Enkelt elektroniskt piano: 3 steg (med bilder)

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-23 15:11

Elektronik kan låta mycket enkelt med bara en handfull delar. Så här gör du ett enkelt piano med en 555 -timer. Jag konstruerade och testade den här kretsen med hjälp av Tinkercad och byggde sedan den riktiga saken.

Här är allt du behöver:

• 1 x 555 timer (Jameco)
• 8 x tryckknappar (Jameco)
• 1 x 100 nF kondensator (Jameco)
• 1 x motståndssortiment - 390Ω, 620Ω, 910Ω, 2 x 1kΩ, 1.1kΩ, 1.3kΩ, 1.5kΩ, 6.2kΩ (Jameco)
• 1 x Piezo -summer (Jameco)
• 22 AWG -anslutningstråd (Jameco)
• 1 x 9V batterikontakt (Jameco)
• 1 x Lödfri brödbräda (Jameco)
• 1 x 9V batteri

Steg 1: En liten bakgrund

A (1kΩ) "," topp ": 0.3485342019543974," vänster ": 0.67578125," höjd ": 0.08143322475570032," bredd ": 0.048828125}, {" noteID ":" NU0SMSRIFJYSKZN "," författare ":" joshua.brooks "," text ":" R_B (varierar med anteckning) "," topp ": 0.3534201954397394," vänster ": 0.3515625," höjd ": 0.08143322475570032," bredd ": 0.3154296875}, {" noteID ":" NTR1FHAIFJYSL0Q "," författare ":" joshua.brooks ", "text": "C (100 nF)", "överst": 0.509771986970684, "vänster": 0.6787109375, "höjd": 0.08143322475570032, "bredd": 0.048828125}] ">

Fara: Det finns matematik framåt …

Om du inte bryr dig om hur det här fungerar och vill gå direkt till att sätta ihop det, hoppa sedan vidare till nästa steg.

Detta piano använder astabilt läge i en vanlig 555 timer integrerad krets för att producera tonen som driver högtalaren (piezo summer). Om du är nyfiken på hur en 555 -timer fungerar och de olika konfigurationslägena, finns det en bra instruktion om det här.

Varje musiknot har en huvudfrekvens, vilket är hur många gånger per sekund det som producerar ljudet vibrerar fram och tillbaka per sekund. Frekvensen som produceras av en 555 -timer i astabilt läge bygger på värdena på kondensatorn (C) och två motstånd (R_A & R_B). Detta förhållande är

Jag bestämde mig för att utforma detta så att R_A och C är desamma för alla toner (R_A är 1kΩ och C är 100 nF). Detta lämnar R_B för att ställa in tonen. Så för en viss frekvens,

Hur denna sak är trådbunden, för en viss knapp R_B är värdet av alla motstånd från knappen till slutet av motståndskedjan till höger tillsammans. Så det gällde att hitta rätt motståndskedja för att få detta att fungera. Följande tabell visar hur motstånden valdes. Börjar med den högsta noten, R_B beräknades för varje ton, och allmänt tillgängliga motstånd valdes för att approximera R_B.

Notera	frekv. (Hz)	RB (Ω)	Motstånd
C5	523	13151	1,5kΩ + 1,3kΩ + 620Ω + 1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
D5	587	11662	1,3kΩ + 620Ω + 1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
E5	659	10335	620Ω + 1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
F5	698	9727	1.1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6.2kΩ
G5	784	8611	1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
A5	880	7617	910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
B5	988	6731	390Ω + 6,2kΩ
C6	1047	6325	6,2 kΩ

På grund av valet att använda allmänt tillgängliga motstånd för att approximera de önskade värdena är tonerna lite avstängda, men inte mycket.

Steg 2: Prova innan du köper delar

Jag "byggde" först den här kretsen i Tinkercad för att prova den och se till att allt fungerade innan den riktiga kretsen sattes ihop. Detta tillät mig att prova olika motståndsvärden och konfigurationer (gratis!) Innan jag bestämde mig för den slutliga konstruktionen. Jag kunde till och med höra hur det låter i min webbläsare.

Här är pianot i Tinkercad. Tryck på "Start Simulation" för att testa det.

Steg 3: Sätt ihop det

Efter att ha samlat delarna från listan i början av denna instruktionsbok är det dags att sätta ihop den.

