Салхины удирдлагатай MIDI хэрэгсэл хийх: 5 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Энэхүү төслийг Малагийн Их Сургуулийн Харилцаа холбооны сургуулийн BEng Electronics Engineering 4 -р курсын 'Creative Electronics' -д ирүүлжээ.

Анхны санаа нь аль эрт төрсөн, учир нь миний хань Алехандро амьдралынхаа хагасаас илүү хувийг лимбэ тоглож өнгөрүүлсэн. Тиймээс тэрээр электрон үлээвэр зэмсэг бүтээх санааг сонирхол татахуйц олж авав. Тиймээс энэ бол бидний хамтын ажиллагааны бүтээгдэхүүн юм; Энэхүү аргын гол зорилго нь басс кларнет шиг хийцтэй, эрүүл саруул хийцтэй бүтцийг олж авах явдал байв.

Демо:)

Хангамж

• Arduino самбар (бид Arduino Leonardo дээр суурилсан SAV MAKER I -ийг ашигласан).
• MP3V5010 агаарын даралт мэдрэгч.
• FSR07 омог хэмжигч.
• Эсэргүүцэл: 4K7 -ийн 11, 3K9 -ийн 1, 470K -ийн 1, 2М2 -ийн 1, 100К -ийн 1.
• Нэг потенциометр 200К.
• 33pF хэмжээтэй нэг керамик конденсатор.
• 10uF ба 22uF гэсэн хоёр цахилгаан конденсатор.
• Нэг LM2940.
• Нэг LP2950.
• Нэг LM324.
• Нэг MCP23016.
• 30x20 нүхтэй нэг цоолсон самбар.
• 30 зүү толгой, эмэгтэй, эрэгтэй аль аль нь (нэг хүйс нь Arduino -д, нөгөө нь хошуунд зориулагдсан).
• Нэг хос HD15 холбогч, эрэгтэй, эмэгтэй аль аль нь (гагнуурын аягатай).
• Найзынхаа дулааныг багасгадаг хоолой, тусгаарлагч соронзон хальснаас зээлээрэй. Харыг илүүд үздэг.
• 18650 хэмжээтэй хоёр ли-ион батерей ба тэдгээрийн зай эзэмшигч.
• Шилжүүлэгч.
• Arduino USB кабель.
• Наад зах нь 11 товчлуур, хэрэв та чанартай мэдрэмж авахыг хүсч байвал манай товчлуурыг бүү ашиглаарай.
• Зарим төрлийн хашлага эсвэл хайрцаг. Ойролцоогоор нэг метр квадрат хэмжээтэй модон банз хийхэд хангалттай.
• Хагас метр PVC хоолой, гаднах нь 32 мм.
• Өмнөх хоолойд зориулсан 67 градусын PVC холбоос.
• Нэг PVC -ийг 40 мм -ээс 32 мм хүртэл бууруулах (гадаад).
• 25 мм -ээс 20 мм -ийн хэмжээтэй нэг PVC бууралт (гадаад).
• Бетадины хоосон шил.
• Альто саксафоны амны хөндий.
• Альто саксофон зэгс.
• Альто саксофон лигатур.
• Бага зэрэг хөөс.
• Маш олон утас (аудио утсыг улаан хар хосоор санал болгодог).
• Зарим эрэг.
• Matte хар шүршигч будаг.
• Matte шүршигч паалан.

Алхам 1: Бие

Нэгдүгээрт, PVC хоолойг биеийн нэг хэсэг болгон сонгосон. Та өөр диаметрийг сонгож болно, гэхдээ бид гаднах диаметр нь 32мм, урт нь 40см байхыг зөвлөж байна.

Хоолойг гартаа авсны дараа товчлууруудын тэмдэглэгээний байршлыг байрлуул. Энэ нь хурууны уртаас хамаарна. Одоо тэмдэглэгээг хийсний дараа товчлуур бүрт харгалзах нүхийг өрөмдөнө. Бид туранхай хэсгээс эхэлж, өрөмдсөн диаметрийг нэмэгдүүлэх нүхийг бөглөхийг зөвлөж байна. Түүнчлэн, өрөмдлөгийн өмнө буринг ашиглах нь тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.

Даралт хэмжигч ба агаарын даралт мэдрэгчийг дараа нь холбохын тулд та холбогдоогүй дөрвөн утсыг оруулах ёстой. Энэ хэсэг (бие) ба хүзүү нь 67 градусын хоолойгоор бэхлэгдсэн байна. Энэ хоолойг зүлгүүрээр будаж, хар өнгөөр будсан байв.

