بيانو كهربائي تناظري: 10 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

تعد الموسيقى جزءًا كبيرًا من ثقافتنا - حيث يستمتع الجميع بالاستماع إلى الموسيقى. ولكن أثناء الاستماع إلى الموسيقى شيء ، فإن تعلم صناعة الموسيقى شيء آخر. وبالمثل ، في حين أن صناعة الموسيقى مهمة صعبة ، فإن بناء آلة موسيقية يمثل تحديًا جديدًا تمامًا. عادةً ما تكون الآلات الموسيقية باهظة الثمن ، حيث يتم استخدام أفضل المواد فقط لإنشاء عمل فني ، ولكن مع مرور الوقت ، تتطور تقنيتنا ، واكتشفنا طرقًا جديدة لصنع الموسيقى أكثر من الآلات الموسيقية التقليدية.

لم يكن بناء البيانو أسهل من أي وقت مضى. في الواقع ، لم يكن بناء البيانو مصنوعًا منزليًا على الإطلاق ، ولكن مع ذلك ، ربما يكون هذا الأسلوب الحنين إلى الماضي هو ما كنت تبحث عنه في المقام الأول. لقد استوحينا الإلهام من تصميم الدوائر الذي وجدناه في كتيب Elenco للإلكترونيات أثناء تعلم الإلكترونيات في فصل الهندسة بالصف التاسع. على الرغم من أن الدائرة لم تكن تشبه البيانو ، إلا أنها كانت قادرة على إصدار أصوات إلكترونية مختلفة تمامًا مثل النوتات الموسيقية التي ينتجها البيانو. أردنا أن نخطو خطوة إلى الأمام ودمج الدائرة في إطار البيانو. من خلال القيام بذلك ، تمكنا من إنشاء بيانو مزيف يمكنه إصدار أصوات مختلفة تمامًا مثل الأصوات الحقيقية. لذا استمتع بتعلم كيفية صنع "البيانو الكهربي" ، وهي طريقة جديدة لصنع الموسيقى التي يحبها الجميع.

الخطوة 1: الحصول على البضائع

فاتورة المواد / الأدوات

• المواد:

  • خشب ام دي اف

    • 3 قطع
    • 12 × 1/8 × 12 بوصة

  • مكبرات الصوت

    • قطر 2 بوصة
    • 2 قطعة

  • المصابيح الصفراء

    • قطرها 1/8 بوصة
    • 14 قطعة

  • المصابيح الخضراء

    • قطرها 1/8 بوصة
    • 1 قطعة

  • إيفربيلت مشابك الغسيل

    12 قطعة

  • ورق طابعة أبيض

    • 8.5 × 11 بوصة
    • 2 ورقة

  • أسياخ

    • 8 × 1/8 بوصة
    • 2 عود

  • Blickeric Black Paint

    1 علبة

  • 3 دبوس انزلاق التبديل

    • 1/8 × 3/4 بوصة
    • 1 قطعة

  • خشب الصنوبر

    • 1 × 1
    • 1 مربع

  • سلك نحاسي معزول

    19 قدم

  • مشبك بطارية 9 فولت

    1 قطعة

  • أزرار الدفع

    12 قطعة

  • اردوينو UNO و Cords

    2 من كل

• أدوات المطلوبة:

  • الحفر الصحافة
  • المنشار الحزامي
  • المشبك
  • منشار التأقلم
  • ملف
  • فرشاة الرسم
  • مسدس الغراء الساخن
  • ثاقب
  • غراء الخشب
  • ورق الصنفرة (120 و 220 حبيبة رملية)
  • منشار التمرير
  • سكين اكس اكتو
  • الغراء إلمر
  • مسطرة فولاذية مدعومة بالفلين
  • حصيرة
  • 3/4 "لقمة مثقاب
  • 1/8 "لقمة مثقاب
  • سلك لحام الرصاص / القصدير
  • قواطع الأسلاك
  • لحام حديد

الخطوة 2: صنع مكونات الإطار

باستخدام المنشار الشريطي ، قمنا بقص الألواح الأمامية والخلفية والسفلية والعليا واليسرى واليمنى من خشب MDF مقاس بوصة ووضعنا الجوانب. بعد ذلك ، قمنا بقطع 12 مفتاحًا من خشب الصنوبر مقاس بوصة وصقلنا الحواف بالرمل. أخيرًا ، قمنا بقص أربعة مكعبات من خشب الصنوبر بوصة للمساعدة في دعم الجوانب أثناء عملية التجميع. بعد ذلك ، قمنا بقطع لوح خشب MDF 1 بوصة × 1 قدم وحفظناها لوقت لاحق. استخدم المخطط أدناه للإشارة إلى حجم اللوحات وأشكالها. الأبعاد الكلية للبيانو هي 10 "× 2.5" × 5 ". من المهم ملاحظة أنه بينما يحتوي الرسم على 14 مفتاحًا ، فإن البيانو يستوعب 12 مفتاحًا فقط.

