Automatiserad MIDI -xylofon: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

I denna instruerbara kommer vi att utforska hur eldsolenoider använder en Arduino Uno och MIDI -signaler. En av de bästa applikationerna för detta är att bygga en automatiserad xylofon. Även om detta bara är en guide, kommer Arduino -koden och elektriska scheman att tillhandahållas.

Innan du försöker ta itu med detta projekt bör du ha:

• Grundläggande färdigheter i träbearbetning
• Lödningskunskaper
• En förståelse för Arduino -plattformen
• Mycket tålamod.

Delar och material kan hittas hos den leverantör du vill, men om du är ny i elektronikvärlden föreslås att du använder Adafruit för att köpa dina delar.

Reservdelar. (Obs! Olika varianter i xylofon som du köper kan leda till att du behöver extra och/eller olika delar)

• 16 -tangenters xylofon
• MIDI Jack
• Arduino Uno R3
• Arduino Dev. Skydda
• MCP23017 I2C -expansion
• 6N136 höghastighetsoptokopplare
• Mini 12V solenoider - x16
• 1N4007 -diod - x17
• 470 ohm motstånd - x2
• 1K ohm motstånd - x17
• 10K ohm motstånd
• C1815 NPN -transistor
• C4811 Darlington -transistor eller TIP120 -transistor - x16
• Headernålar och uttag
• 12V - Strömförsörjning. (Solenoider kan ta ganska mycket ström, jag rekommenderar en 10A -strömförsörjning)
• LED (valfri färgpreferens)
• 3/4 tums garderobspinne - 6 fot
• 3/4 tum plywood eller MDF
• Perfboard
• USB till MIDI -gränssnittskabel (om du styr från PC)
• 4 mm m2 skruvar - x32
• m2 platt brickor - x32
• Tråd
• Olika träskruvar

Verktygslista (Obs: Detta projekt kräver trätillverkning och extra träbearbetningsverktyg rekommenderas.)

• Lödkolv
• Wire Strippers
• Skruvmejslar.
• Tång
• Lim pistol
• Superlim
• Borra.
• Borrbitar. (3/4 tum spadebit och bitar för pilothål)
• Mätverktyg (jag använde en rak kant.)
• Penna.
• Kontursåg

Valfria verktyg

• Avlödningsverktyg (om du är ny på lödning)
• Pincett

Steg 1: Anslut Midi Controller

Det första steget är att montera MIDI -styrenheten.

För detta behöver du:

• MIDI Jack
• Arduino Dev. Skydda
• MCP23017 I2C -expansion
• 6N136 höghastighetsoptokopplare
• 1N4007 Diod - x1
• 470 ohm motstånd - x2
• 1K ohm motstånd - x1
• 10K ohm motstånd
• C1815 NPN -transistor
• Headernålar och uttag
• LED
• Tråd

MIDI -kretsen kan verka skrämmande för nybörjare, men är faktiskt ganska rakt fram. Om du följer den medföljande schemat ska du inte ha några problem.

Komponentplacering kommer att vara avgörande. Det är lätt att ta slut på rummet ganska snabbt så använd den medföljande bilden på den färdiga handkontrollen som en guide. Det finns flera layouter som fungerar för detta steg, så om du leker med placering kan du hitta ett sätt som fungerar bättre för dig.

Allt kommer att dela en gemensam grund i detta projekt; vilket kommer att vara viktigt i nästa steg.

Eftersom vi arbetar med en 12 volt strömförsörjning, 12 volt solenoider och 12 volt ligger inom det acceptabla intervallet för att driva en Arduino kan vi använda samma strömförsörjning för allt.

Om du är ny på lödning föreslår jag starkt att du läser Adafruits guide för lödning och övar på någon perfektbräda innan du fortsätter med detta projekt.

På samma sätt, om du är ny på att läsa scheman, skulle det nu vara en bra tid att läsa lite om symboler och polaritet. Allt om kretsar är en underbar resurs för detta.

Steg 2: Anslutning av solenoidkretsarna

Nästa Vi går vidare till solenoidkretsen.