Энэ хэсгийг хөлөөрөө холбохын тулд бид 40мм -ээс 32мм (гаднах диаметртэй) PVC бууруулах холбоосыг ашигласан. Уулзварыг бэхжүүлэхийн тулд дөрвөн модон эрэг нэмсэн. Багасгах үе ба биеийн хооронд бид тогтвортой байдлыг олж авахын тулд өрөм хийж, илүү өргөн шураг нэвтрүүлсэн. Утас тавихаас өмнө хоолойг өрөмдөхийг зөвлөж байна; эс тэгвээс сүйрэл баталгаатай болно.

Дараагийн алхам бол утсыг товчлуурын терминал руу гагнах, уртыг нь доош нь хэмжих, холболтыг чангалахгүйн тулд нэмэлт уртыг хадгалах явдал юм. Хоолойг зүлгэж, хараар будсаны дараа (бид царцсан хар шүршигч будаг хэрэглэсэн; нарны гэрэлд сайхан харагдах хүртэл хүссэн хэмжээгээрээ олон давхаргыг түрхээрэй) товчлууруудыг дээрээс доош нь танилцуулж, тус бүрийг нь шошголно. Кабелийн хувьд хоёр өөр өнгийг ашиглахыг зөвлөж байна (жишээлбэл, хар ба улаан); Тэд бүгд нэг зүү дээр газардуулгатай холбогдсон тул бид хар кабелийг чөлөөтэй үлдээж, зөвхөн улаан кабелийг тэмдэглэсэн болно. Товчнууд нь хар тусгаарлагч соронзон хальсны тусламжтайгаар бүрхэгдсэн бөгөөд тэдгээр нь гадаад төрхтэйгөө нийцэж, унахгүйгээр эвтэйхэн таарчээ.

Гагнуурын HD15 эмэгтэй холбогч (гагнуурын аяга нь маш их тусалдаг), 4 -р алхам (эсвэл өөрийнхөөрөө) диаграммд санал болгож буй схемийг ашиглан, суурийг хамтад нь холбоно. Дулаан багасдаг хоолой нь богино залгааны найдвартай найдвартай байдлыг хангах болно гэдгийг санаарай.

Алхам 2: Хөлийн дизайн

Энэхүү дизайнд ашигладаг хэлхээ нь үндсэндээ маш энгийн. Хоёр лити батерей нь LDO (уналт багатай) хүчдэлийн зохицуулагчийг тэжээдэг бөгөөд энэ нь гаралтаас 5V-ийг хэлхээний бусад хэсэгт нийлүүлдэг. LM324 -ийн үйл ажиллагааны өсгөгч нь агаарын даралт мэдрэгчийн динамик хүрээ (MP3V5010, 0.2-3.3 вольт) болон даралт хэмжигч (сөрөг налуу хувьсах эсэргүүцэл) -ийг Arduino хавтангийн аналог оролтод (0 -ээс 5 вольт). Тиймээс тохируулгатай ашиг орлого хувиргагч биш (1 <G <3) эхнийх нь хүчдэл хуваагч ба хоёр дахь нь дагалдагчийг ашиглана. Эдгээр нь хүчдэлийн хангалттай эргэлтийг хангадаг. Эдгээр төхөөрөмжийн талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл авахыг хүсвэл энд дарна уу. Түүнчлэн, LP2950 нь MP3V5010 -ээс авах шаардлагатай 3.3 вольтын лавлагаа өгдөг.

FSR (Force Sensing Resistor) цувралын аль ч загвар хангалттай байх болно, гэхдээ хамгийн хөөрхөн нь 04 боловч хувьцааны асуудлаас болж бид 07 -г ашигласан. Эдгээр мэдрэгч нь гулзайлтын хүчнээс хамаарч цахилгаан эсэргүүцлээ өөрчилдөг бөгөөд бүх гадаргуутай зэрэг дарахад тийм биш болохыг туршилтаар туршиж үзсэн. Энэ нь бидний тавьсан хэсэг байсан учраас анхандаа алдаа байсан боловч батлагдсан шийдэл нь сайн ажилласан бөгөөд үүнийг дөрөв дэх алхамд тайлбарлах болно.