الخطوة 3: تجميع الإطار

لتجميع الإطار ، قمنا بلصق مكعبات خشب الصنوبر من وقت سابق إلى اللوحة السفلية بحوالي "بعيدًا عن الحواف. بعد ذلك ، قمنا بلصق الألواح اليسرى واليمنى والخلفية على اللوح السفلي ودعم المكعب. لإنهائها ، قمنا بملء أي فجوات بالغراء الساخن. قمنا بتغطية الأسطح اليسرى واليمنى والخلفية بالكامل بورق طابعة أبيض وقمنا بقصها بالحجم الصحيح باستخدام سكين x-acto. قمنا بطلاء الورقة باللون الأسود بمجرد لصقها على البيانو ورسمنا جميع المفاتيح باللون الأبيض. ارجع إلى المخطط من الخطوة السابقة للعثور على اتجاه القطع. باستخدام المثقاب ، قم بعمل ثقب للمفتاح وفقًا للرسم التخطيطي واستخدم منشار المواجهة لجعله بالحجم المناسب (⅛ "× 3/4").

الخطوة 4: التشفير

استخدمنا وحدتين من Arduino لبرمجة البيانو. رمز كل من اردوينو هو أدناه:

أول اردوينو

عدد نقاط البيع = 0 ؛

الإعداد باطل() {

pinMode (A0، INPUT) ؛

pinMode (8 ، الإخراج) ؛

pinMode (A1 ، INPUT) ؛

pinMode (A2 ، الإدخال) ؛

pinMode (A3 ، الإدخال) ؛

pinMode (A4 ، الإدخال) ؛

pinMode (A5 ، الإدخال) ؛

}

حلقة فارغة() {

// إذا تم الكشف عن الضغط على الزر على A0

إذا (digitalRead (A0) == عالية) {

نغمة (8 ، 440 ، 100) ؛ // نغمة التشغيل 57 (A4 = 440 هرتز)

}

// إذا تم الكشف عن الضغط على الزر A1

إذا (قراءة رقمية (A1) == عالية) {

نغمة (8 ، 494 ، 100) ؛ // تشغيل النغمة 59 (B4 = 494 هرتز)

}

// إذا تم الكشف عن الضغط على الزر على A2

إذا (digitalRead (A2) == عالية) {

نغمة (8 ، 523 ، 100) ؛ // تشغيل النغمة 60 (C5 = 523 هرتز)

}

// إذا تم الكشف عن الضغط على الزر على A3

إذا (قراءة رقمية (A3) == عالية) {

نغمة (8 ، 587 ، 100) ؛ // تشغيل نغمة 62 (D5 = 587 هرتز)

}

// إذا تم اكتشاف ضغط الزر على A4

إذا (قراءة رقمية (A4) == عالية) {

نغمة (8 ، 659 ، 100) ؛ // تشغيل النغمة 64 (E5 = 659 هرتز)

}

// إذا تم الكشف عن الضغط على الزر A5

إذا (قراءة رقمية (A5) == عالية) {

نغمة (8 ، 698 ، 100) ؛ // تشغيل النغمة 65 (F5 = 698 هرتز)

}

تأخير (10) ؛ // تأخير قليلاً لتحسين أداء المحاكاة

}

/*

اردوينو الثاني:

عدد نقاط البيع = 0 ؛

الإعداد باطل() {

pinMode (A0، INPUT) ؛

pinMode (8 ، الإخراج) ؛

pinMode (A1 ، INPUT) ؛

pinMode (A2 ، الإدخال) ؛

pinMode (A3 ، الإدخال) ؛

pinMode (A4 ، الإدخال) ؛

pinMode (A5 ، الإدخال) ؛

}

حلقة فارغة() {

// إذا تم الكشف عن الضغط على الزر على A0

إذا (digitalRead (A0) == عالية) {

نغمة (8 ، 784 ، 100) ؛ // تشغيل النغمة 67 (G5 = 784 هرتز)

}

// إذا تم الكشف عن الضغط على الزر A1

إذا (قراءة رقمية (A1) == عالية) {

نغمة (8 ، 880 ، 100) ؛ // تشغيل النغمة 69 (A5 = 880 هرتز)

}

// إذا تم الكشف عن الضغط على الزر على A2

إذا (digitalRead (A2) == عالية) {

نغمة (8 ، 988 ، 100) ؛ // تشغيل النغمة 71 (B5 = 988 هرتز)