För detta steg behöver du:

• 1 1N4007 -diod - x16
• 1K ohm motstånd - x16
• Darlington Transistor eller TIP120 transistor - x16
• Headernålar och uttag
• Tråd

Magnetventilkretsen är mycket mindre skrämmande. Eftersom dessa kretsar kommer att vara ganska små är det en bra tid att använda några skrotbitar av perfboard om du har dem liggande. Du måste göra 16 av dessa. I exemplet fotot gjordes 4 kretsar per bräda och det fungerade perfekt.

Kom ihåg att ansluta jordledningarna på dina solenoidkretsar till samma jordplan som din Arduino är på.

Allt i exemplet är modulärt, så rubriker och uttag användes för att göra testningen bekvämare. Men om du vill spara några dollar kan du löda trådarna direkt i brädorna.

Magnetventilerna som användes i exemplet kom med 2 -stifts JST -kontakter från fabriken. Även om inga JST -portar var praktiska i min egen verktygslåda, kopplade några slumpmässiga rätvinkliga kontakter dem fint. En annan bra användning av skrotmaterial.

Steg 3: Bygga ramen

Det tredje och största steget i processen är att montera ramen.

Du kommer behöva:

• 16 nycklar Xylofon Mini 12V
• 3/4 tums garderobspinne - 6 fot
• 3/4 tum plywood eller MDF
• Olika träskruvar

Ramen är det första området där du kommer att vara mestadels på egen hand. Chansen är stor att du inte kommer att ha samma xylofon som jag använde och dina mått kommer att skilja sig från mina. Men var inte rädd, jag kommer att ge så mycket information om designprocessen som möjligt.

Först tog jag de 3 måtten på min xylofon:

• Höjd
• Längd
• Bredden på den låga oktavsidan (den bredaste punkten)

Jag skar sedan en rektangel ur plywood; längden på din rektangel bör matcha din xylofons bredd. Höjden bör ge dig tillräckligt med utrymme för att lyfta din xylofon flera tum från vilken yta du än placerar den på. Det bör också ge din mittstång tillräckligt med utrymme för att rymma solenoiderna och transistorkretsarna.

Efter att ha klippt mina rektanglar skar jag av ett av hörnen för att ge dem en fin form. Det här steget är valfritt, men om du vill göra samma märke från där början av vinkeln skulle vara i linje med knapparna på min xylofon och skära till den övre mitten. Båda sidorna ska vara identiska med varandra.

Jag klämde ihop två sidor och använde en 3/4 tums spadebit för att borra ut hål som skulle tillåta mig att sätta in min plugg.

Efter att det var klart klippte jag ytterligare två bitar av plywood som stöd för att hålla xylofonen (liknande hyllpinnar). Formeln som jag använde för att storleken på stöden förklaras nedan.

Stödmått:

• Xylofonstöd 1 (höjd = 1 tum, längd = bredden på xylofonens låga oktavsida)
• Xylofonstöd 2 (höjd = 1 tum, längd = bredden på xylofonens höga oktavsida)

Jag limmade och skruvade fast stöden på ramen och såg till att de höll min xylofonnivå. Jag skar min garderobspinne på mitten och tryckte in de två bitarna i deras hål. Jag kollade grundläggande passform för allt och limmade ihop det. Efter att limmet torkat klippte jag av de extra bitarna av garderobspinnen och slipade dem platt mot sidorna.

Mittfältet är den knepigaste och viktigaste delen. Den måste vara helt rak och du måste lämna en nästan perfekt mängd mellanrum mellan mittfältet och nycklarna. För mycket gap och dina solenoider kommer inte i kontakt, för lite gap och din xylofon låter inte rätt.

Jag klippte mittstången så att den passade tätt mellan xylofonens två sidor. Jag slipade, mätte och upprepade detta steg tills mittstången var så rak som jag kunde klara det. Jag placerade sedan en tidning som var 4 mm tjock direkt på knapparna på min xylofon och använde den som en guide för att hålla mittfältet exakt där det behövde vara. Jag använde 2 skruvar på varje sida för att hålla mittstången på plats.

