เปียโนไฟฟ้า-แอนะล็อก: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ดนตรีเป็นส่วนสำคัญของวัฒนธรรมของเรา ทุกคนชอบฟังเพลง แต่การฟังเพลงเป็นเรื่องหนึ่ง การเรียนทำดนตรีก็เป็นอีกเรื่องหนึ่ง ในทำนองเดียวกัน ในขณะที่การทำดนตรีเป็นงานที่ยาก การสร้างเครื่องดนตรีเป็นความท้าทายใหม่ทั้งหมด โดยทั่วไปแล้ว เครื่องดนตรีมีราคาแพงในการผลิต เนื่องจากใช้เฉพาะวัสดุที่ดีที่สุดในการสร้างผลงานศิลปะ แต่เมื่อเวลาผ่านไป เทคโนโลยีของเราจะพัฒนาขึ้น และเราได้ค้นพบวิธีการใหม่ๆ ในการทำดนตรีมากกว่าเครื่องดนตรีแบบดั้งเดิม

การสร้างเปียโนไม่เคยง่ายอย่างนี้มาก่อน อันที่จริง การสร้างเปียโนไม่เคยทำที่บ้านแบบเรียบง่ายมาก่อน แต่ถึงกระนั้น สไตล์ที่สดใสชวนให้นึกถึงอดีตนั้นน่าจะเป็นสิ่งที่คุณกำลังมองหาตั้งแต่แรก เราได้รับแรงบันดาลใจจากการออกแบบวงจรที่เราพบในคู่มืออิเล็กทรอนิกส์ Elenco ขณะเรียนรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในชั้นเรียนวิศวกรรมชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 ของเรา แม้ว่าวงจรจะดูไม่เหมือนเปียโน แต่ก็สามารถสร้างเสียงอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ได้เหมือนกับโน้ตดนตรีที่สร้างโดยเปียโน เราต้องการก้าวไปอีกขั้นและรวมวงจรเข้ากับเฟรมของเปียโน การทำเช่นนี้ทำให้เราสามารถสร้างเปียโนปลอมที่สามารถสร้างเสียงต่างๆ ได้เหมือนกับของจริง ดังนั้น ขอให้สนุกกับการเรียนทำ “เปียโนไฟฟ้าแอนะล็อก” ซึ่งเป็นวิธีใหม่ในการทำเพลงที่ทุกคนชื่นชอบ

ขั้นตอนที่ 1: รับสินค้า

รายการวัสดุ/เครื่องมือ

• วัสดุ:

  • ไม้ MDF

    • 3 ชิ้น
    • 12" x 1/8" x 12"

  • ลำโพง

    • เส้นผ่านศูนย์กลาง 2"
    • 2 ชิ้น

  • ไฟ LED สีเหลือง

    • เส้นผ่านศูนย์กลาง 1/8"
    • 14 ชิ้น

  • ไฟ LED สีเขียว

    • เส้นผ่านศูนย์กลาง 1/8"
    • 1 ชิ้น

  • Everbilt หนีบผ้า

    12 ชิ้น

  • กระดาษเครื่องพิมพ์สีขาว

    • 8.5" x 11"
    • 2 แผ่น

  • เสียบไม้

    • 8" x 1/8"
    • 2แท่ง

  • Blickeric Black Paint

    1 กระป๋อง

  • สวิตช์เลื่อนแบบ 3 พิน

    • 1/8" x 3/4"
    • 1 ชิ้น

  • ไม้สน

    • 1'x1'
    • 1 ตร.ว

  • ลวดทองแดงหุ้มฉนวน

    19 ฟุต

  • คลิปแบตเตอรี่ 9v

    1 ชิ้น

  • ปุ่มกด

    12 ชิ้น

  • Arduino UNO และสายไฟ

    อย่างละ 2 ตัว

• เครื่องมือที่จำเป็น:

  • สว่านกด
  • เลื่อยวงเดือน
  • ที่หนีบ
  • เลื่อยฉลุ
  • ไฟล์
  • แปรงทาสี
  • ปืนกาวร้อน
  • สว่านมือ
  • กาวไม้
  • กระดาษทราย (120 และ 220 กรวด)
  • เลื่อยเลื่อน
  • มีด X-Acto
  • กาวเอลเมอร์
  • ไม้บรรทัดเหล็กไม้ก๊อก
  • เสื่อ
  • ดอกสว่าน 3/4"
  • ดอกสว่าน 1/8"
  • ลวดบัดกรีตะกั่ว/ดีบุก
  • เครื่องปอกสายไฟ
  • หัวแร้ง

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างส่วนประกอบของเฟรม

ใช้เลื่อยวงเดือนตัดแผงด้านหน้า ด้านหลัง ด้านล่าง ด้านบน ด้านซ้ายและด้านขวาออกจากไม้ MDF ⅛” และตะไบด้านข้าง ต่อไป เราตัดกุญแจ 12 ดอกออกจากไม้สน ¾” แล้วขัดขอบ สุดท้าย เราตัดไม้สน ¾” สี่ก้อนออกเพื่อช่วยพยุงด้านข้างระหว่างกระบวนการประกอบ จากนั้นเราตัดแผ่นไม้ MDF ขนาด 1 นิ้วคูณ 1 ฟุตออกและเก็บไว้ใช้ในภายหลัง ใช้พิมพ์เขียวด้านล่างเพื่ออ้างอิงขนาดและรูปร่างของแผง ขนาดโดยรวมของเปียโนคือ 10”x2.5”x5” สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือในขณะที่ภาพวาดของเรามี 14 คีย์ แต่เปียโนสามารถรองรับได้เพียง 12 คีย์เท่านั้น

ขั้นตอนที่ 3: ประกอบเฟรม

ในการประกอบโครง เราติดก้อนไม้สนจากก่อนหน้านี้ไปที่แผ่นด้านล่างประมาณ ⅛” จากขอบ จากนั้นเราติดกาวที่แผงด้านซ้าย ขวา และด้านหลังไปที่แผงด้านล่างและลูกบาศก์รองรับ เพื่อปิดท้าย เราเติมช่องว่างด้วยกาวร้อน เราคลุมพื้นผิวด้านซ้าย ด้านขวา และด้านหลังทั้งหมดด้วยกระดาษเครื่องพิมพ์สีขาว และตัดให้ได้ขนาดที่เหมาะสมโดยใช้มีด x-acto เราทากระดาษเป็นสีดำเมื่อติดกาวบนเปียโนและทาสีแป้นทั้งหมดเป็นสีขาว อ้างอิงพิมพ์เขียวจากขั้นตอนก่อนหน้าเพื่อค้นหาการวางแนวของชิ้นส่วน ใช้สว่านทำรูสำหรับสวิตช์ตามแผนภาพและใช้ใบเลื่อยตัดไม้เพื่อให้ได้ขนาดที่เหมาะสม (⅛”x3/4”)

ขั้นตอนที่ 4: การเข้ารหัส

เราใช้ Arduino สองยูนิตเพื่อตั้งโปรแกรมเปียโน รหัสสำหรับ Arduinos ทั้งสองอยู่ด้านล่าง:

Arduino ตัวแรก

int pos = 0;

การตั้งค่าเป็นโมฆะ () {

โหมดพิน (A0, INPUT);

โหมดพิน (8, เอาต์พุต);

โหมดพิน (A1, INPUT);

โหมดพิน (A2, INPUT);

โหมดพิน (A3, INPUT);

โหมดพิน (A4, INPUT);

โหมดพิน (A5, อินพุต);

}

วงเป็นโมฆะ () {

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A0

ถ้า (digitalRead (A0) == สูง) {

โทน (8, 440, 100); // เล่นโทน 57 (A4 = 440 Hz)

}

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A1

ถ้า (digitalRead (A1) == สูง) {

โทน(8, 494, 100); // เล่นโทน 59 (B4 = 494 Hz)

}

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A2

ถ้า (digitalRead (A2) == สูง) {

โทน (8, 523, 100); // เล่นโทน 60 (C5 = 523 Hz)

}

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A3

ถ้า (digitalRead (A3) == สูง) {

โทน(8, 587, 100); // เล่นโทน 62 (D5 = 587 Hz)

