Ультрадыбыстық ақылды құрал: 4 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Мақсаты

Бұл ультрадыбыстық сенсорды пайдаланып, объектінің қашықтығын өлшейді (бұл сіздің қолыңыз болуы мүмкін). Осымен ойнату үшін нота таңдалады, әр түрлі режимде аспап әр түрлі заттарды ойнайды. Бұл бір нота (аспапты бас ретінде пайдалану үшін) немесе реті бойынша бірнеше ноталар (синтезатор ретінде пайдалану үшін) болуы мүмкін.

Мен мұны электроника мен дәнекерлеу туралы қарапайым түсінікке ие болған жағдайда ғана жасауға кеңес беремін.

Құралдар:

- минималды баспа алаңы 12х8 см болатын 3D принтер- минималды жұмыс алаңы 300x200 мм болатын лазерлік кескіш немесе CNC машинасы- тегістеу жабдығы- ыстық желім пистолеті- дәнекерлеу үтігі- сымды тазартқыш

Материалдар:

- Қалыңдығы 3 мм ағаш (МДФ) Қажетті жалпы өлшемі 600х400 мм, бірақ сіз әр бөлікті кішкене тақталардан кесіп тастай аласыз, содан кейін ең аз жағы 300х200 мм (бұл бөлшектің сыртқы өлшемі, сондықтан сырты жоқ екенін есте сақтаңыз) Егер сіз бұл әдісті қолдансаңыз, оны алып тастау керек)

- Динамик (5W 8Ohms 93mm сыртқы диаметрі) сізге динамик саңылауының өлшемдерін өзгерту қажет болуы мүмкін, себебі барлық динамиктер бірдей емес - Arduino (UNO) - Dupont кабельдері 20 және 10 см әйел - әйел (10 см кабель) (20 см кабель)

- Сым шамамен 2х60 см (қалыңдығы 2 мм, бірақ бұл маңызды емес)

- 2 феррит сақинасы (шуды азайту үшін, қажет емес, бірақ ұсынылады)- 4 түйме (16 мм) (16 мм түймелер)

- 1 фортепиано педалы- 20x4 СК I2C адаптері бар (20x4 СКД I2C адаптері бар)

- TDA2030A аудио күшейткіш модулі (TDA 2030 аудио күшейткіш модулі)

- Arduino 5V қуат көзі немесе қуат банкімен пайдалану үшін USB кабелін ажыратыңыз- 3,5 мм аудио ұясы порты (3,5 мм аудио ұясы порты (мен қолданатындай емес)) (2-нұсқа)

- Жылуды қысқартатын түтіктер (2 мм) (Жылуды қысқартатын құбырлар жинағы)- Кішкене нан тақтасы (міндетті емес, мен оны қолданатын жерде сымдарды дәнекерлеуге болады) (Мини нан тақтасы)

Дизайн процесі мен тарихы

Мен бұл құралды мектептің жобасы үшін жасадым, маған ақылды объектінің дизайнын жасау керек болды. Біраз ми шабуылынан кейін мен пайдаланушыға аспапты бергенде бірнеше нотада ойнайтын аспап жасау идеясын алдым.

Мен бұл құралды алғаш рет жасаған кезде, ол біршама өзгеше болып көрінді және соңғы өнім болатын басқа да бірнеше функциялары болды. Бұл аспаптың менің бірінші критерийі, ол әр түрлі дыбыстарды (фортепиано немесе гитараның дыбысы сияқты) және аккордтарды ойнай алатындай болуы керек. Бірақ бірнеше түзетулерден кейін мен sd картасынан дыбыстық файлдарды қалай ойнату керектігін біле алмадым, дыбыс бұзыла берді. Кейінгі итерацияда мен құрал PWM сигналдарын ойнауы керек деп шештім, ол да жақсы естіледі. Бұл ультрадыбыстық сенсоры бар фортепианодан Theramin -дің ақылды нұсқасына айналған сәт.

Бірнеше басқа функцияларды бағдарламалау кезінде мен бұл жобаның уақытында бір динамикпен бірнеше дыбысты қатар ойнай алмайтынымды түсіндім. Мен оны синтезаторға айналдыруды шештім, ол бір уақытта бірнеше әуенді ойнаудың орнына, бірнеше нотаны ретімен ойнады.