}

// إذا تم الكشف عن الضغط على الزر على A3

إذا (قراءة رقمية (A3) == عالية) {

نغمة (8 ، 1047 ، 100) ؛ // تشغيل النغمة 72 (C6 = 1047 هرتز)

}

// إذا تم اكتشاف ضغط الزر على A4

إذا (قراءة رقمية (A4) == عالية) {

نغمة (8 ، 1175 ، 100) ؛ // تشغيل النغمة 74 (D6 = 1175 هرتز)

}

// إذا تم الكشف عن الضغط على الزر A5

إذا (قراءة رقمية (A5) == عالية) {

نغمة (8 ، 1319 ، 100) ؛ // تشغيل النغمة 76 (E6 = 1319 هرتز)

}

تأخير (10) ؛

// تأخير قليلاً لتحسين أداء المحاكاة

}

لتنزيل الكود على كل Arduino ، قم بتوصيل واحد بجهاز كمبيوتر ، وأدخل الرمز المقابل في موقع الويب https://codebender.cc/ ، وقم بتنزيل الكود بالنقر فوق "تشغيل على اردوينو". إذا لم يفلح ذلك ، فحاول مرة أخرى وتأكد من التحقق من الرمز لإزالة أي أخطاء. تذكر أيضًا تحديد المنفذ المناسب لـ USB.

الخطوة 5: اختبار الدائرة على اللوح

لقد وضعنا مخططًا لدائرة البيانو في TinkerCAD. ارجع إلى هذا الرسم التخطيطي لإنشاء دائرتين متطابقتين على لوح تجارب فعلي باستخدام المواد التي جمعتها في الخطوة 1.

الخطوة 6: إرفاق المفاتيح / الأزرار

أخذنا لوح خشب MDF مقاس 1 بوصة × 1 قدم وبدأنا في لصق المفاتيح بغراء الخشب. أولاً ، رسمنا علامات بالقلم الرصاص على مسافة "من أحد الطرفين ، وواحد ⅜" بعيدًا عن الطرف الآخر. ثم قمنا بتطبيق الغراء على الجانب المفتوح من مشابك الغسيل ، وقمنا بإلصاقه بحيث يتم محاذاة جانب جزء المفتاح الأبيض للمفاتيح مع المفاتيح. كررنا هذه العملية لبقية المفاتيح ، ووضعنا أحدهما بجانب الآخر. بمجرد الانتهاء ، قمنا بقطع 2 من قطع خشب الصنوبر ½ "x ¾" x ¾ "، وقطعة خشب الصنوبر ½" x ¾ "x ⅞" ، في وقت لاحق.

لقد صنعنا لوح خشب MDF آخر مقاس 1 × 10 بوصة والذي كان بمثابة حامل للأزرار. لقد حفرنا ثقوبًا تتوافق مع المسافة من مشابك الغسيل إلى مشابك الغسيل. ثم قمنا بدفع طرفي سلك الزر من خلال الفتحات لكل منهما ، وقمنا بثنيه بحيث تكون الأسلاك العمودية لزر واحد منفصلة عن بعضها البعض ، وتم ترتيب جميع أطراف سلك الزر مثل مسارات القطار. بعد ذلك ، أخذنا قطعتين من الأسلاك الطويلة غير المعزولة التي امتدت من الزر السادس إلى قليلاً فوق الحافة ، وقمنا بلحامها بحيث يتم توصيلها وعمودية على طرفي نهاية سلك الزر الأقرب إلى المركز. عند اللحام ، تأكد من استخدام سلك كافٍ لتوصيل كل مكون ، لكن حاول ألا تستخدم الكثير لأنه سيشغل مساحة داخل البيانو.

الخطوة السابعة: تركيب الدائرة

بعد تثبيت الإطار ، قمنا بتثبيت مصابيح LED في الفتحات وثبتها في مكانها بالغراء الساخن ، أثناء توصيل الأسلاك والمقاومات بمصابيح LED باستخدام مكواة لحام. قمنا بتغطية أي وصلات فضفاضة بشريط كهربائي لمنع حدوث ماس كهربائي. لقد رسمنا الجانب العلوي باللون الأسود تمامًا مثل الجوانب الأخرى.

لقد قمنا بحفر فتحتين للبطاريات في الجانبين الأيسر والأيمن للوجه السفلي عن طريق حفر فتحتين مقاس بوصة جنبًا إلى جنب. بعد ذلك ، كان البيانو جاهزًا لتركيب الدائرة. لقد قمنا بلحام المكونات وفقًا لمخطط اللوح. تأكد من تغطية أي وصلات مفتوحة بشريط كهربائي بعد الانتهاء من اللحام.