Самбарын үндсэн хэсгүүдийн нэг бол MCP23016 юм. Энэ бол 16 битийн I2C I/O Expander бөгөөд кодын нарийн төвөгтэй байдлыг (мөн магадгүй утсыг) бууруулахад тустай гэж бид бодож байсан. Модулийг зөвхөн унших боломжтой 2 байтын бүртгэл болгон ашигладаг; Энэ нь бүртгэлийн утгуудын аль нэг нь өөрчлөгдөхөд зургаа дахь зүү дээр тасалдал үүсгэдэг ("0" логикийг шаарддаг тул татах эсэргүүцэл нь "1" логикийг тохируулах шаардлагатай болдог). Arduino нь энэ дохионы налуугаар ажиллахаар програмчлагдсан; Ийм зүйл болсны дараа тэр өгөгдлийг хүсч, кодыг тайлж, тэмдэглэл хүчинтэй эсэхийг мэдэх болно, хэрэв тийм бол түүнийг хадгалж, дараагийн MIDI пакетыг бий болгоход ашигладаг. Товчлуур бүр нь газардуулгатай, 5 вольтын татах эсэргүүцэлтэй (4.7K) холбогдсон хоёр терминалтай. Тиймээс, үүнийг дарахад "0" гэсэн логикийг I2C төхөөрөмж уншдаг бөгөөд "1" гэсэн логик нь суллагдсан гэсэн үг юм. RC хос (3.9K ба 33p) нь дотоод цагийг тохируулдаг; 14 ба 15 -р зүү нь SCL ба SDA дохио юм. Энэ төхөөрөмжийн I2C хаяг нь 0x20 юм. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг мэдээллийн хүснэгтээс шалгана уу.

HD15 холбогчийг холбоход ашигладаг холболтын схем нь мэдээж өвөрмөц биш юм. Бидний хийсэн ПХБ -ээр чиглүүлэх нь илүү хялбар байсан тул бид үүнийг ингэж хийсэн бөгөөд зангилаа болон холбогдох товчлууруудын жагсаалтыг тодорхой байлгах нь чухал юм. Үүнийг хэлэх шаардлагагүй, гэхдээ би хэлэх болно; товчлуурууд нь хоёр терминалтай. Тэдгээрийн нэг нь (тодорхой бус байдлаар) HD15 холбогч дээрх холбогдох зангилаанд холбогдсон байхад нөгөө нь газардуулгатай байна. Тиймээс бүх товчлуурууд нь ижил газартай бөгөөд HD15 холбогчийн зөвхөн нэг зүүтэй холбогддог. Бидний өгч буй зураг бол эрэгтэй холбогчийн арын үзэмж, өөрөөр хэлбэл эмэгтэй хосын урд талын зураг юм. Утсыг болгоомжтой гагнана уу, та буруу холбохыг хүсэхгүй байна, бидэнд итгээрэй.

Энэ нь ойлгомжтой байгаа тул бид Arduino -ийг түүн дээр холбох хэлхээг зохион бүтээсэн. Түүний доор схемийг багтаах хангалттай зай байх ёстой бөгөөд ингэснээр хайрцаг нь биднийхээс бага байж болно. Санал болгож буй барилгын зохион байгуулалтыг доорх зурагт үзүүлэв. Бид силикон ашиглан батерейны бэхэлгээний хэсгийг хайрцгийн дотор талд наалдуулж, хошууг ирмэг дээр нь өрөмдөж, боолтыг ашиглан зассан.

Энэ хэсгийг биетэй холбохын тулд бид 40мм -ээс 32мм (гаднах диаметртэй) PVC бууруулах холбоосыг ашигласан. Уулзварыг бэхжүүлэхийн тулд дөрвөн модон эрэг нэмсэн. Багасгах үе ба биеийн хооронд бид тогтвортой байдлыг олж авахын тулд өрөм хийж, илүү өргөн шураг нэвтрүүлсэн. Утасыг гэмтээхгүйн тулд болгоомжтой байгаарай.

Алхам 3: Амны хоолой угсрах

Энэ нь магадгүй чуулганы хамгийн чухал хэсэг юм. Энэ нь эхний зураг дээр үзүүлсэн диаграм дээр үндэслэсэн болно. Хэт том хэсэг нь 32 мм (гаднах) PVC хоолойд багтахаар том хэмжээтэй.

