Elektrisk-analogt piano: 10 trinn (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Musikk er en stor del av kulturen vår - alle liker å lytte til musikk. Men mens du lytter til musikk er en ting, er det å lære å lage musikk en annen ting. På samme måte, mens å lage musikk er en vanskelig oppgave, er det en helt ny utfordring å bygge et musikkinstrument. Vanligvis er musikkinstrumenter dyre å lage, ettersom bare de fineste materialene brukes til å lage kunstverket, men etter hvert som tiden går, utvikler teknologien vår seg, og vi har oppdaget nye måter å lage musikk på enn tradisjonelle musikkinstrumenter.

Å bygge et piano har aldri vært enklere. Egentlig har det aldri vært så rustikt hjemmelaget å bygge et piano, men likevel var den levende nostalgiske stilen sannsynligvis det du lette etter i utgangspunktet. Vi ble inspirert av en kretsdesign som vi fant i et Elenco elektronikkhefte mens vi lærte om elektronikk i vår niende klasse ingeniørklasse. Selv om kretsen ikke så ut som et piano, var den i stand til å lage forskjellige elektroniske lyder akkurat som de musikalske notene produsert av et piano. Vi ønsket å ta dette et skritt videre og integrere kretsen i rammen til et piano. Ved å gjøre dette klarte vi å lage et falskt piano som kunne lage forskjellige lyder akkurat som et ekte. Så nyt å lære å lage vårt "elektro-analoge piano", en ny måte å lage musikken som alle liker.

Trinn 1: Få varene

Liste over materialer/verktøy

• Materialer:

  • MDF tre

    • 3 stykker
    • 12 "x 1/8" x 12"

  • Høyttalere

    • 2 "diameter
    • 2 stykker

  • Gule lysdioder

    • 1/8 "diameter
    • 14 stykker

  • Grønne lysdioder

    • 1/8 "diameter
    • 1 stk

  • Everbilt Clothespins

    12 stykker

  • Hvitt skriverpapir

    • 8,5 "x 11"
    • 2 ark

  • Spyd

    • 8 "x 1/8"
    • 2 pinner

  • Blickeric Black Paint

    1 boks

  • 3-pinners glidebryter

    • 1/8 "x 3/4"
    • 1 stk

  • Furu

    • 1 'x 1'
    • 1 kvadrat

  • Isolert kobbertråd

    19 fot

  • 9v batteriklemme

    1 stk

  • Trykke knapper

    12 stykker

  • Arduino UNO og snorer

    2 av hver

• Nødvendige verktøy:

  • Drill presse
  • Båndsag
  • Klemme
  • Coping Saw

  • Fil

  • Pensel
  • Varm limpistol
  • Hånddrill
  • Tre lim
  • Sandpapir (120 og 220 korn)
  • Rullesag
  • X-Acto kniv
  • Elmers lim
  • Linjal i korkstøpt stål
  • Matte
  • 3/4 "bor
  • 1/8 "bor
  • Bly-/tinnloddetråd
  • Wire strippere
  • Loddejern

Trinn 2: Lag komponentene i rammen

Ved å bruke en båndsag skar vi ut frontene, baksiden, bunnen, toppen, venstre og høyre av ⅛”MDF -tre og arkiverte sidene. Deretter kuttet vi ut 12 nøkler av pine”furuskog og pusset kantene. Til slutt kutter vi ut fire terninger av pine”furuskog for å støtte sidene under monteringsprosessen. Deretter kuttet vi ut en MDF -treplanke på 1 tomme x 1 fot og lagret den til senere. Bruk blåkopien nedenfor for å referere til størrelsen og formene på panelene. De overordnede dimensjonene til pianoet er 10 "x2,5" x5 ". Det er viktig å merke seg at mens tegningen vår har 14 nøkler, har pianoet kun plass til 12 nøkler.

Trinn 3: Monter rammen

For å montere rammen limte vi furu -terningene fra tidligere til bunnplaten omtrent ⅛”unna kantene. Deretter varmlimte vi venstre, høyre og bakpanelene til den nederste palen og kubestøttene. For å fullføre det, fylte vi ut eventuelle hull med varmt lim. Vi dekket hele overflaten til venstre, høyre og bak med hvitt skriverpapir og kuttet det til riktig størrelse med en x-acto-kniv. Vi malte papiret svart når det ble limt på pianoet og malt alle tastene hvite. Referer til tegningen fra forrige trinn for å finne retningen til brikkene. Bruk et bor til å lage hullet til bryteren i henhold til diagrammet og bruk en håndteringssag for å gjøre den i riktig størrelse (⅛”x3/4”).