}

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A4

ถ้า (digitalRead (A4) == สูง) {

โทน (8, 659, 100); // เล่นโทน 64 (E5 = 659 Hz)

}

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A5

ถ้า (digitalRead (A5) == สูง) {

โทน(8, 698, 100); // เล่นโทน 65 (F5 = 698 Hz)

}

ล่าช้า(10); // หน่วงเวลาเล็กน้อยเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการจำลอง

}

/*

Arduino ที่สอง:

int pos = 0;

การตั้งค่าเป็นโมฆะ () {

โหมดพิน (A0, INPUT);

โหมดพิน (8, เอาต์พุต);

โหมดพิน (A1, INPUT);

โหมดพิน (A2, INPUT);

โหมดพิน (A3, INPUT);

โหมดพิน (A4, INPUT);

โหมดพิน (A5, อินพุต);

}

วงเป็นโมฆะ () {

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A0

ถ้า (digitalRead (A0) == สูง) {

โทน (8, 784, 100); // เล่นโทน 67 (G5 = 784 Hz)

}

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A1

ถ้า (digitalRead (A1) == สูง) {

โทน (8, 880, 100); // เล่นโทน 69 (A5 = 880 Hz)

}

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A2

ถ้า (digitalRead (A2) == สูง) {

โทน (8, 988, 100); // เล่นโทน 71 (B5 = 988 Hz)

}

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A3

ถ้า (digitalRead (A3) == สูง) {

โทน (8, 1047, 100); // เล่นโทน 72 (C6 = 1047 Hz)

}

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A4

ถ้า (digitalRead (A4) == สูง) {

โทน (8, 1175, 100); // เล่นโทน 74 (D6 = 1175 Hz)

}

// หากตรวจพบการกดปุ่มบน A5

ถ้า (digitalRead (A5) == สูง) {

โทน (8, 1319, 100); // เล่นโทน 76 (E6 = 1319 Hz)

}

ล่าช้า(10);

// หน่วงเวลาเล็กน้อยเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการจำลอง

}

ในการดาวน์โหลดโค้ดลงบน Arduino แต่ละอัน ให้เสียบโค้ดหนึ่งอันเข้ากับคอมพิวเตอร์ ป้อนโค้ดที่เกี่ยวข้องลงในเว็บไซต์ https://codebender.cc/ และดาวน์โหลดโค้ดโดยคลิก "run on arduino" หากไม่ได้ผล ให้ลองอีกครั้งและตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ตรวจสอบรหัสของคุณเพื่อลบจุดบกพร่อง อย่าลืมเลือกพอร์ตที่เหมาะสมสำหรับ usb

ขั้นตอนที่ 5: ทดสอบวงจรบนเขียงหั่นขนม

เราจัดทำแผนวงจรเปียโนบน TinkerCAD อ้างอิงไดอะแกรมนี้เพื่อสร้างวงจรที่เหมือนกันสองวงจรบนเขียงหั่นขนมจริงด้วยวัสดุที่คุณรวบรวมในขั้นตอนที่ 1

ขั้นตอนที่ 6: การแนบคีย์/ปุ่ม

เราใช้แผ่นไม้ MDF ขนาด 1 นิ้วคูณ 1 ฟุตและเริ่มติดกาวปุ่มด้วยกาวไม้ ขั้นแรก เราทำเครื่องหมายด้วยดินสอที่ลากผ่าน โดยห่างจากปลายด้านหนึ่ง ⅛” อีกข้างหนึ่ง ⅜” ห่างจากปลายอีกข้างหนึ่ง จากนั้นเราก็ทากาวที่ด้านที่เปิดอยู่ของที่หนีบผ้า และติดไว้เพื่อให้ด้านข้างของส่วนกุญแจสีขาวของกุญแจอยู่ในแนวเดียวกับกุญแจ เราทำซ้ำขั้นตอนนี้สำหรับปุ่มที่เหลือโดยวางปุ่มหนึ่งไว้ข้างๆ เมื่อเราทำเสร็จแล้ว เราก็เลื่อยชิ้นไม้สนขนาด ½” x ¾” x ¾” จำนวน 2 ชิ้น และชิ้นไม้สนขนาด ½” x ¾” x ⅞” ออกในภายหลัง

