adăuga staccato la o piesă întreagă, care ajută xilofonul să sune mai bine, eliberând notele prematur.

Următorul detaliu important este că xilofonul meu este doar 2 octave de note naturale; ceea ce înseamnă că nu poate juca ascuțit sau plat.

Dacă ați construit acest proiect, vă rugăm să nu ezitați să descărcați Tetris Tema pe care am inclus-o pe această pagină.