Энэ хэсгийг (хүзүү) зохион бүтээхдээ MP3V5010 -ийг холбохын тулд ПХБ ашиглахаар шийдсэн боловч та үүнийг үл тоомсорлож болно. PDF -ийн дагуу ашигласан терминалууд нь 2 (3.3 вольтын хангамж), 3 (газар) ба 4 (агаарын даралтын цахилгаан дохио) юм. Тиймээс, энэ тохиолдолд ПХБ -ыг захиалахаас зайлсхийхийн тулд ашиглагдаагүй тээглүүрийг таслаж, утас дууссаны дараа бүрэлдэхүүн хэсгийг PVC хоолойд нааж өгөхийг зөвлөж байна. Энэ бол бидний бодож болох хамгийн хялбар арга юм. Түүнчлэн, энэ даралт мэдрэгч нь хоёр мэдрэгчтэй товчлууртай; Та тэдгээрийн аль нэгийг хамруулахыг хүсч байна. Энэ нь түүний хариу үйлдлийг сайжруулдаг. Бид үүнийг жижигхэн металл хэсгийг дулаан агшааж буй хоолойд хийж, хаалганы бариулыг таглаж, хоолойг халааж хийлээ.

Таны хийхийг хүсч буй хамгийн эхний зүйл бол хоёр дахь зурагт үзүүлсэн шиг агаарын даралт мэдрэгчийн хоолойд багтах конус хэлбэртэй хэсгийг олох явдал юм. Энэ бол өмнөх диаграммын шар хэсэг юм. Бяцхан өрөм, гагнуурын төмрийн үзүүрийн тусламжтайгаар конусын оройд нарийн нүх гарга. Энэ нь нягт нийцэж байгаа эсэхийг шалгах; Хэрэв тийм биш бол нүхний диаметрийг том болтол нь өсгөж байгаарай. Үүнийг дуусгасны дараа та агаарын урсгалыг гадагшлуулахад саад болохын тулд өмнөх хэсэгт нь таарсан хэсгийг олохыг хүсч байна. Чухамдаа та алхам бүртээ агаар бүрхүүлээс гарахгүй байгааг шалгахыг хүсч байна. Хэрэв тийм бол үе мөчний хэсэгт силикон нэмж үзээрэй. Үүний үр дүнд дараагийн зураг гарч ирэх ёстой. Үүний тулд бид Betadine лонхыг энэ зорилгоор ашигласан: шар хэсэг нь дотоод тараагч, харин бүрхсэн хэсэг нь толгой дээрээ зүсэгдсэн малгай бөгөөд хоолой хэлбэртэй болгоно. Зүсэлтийг халуун хутгаар хийсэн.

Дараагийн хэсэг нь PVC -ийг 25 (гадаад) -ээс 20 (дотоод) болгон бууруулах явдал байв. Энэ хэсэг нь аль хэдийн зохион байгуулагдсан хоолойд маш сайн суурилагдсан боловч бид үүнийг агаарын урсгалд саад болохын тулд зүлгэж, ханыг нь нааж өгөх шаардлагатай байв. Одоогоор бид үүнийг битүү хөндий байхыг хүсч байна. Диаграммд бидний ярьж буй энэ хэсэг нь шар өнгийг шууд дагадаг хар саарал өнгөтэй байна. Энэ хэсгийг нэмж оруулсны дараа багажны хүзүү бараг дуусч байна. Дараагийн алхам бол 32 мм диаметртэй PVC хоолойноос нэг хэсгийг хайчилж, түүний төв хэсэгт нүх өрөмдөж, даралт хэмжигчийн утаснуудыг гадагшлуулах болно. Дараагийн диаграммд үзүүлсэн шиг 1 -р алхамд өмнө дурдсан дөрвөн утсыг гагнаж, хүзүүг нь өнцгөөр холбосон хэсэгт наана (хар өнгөөр будсаны дараа гоо зүйн зорилгоор).

Сүүлчийн алхам бол амны хөндийг эвтэйхэн битүүмжлэх явдал юм. Энэ даалгаврыг биелүүлэхийн тулд бид альто сакс зэгс, хар тусгаарлагч соронзон хальс, лигатур ашигласан. Даралт хэмжигчийг соронзон хальс хэрэглэхээс өмнө зэгсний доор байрлуулсан; хэмжигчтэй цахилгаан холболтыг дулаан багасгадаг хар хоолойгоор бэхжүүлсэн. Энэ хэсэг нь олборлох зориулалттай бөгөөд хэсэг хугацаанд тоглосны дараа хөндийг цэвэрлэж болно. Энэ бүгдийг сүүлийн хоёр зургаас харж болно.