Бұл жоба мен лазерлік кескішті бірінші рет қолдандым және Adobe Illustrator -ды қолдануға тура келді, сондықтан мен өз жұмысымды жеткілікті түрде түсіндіре аламын деп үміттенемін.

1 -қадам: компоненттерді жинау (тестілеу кезеңі)

Біз бәрін жасамас бұрын, барлық компоненттерді тексеруіміз керек, сондықтан бәрі жұмыс істейді.

Дәнекерлеуді қажет ететін сымдарды дәнекерлеуден бастаңыз, олар:- Аудио ұясының қосқышы, бұл 2 сым. Бір сым - жер, екіншісі - сигналдық сым. Стерео ұяшықта R және L сигналы бар болғандықтан, бізде тағы басқа қосылулар болуы мүмкін, біз тек біреуін қолданамыз. Сізге қажет нәрсені тексерудің жалғыз жолы - сымды бір уақытта қосуды тексеру және тізбектің жабылғанын тексеру (сіз оны мультиметрмен тексере аласыз).

- Динамикте 2 сым, оң және теріс. - 4 түймедегі оң және теріс сымдар. Түймелердегі түйіспелі түйреуіштерге ер сымның ұшын кіргізуге болады. Дәнекерлеуді аяқтағаннан кейін сымдарды оқшаулау үшін жылу құбырын пайдаланыңыз

Енді сымдарды қосатын кез келді. Тиісті сымдарды дұрыс орындарға қосу үшін диаграмма мен фотосуреттерді орындаңыз.

Феррит сақиналары Ардуино дыбыс үшін жасалмағандықтан, ол электромагниттік кедергілерді қабылдай алады. Дыбыстық сигнал кабелі мен динамик сымына феррит сақинасын қосуға болады. Бұл сымды феррит сақинасына 2 немесе 3 рет орау арқылы жасайды, бұл құралдың ысылдаған дыбыстарын азайтуға немесе толығымен жоюға көмектеседі.

(қуат опциясы 1) Arduino арқылы емес сыртқы қуат көзі Arduino қуат порты арқылы тізбекке тікелей қуат қосу міндетті емес. Егер сіз мұны қаласаңыз, сыртқы қуат көзінен оң және теріс сымдарды нан тақтасындағы оң және теріс сызықтарға қосуыңыз керек. Нан тақтасында оң жақтан ардуинодағы Vin істігіне (GND түйреуіштерінен басқа) және ардуинодағы GND түйреуішіне теріс сым болуы керек. (Қуат опциясы 2) Сыртқы қуат қосылған Егер сіз arduino розеткасына қосылған адаптерді қолданғыңыз келсе, arduino 5V түйреуішінен нанның оң жағына сымды, ал теріс жағына GND түйреуішінен сымды жалғауыңыз керек.

Файлдарды жүктеу Енді arduino -ны компьютерге қосыңыз және бағдарламаны жүктеңіз. Code.ino мен pitches.h файлдарын код деп аталатын қалтаға салу қажет екенін ескеріңіз: arduino IDE бағдарламасында (егер сізде болмаса) келесі кітапханаларды жүктеп алу қажет: LiquidCrystal_I2C Frank de BrabanderWire -ден adafruit (бұл біреуін қазірдің өзінде салу керек)

2 -қадам: Істі жасау

Егер бәрі жұмыс істесе, сіз істі жасай аласыз. Лазермен кесу / CNC (бейнені қараңыз) Кесуді бастамас бұрын, динамикке сәйкес динамик саңылауларын өңдеу қажет болуы мүмкін. Менде кішкене гриль бар динамик бар, ол динамик тесігінің айналасындағы 4 саңылауды пайдаланады. Сондықтан қажет болса, алдымен оны өңдеңіз.

Ағашты лазерлік кескішпен немесе CNC машинасымен кесуден бастаңыз. Қолданылатын файл - Case_laser_cut.ai Егер сізде бөлшектері бар болса, оларды бір -біріне сәйкес келетінше аздап тегістеңіз. Жоғарғы бөлікті (тесіктері бар тақтаны) желімдеудің қажеті жоқ, өйткені біз барлық бөлшектерді салуымыз керек және егер мәселе туындаса, корпусты аша білуіміз керек. есіңізде болсын, ол құрғаған кезде бәрін қатайтыңыз (толық қатаю үшін шамамен 24 сағат қалдырыңыз).