เราทำแผ่นไม้ MDF ขนาด 1” x 10” อีก 1 อันเพื่อใช้เป็นที่วางกระดุม เราเจาะรูที่ระยะห่างจากหนีบผ้าถึงหนีบผ้า จากนั้นเราดันลวดกระดุมผ่านรูของแต่ละรู แล้วงอเพื่อให้สายตั้งฉากของปุ่มหนึ่งแยกออกจากกัน และปลายลวดปุ่มทั้งหมดถูกจัดเรียงเหมือนรางรถไฟ หลังจากนั้น เราเอาลวดยาว 2 ชิ้นที่ไม่มีฉนวนหุ้มซึ่งทอดยาวจากปุ่มที่ 6 ไปเหนือขอบเล็กน้อย แล้วบัดกรีให้ติดและตั้งฉากกับปลายลวดปุ่มที่ปลายใกล้กับศูนย์กลางมากที่สุด เมื่อทำการบัดกรี ตรวจสอบให้แน่ใจว่าใช้ลวดเพียงพอในการเชื่อมต่อแต่ละส่วนประกอบ แต่พยายามอย่าใช้มากเกินไปเพราะจะใช้พื้นที่ภายในเปียโน

ขั้นตอนที่ 7: การติดตั้งวงจร

หลังจากติดตั้งเฟรมแล้ว เราได้ติดตั้งไฟ LED ลงในรูและยึดให้เข้าที่ด้วยกาวร้อน ขณะที่เชื่อมต่อสายไฟและตัวต้านทานเข้ากับไฟ LED โดยใช้หัวแร้ง เราปิดการเชื่อมต่อที่หลวมด้วยเทปพันสายไฟเพื่อป้องกันไม่ให้ไฟฟ้าลัดวงจร เราทาด้านบนเป็นสีดำเหมือนกับด้านอื่นๆ

เราเจาะรูแบตเตอรี่สองรูที่ด้านซ้ายและด้านขวาของด้านล่างโดยเจาะรูขนาด ¾” สองรูเคียงข้างกัน หลังจากนั้นเปียโนก็พร้อมให้เราติดตั้งวงจร เราบัดกรีส่วนประกอบตามไดอะแกรมเขียงหั่นขนม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปิดการเชื่อมต่อที่เปิดอยู่ด้วยเทปไฟฟ้าหลังจากที่คุณบัดกรีเสร็จแล้ว

ขั้นตอนที่ 8: การเดินสายไฟคีย์

ณ จุดนี้ ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของกลไกหลักอยู่ในตำแหน่ง ดังนั้นสิ่งที่ต้องทำคือเชื่อมต่อกุญแจเข้ากับวงจรเพื่อสร้างเสียง เราเริ่มต้นด้วยการร้อยลวดขนาด 3 นิ้วผ่านที่หนีบผ้าแต่ละอันแล้วบัดกรีให้เข้ากับขั้วไฟฟ้าตัวใดตัวหนึ่งบนปุ่ม เราจัดเรียงอิเล็กโทรดเพื่อให้เราสามารถเชื่อมต่ออิเล็กโทรดหนึ่งอิเล็กโทรดจากแต่ละปุ่มไปยังด้านบวกและส่วนที่มีลวดไหลผ่านหนีบผ้าจะเป็นด้านลบ วงจรของเรามีลักษณะดังนี้:

เมื่อบัดกรีสายไฟเข้าด้วยกันแล้ว เราก็ติดแผ่นด้านล่างด้วยปุ่มที่อยู่ใต้ปุ่ม สิ่งนี้ทำให้ถ้ากดปุ่มใดปุ่มหนึ่งปุ่มใดปุ่มหนึ่งจะถูกผลัก นี่คือลักษณะของเครื่องมือสำคัญที่เสร็จสมบูรณ์

ติดตั้งเครื่องมือหลักบนไม้ค้ำถ่อสูง 1.5 นิ้ว 3 อันเพื่อยกกุญแจเหนือขอบของโครงด้านหน้า