Алхам 4: Програм хангамж

Virtual MIDI төгөлдөр хуурын гарыг татаж аваад суулгана уу, энд линк байна.

Энэ алхамыг хийх логик арга нь дараах байдалтай байна: эхлээд энэ зааварт заасан Arduino -ийн ноорогыг татаж аваад Arduino самбар дээрээ ачаална уу. Одоо VMPK -ийг ажиллуулаад тохиргоогоо шалгаарай. Эхний зураг дээр үзүүлсэн шиг 'Оролтын MIDI холболт' нь таны Arduino самбар байх ёстой (манай тохиолдолд Arduino Leonardo). Хэрэв та Линукс ашиглаж байгаа бол юу ч суулгах шаардлагагүй, таны VPMK файл хоёр дахь зурагт үзүүлсэн шинж чанаруудтай эсэхийг шалгаарай.

Алхам 5: Алдааг олж засварлах

Тохиолдол 1. Систем ажиллахгүй байгаа бололтой. Хэрэв Arduino -ийн LED асахгүй эсвэл ердийнхөөс арай бараан өнгөтэй байвал систем зөв ажиллаж байгаа эсэхийг шалгана уу (6 -р хэргийг үзнэ үү).

Тохиолдол 2. Ямар нэгэн зүйл шатсан мэт үнэртэж байгаа тул утаа гарч байгаа бололтой. Магадгүй хаа нэгтээ богино холболт үүссэн байх (цахилгаан болон утас бэхэлгээг шалгана уу). Магадгүй та температурыг шалгахын тулд бүрэлдэхүүн хэсэг бүрт (болгоомжтой) хүрэх хэрэгтэй; хэрэв энэ нь ердийнхөөс илүү халуун байвал сандрах хэрэггүй, зүгээр л солих хэрэгтэй.

Тохиолдол 3. Arduino -ийг танихгүй байна (Arduino IDE -д). Асуудал хэвээр байвал Arduino -г компьютерт зөв холбож, Arduino IDE тохиргоог анхдагчаар тохируулсан эсэхийг шалгаарай. Хэрэв юу ч болохгүй бол Arduino -г солих талаар бодож үзээрэй. Зарим тохиолдолд "эмхэтгэх" явцад дахин тохируулах товчийг дарж, дараа нь "байршуулах" үед суллах нь ноорог байршуулахад тусална.

Кейс 4. Зарим түлхүүрүүд буруу ажиллаж байгаа бололтой. Аль түлхүүр ажиллахгүй байгааг тусгаарлана уу. Тасралтгүй байдлын тест нь ашигтай байж магадгүй, эсвэл товчлуурыг туршихын тулд өгсөн тоймыг ашиглана уу; татах эсэргүүцэл нь зөв гагнагдаагүй эсвэл товчлуур буруу байна. Хэрэв түлхүүрүүд зүгээр байвал бидэнтэй холбоо бариарай.

Тохиолдол 5. Би VMPK дээр ямар ч тэмдэглэл хүлээн авч чадахгүй байна. Arduino компьютерт зөв холбогдсон эсэхийг шалгана уу. Дараа нь VMPK дээр 3 -р алхам дээр үзүүлсэн алхмуудыг дагана уу. Хэрэв асуудал үргэлжилсээр байвал товчлуурыг дахин тохируулах буюу бидэнтэй холбоо барина уу.

Тохиолдол 6. Цахилгаан асаах туршилт. Дараагийн хэмжилтийг хий: Arduino -ийг малгайнаас салгасны дараа унтраалгыг асаана уу. Хар датчикийг газардуулгын зүү дээр байрлуул (хэн ч хангалттай байх болно), улаан датчик ашиглан цахилгаан зангилааг шалгана уу. Батерейны эерэг хавтан дээр дор хаяж 7.4 вольтын хүчдэлийн уналт байх ёстой, эс тэгвээс батерейг цэнэглэ. Схемд үзүүлсэн шиг LM2940 оролт дээр ижил хүчдэлийн уналт байх ёстой. Түүний гаралтын үед 5 вольтын уналт байх ёстой; LM324 (зүү 4), MCP23016 (зүү 20), LP2950 (зүү 3) -аас ижил утгыг хүлээж байна. Сүүлчийн гаралт нь 3.3 вольтын утгыг харуулах ёстой.