Trinn 4: Koding

Vi brukte to Arduino -enheter for å programmere pianoet. Koden for begge arduinoene er nedenfor:

Første Arduino

int pos = 0;

ugyldig oppsett () {

pinMode (A0, INNGANG);

pinMode (8, OUTPUT);

pinMode (A1, INNGANG);

pinMode (A2, INNGANG);

pinMode (A3, INNGANG);

pinMode (A4, INPUT);

pinMode (A5, INNGANG);

}

void loop () {

// hvis knappetrykk på A0 oppdages

hvis (digitalRead (A0) == HIGH) {

tone (8, 440, 100); // spill tone 57 (A4 = 440 Hz)

}

// hvis knappetrykk på A1 oppdages

hvis (digitalRead (A1) == HIGH) {

tone (8, 494, 100); // spill tone 59 (B4 = 494 Hz)

}

// hvis knappetrykk på A2 oppdages

hvis (digitalRead (A2) == HIGH) {

tone (8, 523, 100); // avspillingstone 60 (C5 = 523 Hz)

}

// hvis knappetrykk på A3 oppdages

if (digitalRead (A3) == HIGH) {

tone (8, 587, 100); // spill tone 62 (D5 = 587 Hz)

}

// hvis knappetrykk på A4 oppdages

if (digitalRead (A4) == HIGH) {

tone (8, 659, 100); // spill tone 64 (E5 = 659 Hz)

}

// hvis knappetrykk på A5 oppdages

hvis (digitalRead (A5) == HIGH) {

tone (8, 698, 100); // spill tone 65 (F5 = 698 Hz)

}

forsinkelse (10); // Forsink litt for å forbedre simuleringsytelsen

}

/*

Andre Arduino:

int pos = 0;

ugyldig oppsett () {

pinMode (A0, INNGANG);

pinMode (8, OUTPUT);

pinMode (A1, INNGANG);

pinMode (A2, INPUT);

pinMode (A3, INNGANG);

pinMode (A4, INPUT);

pinMode (A5, INNGANG);

}

void loop () {

// hvis knappetrykk på A0 oppdages

hvis (digitalRead (A0) == HIGH) {

tone (8, 784, 100); // spill tone 67 (G5 = 784 Hz)

}

// hvis knappetrykk på A1 oppdages

if (digitalRead (A1) == HIGH) {

tone (8, 880, 100); // spill tone 69 (A5 = 880 Hz)

}

// hvis knappetrykk på A2 oppdages

hvis (digitalRead (A2) == HIGH) {

tone (8, 988, 100); // spill tone 71 (B5 = 988 Hz)

}

// hvis knappetrykk på A3 oppdages

if (digitalRead (A3) == HIGH) {

tone (8, 1047, 100); // spill tone 72 (C6 = 1047 Hz)

}

// hvis knappetrykk på A4 oppdages

if (digitalRead (A4) == HIGH) {

tone (8, 1175, 100); // spill tone 74 (D6 = 1175 Hz)

}

// hvis knappetrykk på A5 oppdages

if (digitalRead (A5) == HIGH) {

tone (8, 1319, 100); // spill tone 76 (E6 = 1319 Hz)

}

forsinkelse (10);

// Forsink litt for å forbedre simuleringsytelsen

}

For å laste ned koden til hver Arduino, koble en til en datamaskin, skriv inn den tilsvarende koden på nettstedet https://codebender.cc/, og last ned koden ved å klikke "kjør på arduino". Hvis dette ikke fungerer, kan du prøve igjen og sørge for å bekrefte koden din for å fjerne eventuelle feil. Husk også å velge riktig port for usb.

Trinn 5: Test kretsen på et brødbrett

Vi laget en plan for kretsen til pianoet på TinkerCAD. Referer til dette diagrammet for å lage to identiske kretser på et fysisk brødbrett med materialene du samlet i trinn 1.

Trinn 6: Fest taster/knapper

Vi tok vår MDF -treplanke på 1 tommer med 1 fot og begynte å lime nøklene med trelim. Først lagde vi markeringer med blyant som gikk på tvers, den ene ⅛”vekk fra den ene enden, den ene ⅜” vekk fra den andre enden. Deretter påførte vi lim på den åpne siden av klesnålen, og festet den slik at siden av den hvite nøkkeldelen av nøklene ville være justert til tastene. Vi gjentok denne prosessen for resten av tastene, og plasserte den ene ved siden av den andre. Når vi var ferdige, saget vi av 2 "½" x ¾ "x ¾" furuskoger og en ½ "x ¾" x ⅞ "furuskog, for senere.