الخطوة 8: توصيل الأسلاك بالمفاتيح

في هذه المرحلة ، كانت الأجزاء المتحركة من آلية المفتاح في مكانها الصحيح ، لذلك كل ما يجب القيام به هو توصيل المفاتيح بالدائرة لإنتاج الصوت. بدأنا بربط سلك 3 بوصات عبر كل مشابك غسيل ولحمه بأحد الأقطاب الموجودة على الزر. قمنا بترتيب الأقطاب الكهربائية حتى نتمكن من توصيل قطب كهربائي واحد من كل زر بالجانب الموجب والجزء الذي يمر بالسلك عبر مشبك الغسيل سيكون الجانب السلبي. بدت دائرتنا هكذا:

بمجرد أن يتم لحام الأسلاك معًا ، قمنا بلصق اللوحة السفلية بالأزرار الموجودة أسفل المفاتيح. أدى ذلك إلى أنه إذا تم الضغط على أحد المفاتيح ، فسيتم الضغط على أحد الأزرار. هذا ما بدا عليه الجهاز الرئيسي المكتمل.

قم بتركيب الجهاز الرئيسي على ثلاثة ركائز خشبية بارتفاع 1.5 بوصة لرفع المفاتيح فوق حافة الإطار الأمامي.

الخطوة 9: ختم جسم البيانو

بهذا ، تم الانتهاء من مكونات البيانو. كان أحد الأشياء التي كان علينا القيام بها قبل التجميع النهائي هو لصق قطعة من خشب الصنوبر مقاس "x ¾" x 3 "فوق كل فتحة سماعة لتوفير حافة لتركيب السماعات عليها. قمنا بلصق مكبرات الصوت على الخشب بمسدس الغراء الساخن.

بعد ذلك ، كان علينا وضع الدائرة في إطار البيانو. بينما يمكنك القيام بذلك بأي طريقة تريدها ، نوصي بوضع Arduinos تحت الجهاز الرئيسي ووضع الأسلاك خلف المفاتيح. ثم لدعم المفاتيح ، نضع ركائز خشب الصنوبر مقاس 2 "x ¾" x ¾ "على الجوانب (التي كانت متعامدة على المقدمة) بجوار الكتل الزاوية مباشرةً وقمنا بلصقها بالغراء الساخن ، ولصقنا ½" بالغراء الساخن. ركائز خشب الصنوبر x ¾”x” في المنتصف بين ركائز خشب الصنوبر الأخريين. بعد ذلك ، أخذنا الجهاز الرئيسي ووضعناه على ركائز خشب الصنوبر الثلاثة. بمجرد إخفاء الأسلاك بعيدًا ، قمنا بلصق الجزء العلوي على الوجوه اليسرى واليمنى والخلفية عن طريق وضع الغراء الساخن على الحواف. أخيرًا ، قمنا بلصق اللوحة الأمامية على البيانو. يجب أن يبدو المنتج المكتمل كما يلي:

نأمل أن تكون قد استمتعت ببناء البيانو الكهربائي التناظري الخاص بنا. الشيء الوحيد المتبقي هو السماح للموسيقى بالتدفق - عبر أسلاك البيانو الجديد.

الخطوة العاشرة: التفكير

أحد الأشياء التي أحببناها في مشروعنا هو أنه كان أصليًا ومن الناحية النظرية يمكن استخدامه والاستمتاع به من قبل الجميع. هذا ليس عنصر عرض عادي ، إنه أكثر من لعبة يمكن استخدامها للترفيه ويمكن أن تجمع الناس معًا بالطريقة التي تعمل بها الموسيقى في مجتمعنا.

شيء واحد سنقوم بتغييره هو استخدام أسلاك أقصر بحيث يكون من الأسهل ملاءمة الدائرة داخل البيانو. كان علينا تشويش الدوائر في الجهاز ، لذلك كان من الأسهل إذا لم يكن هناك أي أطوال غير ضرورية من الأسلاك التي تشغل مساحة. يمكن تجنب هذه المشكلة إذا تم وضع الدائرة على لوحة دائرة PCB. هذا يجعل الدائرة أكثر إتقانًا وأكثر إحكاما كما هو الحال على اللوح. إذا استخدمنا لوحة PCB ، فستحتوي الدائرة على عدد أقل من الأسلاك التي تشغل مساحة.

إذا أردنا تنفيذ هذا المشروع بشكل مختلف ، فسنعمل على تحديد تفاصيل الدائرة أولاً لأن هذا كان الجزء الأكثر استهلاكا للوقت. كان من الأسهل تصميم إطار البيانو حول إمكانيات الدائرة بدلاً من امتلاك فكرة غامضة عن الدائرة عند البدء في إنشاء إطار البيانو. هذا سيجعل من السهل دمج الدائرة في البيانو بدلاً من الاضطرار إلى معرفة الأسلاك أثناء التنقل.