De långa raderna på toppen och botten av brödbrädet är avsedda att ansluta ström (+9 volt och jord) från batteriet till resten av kretsen. Dessa rader är elektriskt anslutna hela vägen och fungerar som en tråd mellan komponenter som pressas i deras hål. Så småningom kommer den svarta tråden (marken) att anslutas till raden längst ner, och den röda tråden (+9 volt) kommer att anslutas till raden längst upp. Gör inte det här ännu. Du ansluter batteriet sist.

På samma sätt är varje kolumn med 5 hål i mittområdet elektriskt ansluten. Så två saker som är anslutna till samma kolumn är anslutna som med en tråd. Observera att kolumnerna ovanför och under det tomma området i mitten är elektriskt separerade.

Börja med att placera 555 -timerchipet i panelen. Den kommer att justeras så att pricken ovanpå den (stift 1 -indikatorn) är nere till vänster när du tittar på den. Placera den mot höger sida av brödbrädan så att stiften sträcker sig över den tomma kanalen som rinner ner i mitten av brödbrädet. Tryck försiktigt ner det med jämnt tryck tills alla stiften har kommit in i sina hål och flisen sitter platt på ytan av brödbrädan.

Stiften på 555 är numrerade 1, 2, 3, 4 på undersidan från vänster till höger och 5, 6, 7, 8 på toppen från höger till vänster. De går moturs med början längst ner till vänster.

Anslut stift 2 till stift 6 på 555 med en lämplig längd av anslutningstråd. Du kan se detta som den gröna tråden på bilderna ovan. Anslut stift 1 till markraden längst ner. Anslut stiften 4 och 8 till raden +9 volt högst upp på brädet.

Böj försiktigt ledningarna på ett av 1kΩ-motstånden (brun-svart-röd) och anslut det mellan stift 7 på 555 och raden +9 volt överst.

Anslut kondensatorn mellan stiften 1 och 2 på 555.

Om den piezosummer du har har böjbara trådar, anslut sedan den positiva (röda) tråden till stift 3 på 555 -timern. Anslut den negativa (svarta) tråden till markraden längst ner. Annars, om din piezo har styva stift, placera den över brödbrädan till höger om 555 med den negativa stiften någonstans på markraden. Leta reda på var den positiva stiftet kommer att ansluta till brödbrädan, och sätt en anslutningskabel för att ansluta kolonnen med stift 3 på 555. Tryck sedan på piezoen på plats.

Nu, för knapparna. Börja med att sätta en liten anslutningstråd mellan stift 7 på 555 och någon kolumn till vänster (se den orangea tråden på bilden ovan). Leta upp 6,2 kΩ motståndet (blå-röd-röd) och anslut det mellan den andra änden av denna anslutningskabel och en annan kolumn till vänster.

Placera en av tryckknapparna så att den ligger över kanalen i mitten av brödbrädet med den övre högra stiftet på samma kolumn som motståndet. Skjut den försiktigt på plats så att den sitter helt i brödbrädan. Anslut en anslutningskabel av lämplig längd mellan knappens nedre högra stift och stift 2 på 555.

Nu är det dags för ett snabbt test! Anslut den svarta ledningen på batterikontakten till den nedre raden (marken) och den röda tråden till den övre raden (+9 volt). Anslut batteriet till batterikontakten. Prova att trycka på knappen och du ska höra en ton! Om du inte hör ljud, kontrollera sedan alla dina anslutningar igen, se till att batteriet är bra och försök igen. Efter detta test, koppla ur batteriet.

Nu läggs var och en av de återstående knapparna från höger till vänster. Anslut motståndet från kolumnen i det tidigare motståndet till där nästa knapp kommer att vara (4 rader till vänster i bilderna ovan). Placera nästa knapp på plats med den övre högra stiftet i andra änden av motståndet. Anslut en liten anslutningskabel mellan den nedre vänstra stiftet på den här knappen och den nedre vänstra stiftet på knappen till höger. Gör detta för alla knappar. Motstånden i ordning från höger till vänster kommer att vara:

• 390Ω (orange-vitbrun)
• 910Ω (vit-brun-brun)
• 1kΩ (brun-svart-röd)
• 1.1kΩ (brun-brun-röd)
• 620Ω (blå-röd-brun)
• 1.3kΩ (brun-orange-röd)
• 1,5kΩ (brun-grön-röd)

När alla motstånd och knappar är på plats, anslut batteriet igen och börja spela!