3D басып шығару Енді сіз дисплей корпусын және түймелердің үстіндегі әріптерді басып шығара аласыз (Case LCD.stl және әріптер.stl) Мен мына параметрлерді ұсынамын:- Қабат биіктігі 0,1 мм- Әріптер үшін жылдамдық 30 мм/с және LCD үшін 60 мм/с корпус- СКД корпусы үшін қабатты салқындатқыш желдеткішті қолданыңыз, себебі оның көп шығуы бар- Қолдау қажет емес Басып шығарулар аяқталғаннан кейін, оларды біршама тегіс ету үшін шеттерін тегістеңіз, ал егер дискіге сәйкес келмесе, оны тегістеп көріңіз. Қажет болғаннан кейін және бөлшектер басып шығарылғаннан кейін сіз бәрін жинай бастай аласыз. СК -ны LCD корпусына салыңыз және педальға арналған аудио ұясының қосқышын артқы жағындағы тесікке қойыңыз.. Енді ағаш корпусын ағашқа жабыстырыңыз, сіз оны желімнің төменгі жағындағы ерінге жабыстыра аласыз. Енді түймелердің үстіне түймелердің әріптерін жабыстырыңыз. Қандай динамикке байланысты сіз оны орнына жабыстыра аласыз, мен динамик саңылауының айналасындағы 4 саңылауды қолданатын шағын гриль бар динамик бар. Динамиктің саңылауын қалай өңдегеніңізге байланысты, бұл қадам сіз үшін әр түрлі болуы мүмкін. Ультрадыбыстық сенсорды төменгі жағындағы 2 тесікті қолданып желімдеңіз. Сондай -ақ, тақтаны, Arduino мен дыбыс күшейткіш модулін жабыстыруға болады. Бірақ бұл қажет емес. Барлығын қайтадан қосыңыз, сонда сіз жұмыс жасайсыз, қуатты қосыңыз және ләззат алыңыз!

3 -қадам: белгілі проблемалар мен шектеулер

Бұл құрал мінсіз емес, біріншіден, бұл ойыншық емес, өнім! Ардуино құрал ретінде қолданылмаған, сондықтан уақыт 100% дұрыс болады деп ойламаңыз. Кодтағы операциялардың артта қалуына байланысты бұл құралды дәл уақытында жасау мүмкін емес. - Кейде ультрадыбыстық сенсорда ақау бар, ол кездейсоқ нотаны ойнатуға немесе дәл емес ноталарды ойнатуға әкелуі мүмкін.

- Аспапты пайдаланған кезде мен сенсордың үстінде ұстау үшін картон немесе ағаш сияқты жалпақ заттарды қолдануды ұсынамын. Қисық беттер сенсордан келетін сигналдарды көрсетеді, сондықтан дәл емес ноталар ойнатылады. Сіз қолыңызды қолдана аласыз, бірақ оны сенсордың үстінде мүмкіндігінше тегіс және орнықты ұстаңыз. Бұл кодта әлі табылмаған қатеге байланысты. Сіз оны автоматты ойнату түймесін басу арқылы шеше аласыз және бір мезгілде педальды басыңыз. Немесе оны өшіріп, қайта қосуға болады.

- Жазбаны ойнау кезінде артта қалу, себебі arduino-дағы код бірнеше миллисекундты алады, оны алып тастау мүмкін емес, себебі arduino құрал жасау үшін жасалмаған.- кейбір код голланд тілінде, себебі мен голландиялықпын және ағылшын сөздер СКД -ға сәйкес келмеді. Мен ағылшын тілінде мүмкіндігінше көп жұмыс жасауға тырыстым.

4 -қадам: DIY жақсартулары

Бұл құрылысты аяқтағаннан кейін сіз жасай алмайсыз! Сіз өз дағдыларыңызды жетілдіруге тырысуыңыз мүмкін және мен қосқан уақыт ішінде оған қосылмайтын мүмкіндіктерді қосуға болады.

- бірнеше дыбыстарды қосу- бір уақытта бірнеше дыбыстарды ойнату- көбірек динамиктерді қосу- Көбірек стильдер қосу!- Сіздің музыкаңызбен билейтін ледтерді қосыңыз