ขั้นตอนที่ 9: ปิดผนึกร่างของเปียโน

ด้วยเหตุนี้ ส่วนประกอบของเปียโนจึงเสร็จสิ้นลง สิ่งหนึ่งที่เราต้องทำก่อนการประกอบขั้นสุดท้ายคือการติดชิ้นไม้สนขนาด ¾” x ¾” x 3” เหนือรูลำโพงแต่ละอันเพื่อให้มีหิ้งสำหรับติดลำโพง เราติดลำโพงเข้ากับไม้ด้วยปืนกาวร้อน

ต่อไปเราต้องวางวงจรลงในเฟรมเปียโน ในขณะที่คุณทำได้ตามที่คุณต้องการ เราแนะนำให้วาง Arduinos ไว้ใต้อุปกรณ์หลัก และวางสายไฟไว้ด้านหลังกุญแจ จากนั้นสำหรับการค้ำกุญแจ เราวางไม้ค้ำถ่อไม้สน 2 ½” x ¾” x ¾” ที่ด้านข้าง (ตั้งฉากกับด้านหน้า) ถัดจากบล็อกมุมและติดกาวร้อน และติดกาว ½” x ¾” x ⅞” ท่อนไม้สนที่อยู่ตรงกลางระหว่างไม้ค้ำถ่ออีก 2 ท่อน หลังจากนั้น เรานำเครื่องมือสำคัญมาวางไว้บนไม้ค้ำถ่อ 3 ท่อน เมื่อซ่อนสายไฟแล้ว เราก็ติดด้านบนไปทางซ้าย ขวา และด้านหลังโดยติดกาวร้อนที่ขอบ สุดท้าย เราติดแผงด้านหน้าเข้ากับเปียโน ผลิตภัณฑ์ที่เสร็จสมบูรณ์ควรมีลักษณะดังนี้:

เราหวังว่าคุณจะสนุกกับการสร้างเปียโนไฟฟ้าแอนะล็อกของเรา สิ่งเดียวที่ต้องทำคือปล่อยให้เสียงเพลงไหลไปตามสายเปียโนใหม่ของคุณ

ขั้นตอนที่ 10: การสะท้อนกลับ

สิ่งหนึ่งที่เราชอบเกี่ยวกับโครงการของเราคือมันเป็นต้นฉบับและทุกคนสามารถใช้และเพลิดเพลินได้ตามทฤษฎี นี่ไม่ใช่รายการแสดงปกติ แต่เป็นของเล่นที่ใช้เพื่อความบันเทิงและสามารถนำผู้คนมารวมกันในแบบที่ดนตรีทำในสังคมของเรา

สิ่งหนึ่งที่เราจะเปลี่ยนคือการใช้สายไฟที่สั้นลงเพื่อให้พอดีกับวงจรภายในเปียโนได้ง่ายขึ้น เราต้องต่อวงจรเข้าไปในอุปกรณ์ ดังนั้นมันจะง่ายกว่านี้ถ้าไม่มีสายไฟที่ยาวโดยไม่จำเป็นซึ่งกินพื้นที่ ปัญหานี้สามารถหลีกเลี่ยงได้หากวางวงจรบนแผงวงจร PCB ทำให้วงจรดูเรียบร้อยและกะทัดรัดยิ่งขึ้นเช่นเดียวกับบนเขียงหั่นขนม ถ้าเราใช้บอร์ด PCB วงจรจะมีสายไฟน้อยกว่าที่ใช้พื้นที่

ถ้าเราจะทำโครงงานนี้แตกต่างออกไป เราจะหารายละเอียดของวงจรก่อนเพราะนั่นเป็นส่วนที่ใช้เวลามากที่สุด การออกแบบเฟรมของเปียโนตามความสามารถของวงจรนั้นน่าจะง่ายกว่า แทนที่จะมีแนวคิดที่คลุมเครือเกี่ยวกับวงจรเมื่อเริ่มสร้างเฟรมเปียโน ซึ่งจะทำให้ง่ายต่อการรวมวงจรเข้ากับเปียโน แทนที่จะต้องเดินสายไฟขณะเดินทาง