Vi lagde ytterligere 1”x 10” MDF -treplank som fungerte som en holder for knappene. Vi boret hull som korresponderte i avstand fra klesklype til klesklype. Deretter presset vi knappetrådendene gjennom hullene for hver enkelt og bøyde den slik at de vinkelrette ledningene til den ene knappen var atskilt fra hverandre, og alle knappetrådendene var ordnet som togspor. Etterpå tok vi 2 lange, uisolerte ledningsbiter som strakte seg fra den 6. knappen til litt over kanten, og loddet dem slik at de var festet og vinkelrett på endene på knappetrådendene nærmest midten. Når du lodder, må du bruke nok ledning til å koble hver komponent, men prøv å ikke bruke for mye fordi det vil ta plass på innsiden av pianoet.

Trinn 7: Installere kretsen

Etter å ha fikset rammen, installerte vi lysdiodene i hullene og festet dem på plass med varmt lim, mens vi koblet ledningene og motstandene til lysdiodene ved hjelp av et loddejern. Vi dekket eventuelle løse forbindelser med elektrisk tape for å forhindre kortslutning. Vi malte oversiden svart akkurat som de andre sidene.

Vi boret to hull for batteriene i venstre og høyre side av bunnen ved å bore to ¾”hull side om side. Etter dette var pianoet klart for oss å installere kretsen. Vi loddet komponentene i henhold til brødbrettdiagrammet. Sørg for å dekke alle åpne tilkoblinger med elektrisk tape etter at du er ferdig med lodding.

Trinn 8: Koble til tastene

På dette tidspunktet var de bevegelige delene av nøkkelmekanismen på plass, så alt som må gjøres er å koble tastene til kretsen for å produsere lyd. Vi begynte med å tre en 3 tommers ledning gjennom hver klesklype og loddet den til en av elektrodene på knappen. Vi stilte opp elektrodene slik at vi kunne koble en elektrode fra hver knapp til den positive siden, og delen med ledningen som løper gjennom klesnålen ville være den negative siden. Kretsen vår så slik ut:

Når ledningene var loddet sammen, limte vi bunnplaten med knappene på den under tastene. Dette gjorde det slik at hvis en av tastene ble trykket, ville en av knappene bli presset. Slik så det ferdige nøkkelapparatet ut.

Monter nøkkelapparatet på tre 1,5”høye trepenner for å løfte nøklene over kanten på frontrammen.

Trinn 9: Forsegling av pianoets kropp

Med dette var komponentene i pianoet ferdige. En ting vi måtte gjøre før den siste monteringen var å lime et ¾”x ¾” x 3”stykke furuskog over hvert høyttalerhull for å gi en avsats for å montere høyttalerne på. Vi limte høyttalerne på treverket med en varm limpistol.

Deretter måtte vi plassere kretsen i pianorammen. Selv om du kan gjøre dette slik du vil, anbefaler vi at du legger Arduinos under nøkkelapparatet og plasserer ledningene bak nøklene. For å støtte nøklene legger vi de 2 ½ "x ¾" x ¾ "furuskogen på sidene (som var vinkelrett på forsiden) rett ved siden av hjørneblokkene og varmlimes den og varmlimes ½" x ¾”x ⅞” furuskogpiler i midten mellom de 2 andre furuskogpinnene. Etterpå tok vi nøkkelapparatet og plasserte det rett på de tre furuskinnene. Når ledningene var gjemt bort, limte vi toppen til venstre, høyre og bakside ved å legge varmt lim på kantene. Til slutt limte vi frontpanelet på pianoet. Det ferdige produktet skal se slik ut:

Vi håper du likte å bygge vårt elektro-analoge piano. Det eneste du trenger å gjøre er å la musikken flyte - gjennom ledningene til det nye pianoet ditt.

Trinn 10: Refleksjon

En ting vi likte med prosjektet vårt var at det var originalt og teoretisk sett kunne brukes og nytes av alle. Dette er ingen vanlig utstillingsvare, det er mer et leketøy som kan brukes til underholdning og kan bringe mennesker sammen slik musikk gjør i vårt samfunn.

En ting vi ville endre er å bruke kortere ledninger, slik at det er lettere å montere kretsen inne i pianoet. Vi måtte sette kretsene i enheten, så det hadde vært lettere hvis det ikke var unødvendige lengder med ledning som tar opp plass. Dette problemet kan unngås hvis kretsen settes på et kretskort. Dette gjør kretsen penere og mer kompakt akkurat som på brødbrettet. Hvis vi brukte et kretskort, ville kretsen ha færre ledninger som tar plass.

Hvis vi skulle gjøre dette prosjektet annerledes, ville vi først regne ut detaljene i kretsen fordi det var den mest tidkrevende delen. Det ville vært lettere å designe rammen til pianoet rundt kretsens evner i stedet for å ha en uklar idé om kretsen når man begynte å bygge pianorammen. Dette ville gjøre det lettere å integrere kretsen i pianoet i stedet for å måtte finne ut ledningene mens du er på farten.