Grattis, du är klar med ramen!

Steg 4: Placera solenoiderna

Steg 4 är att fästa solenoiderna på mittstången.

Du kommer behöva:

• Mini 12v solenoider - x16
• 4 mm m2 skruvar - x32
• m2 platt brickor - x32
• Olika träskruvar
• Hantverkspinnar

Hur du rymmer dina solenoider beror helt på din xylofon. Jag lade en hantverkspinne tvärs så många nycklar vid den skulle passa över och markerade områden där mina solenoider skulle knacka på mitten av varje xylofonnyckel. Avståndet slutade med att vara 4 solenoider per hantverkspinne.

Magnetventilerna som användes i exemplet var förtappade för M2-skruvar. En 4 mm M2 -skruv med en M2 platt bricka fixerade solenoiden perfekt till hantverkspinnen. Jag förborrade hålen för skruvarna och fixerade tätt fast solenoiderna på hantverkspinnarna.

Jag klippte sedan upp några fler hantverkspinnar och limmade dem på baksidan av mitt solenoidarrangemang; detta gjorde två saker. Först var det tillräckligt med magnetventilen från mittstången så att M2 -skruvhuvudena som monterades på baksidan av solenoiderna inte skulle sitta upp mot mittstrålen. För det andra gav det solenoidarrangemanget en mer solid anslutning genom att tillhandahålla mer material att skruva i.

För att fästa arrangemanget på mittstrålen frihandade jag avståndet genom att rada upp solenoidarrangemanget till det ställe där det skulle vara; tryckt manuellt ned på mina magnetventiler för att vara säker på att de alla skulle träffa xylofonnycklarna jämnt; och använde sedan små träskruvar för att fästa den på mittstången.

Steg 5: Kodning av Arduino och förståelse av MIDI

För att programmera Arduino måste du installera den senaste Arduino IDE och lära dig hur du gör några grundläggande saker som att ladda upp till din Arduino och installera bibliotek. Det finns många guider på internet om hur man gör detta och det passar inte in i omfattningen av detta bygge.

När du väl känner dig bekväm med Arduino IDE behöver du följande bibliotek.

• Arduino MIDI -bibliotek
• Adafruit MCP23017 bibliotek

När du har installerat dessa bibliotek ladda ner koden från denna instruerbara och kopiera och klistra in i Arduino IDE.

Utan att bifoga MIDI -kortet som du skapade, ladda upp koden till Arduino. När koden har laddats upp kopplar du ihop allt, trycker du på återställningsknappen på Arduino och testar att allt fungerar som det ska.

NOTERA*

Olika xylofoner har olika noteringsarrangemang så den exakta koden som jag skrev kanske inte fungerar korrekt för din xylofon. Men det här är en enkel fix. Se detta MIDI -notdiagram och ändra anteckningsnumret i Arduino -koden för att motsvara anteckningarna på din xylofon.

Som referens är anteckningarna som jag har förinställda följande:

• 79 - G
• 77 - F
• 76 - E
• 74 - D
• 72 - C
• 71 - B
• 69 - A
• 67 - G
• 65 - F
• 64 - E
• 62 - D
• 60 - C - Mellan C
• 59 - B
• 57 - A
• 55 - G
• 53 - F

Steg 6: Musikprogrammet

Programmet som du ser i videon är Guitar Pro 6. Det är inte särskilt dyrt, men det är lätt att använda och kan mata ut MIDI precis som jag vill ha det. En annan trevlig egenskap hos GP6 är att du kan lägga till staccato till ett helt spår som hjälper xylofonljudet att låta bättre genom att släppa noterna i förtid.

Nästa viktiga detalj är att min xylofon bara är 2 oktaver av naturliga toner; vilket betyder att den inte kan spela vassa eller lägenheter.

Om du har byggt det här projektet kan du ladda ner Tetris -temat som jag har inkluderat på den här sidan.