Jednoduché elektronické piano: 3 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Elektronika může vydávat zvuky velmi snadno s pouhými hrstkami dílů. Zde je návod, jak vytvořit jednoduché piano pomocí časovače 555. Tento obvod jsem navrhl a otestoval pomocí Tinkercad a poté postavil skutečnou věc.

Zde je vše, co budete potřebovat:

• 1 x 555 časovač (Jameco)
• 8 x tlačítka (Jameco)
• 1 x 100 nF kondenzátor (Jameco)
• 1 x sortiment odporů - 390Ω, 620Ω, 910Ω, 2 x 1kΩ, 1,1kΩ, 1,3kΩ, 1,5kΩ, 6,2kΩ (Jameco)
• 1 x Piezo bzučák (Jameco)
• 22 AWG propojovací vodič (Jameco)
• 1 x 9V konektor baterie (Jameco)
• 1 x pájecí deska bez pájky (Jameco)
• 1 x 9V baterie

Krok 1: Malé pozadí

A (1kΩ) "," nahoře ": 0,3485342019543974," vlevo ": 0,67578125," výška ": 0,08143322475570032," šířka ": 0,048828125}, {" noteID ":" NU0SMSRIFJYSKZN "," autor ":" joshua.brooks "," text ":" R._B (liší se podle poznámky) "," nahoře ": 0,3534201954397394," vlevo ": 0,3515625," výška ": 0,08143322475570032," šířka ": 0,3154296875}, {" noteID ":" NTR1FHAIFJYSL0Q "," autor ":" joshua.brooks ", "text": "C (100 nF)", "nahoře": 0,509771986970684, "vlevo": 0,6787109375, "výška": 0,08143322475570032, "šířka": 0,048828125}] ">

Nebezpečí: Před námi je matematika…

Pokud vás nezajímá, jak tato věc funguje, a chcete se pustit do jejího sestavování, přejděte k dalšímu kroku.

Toto piano využívá astabilní režim běžného integrovaného obvodu s časovačem 555 k vytvoření tónu, který pohání reproduktor (piezo bzučák). Pokud vás zajímá, jak funguje časovač 555, a různé konfigurační režimy, zde je o tom dobrý Instructable.

Každá hudební nota má hlavní frekvenci, což je, kolikrát za sekundu věc produkující zvuk vibruje tam a zpět za sekundu. Frekvence generovaná časovačem 555 v astabilním režimu závisí na hodnotách kondenzátoru (C) a dvou odporů (R_A & R._B). Tento vztah je

Rozhodl jsem se to navrhnout tak, aby R._A a C jsou stejné pro všechny noty (R._A je 1 kΩ a C je 100 nF). Tím zbývá R._B nastavit tón. Takže pro jakoukoli konkrétní frekvenci,

Způsob, jakým je tato věc zapojena, pro jakékoli konkrétní tlačítko R._B je hodnota všech rezistorů od tlačítka po konec řetězce odporů vpravo sečtená. Šlo tedy o nalezení správného řetězce odporů, aby to fungovalo. Následující tabulka ukazuje, jak byly vybrány odpory. Počínaje nejvyšší notou, R_B byl vypočítán pro každou notu a běžně dostupné rezistory byly vybrány tak, aby se přibližovaly R_B.

Poznámka	frekv. (Hz)	R.B (Ω)	Rezistor (y)
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

Vzhledem k volbě použití běžně dostupných rezistorů k aproximaci požadovaných hodnot jsou tóny trochu mimo, ale ne o moc.

Krok 2: Vyzkoušejte si, než si koupíte díly

Tento obvod jsem nejprve „postavil“v Tinkercadu, abych to vyzkoušel a ujistil se, že vše funguje, než dám dohromady skutečný obvod. To mi umožnilo vyzkoušet různé hodnoty odporů a konfigurace (zdarma!), Než jsem se usadil na konečném návrhu. V prohlížeči jsem dokonce slyšel, jak to zní.

Tady je piano v Tinkercad. Vyzkoušejte to stisknutím „Spustit simulaci“.

Krok 3: Dejte to dohromady

Po shromáždění částí ze seznamu na začátku tohoto Instructable je čas dát to dohromady.

Dlouhé řady v horní a dolní části prkénka jsou určeny k připojení napájení (+9 voltů a uzemnění) z baterie ke zbytku obvodu. Tyto řady jsou elektricky propojeny po celé délce a fungují jako drát mezi součástmi lisovanými v jejich otvorech. Nakonec bude černý vodič (uzemnění) připojen k řadě ve spodní části a červený vodič (+9 voltů) bude připojen k řadě nahoře. Ještě to nedělejte. Baterii připojíte jako poslední.

Podobně je každý sloupec s 5 otvory ve středové oblasti elektricky spojen. Jakékoli dvě věci zapojené do stejného sloupce jsou tedy spojeny jakoby drátem. Sloupce nad a pod prázdnou oblastí uprostřed jsou elektricky oddělené.

Začněte vložením časovače 555 na prkénko. Bude zarovnáno tak, aby tečka na jehohoře (indikátor kolíku 1) byla dole vlevo, když se na něj díváte. Umístěte jej na pravou stranu prkénka tak, aby kolíky obkročily prázdný kanál procházející středem prkénka. Opatrně jej zatlačte rovnoměrným tlakem, dokud všechny kolíky nevstoupí do svých otvorů a čip nezapadne naplocho na povrch prkénka.

Kolíky 555 jsou očíslovány 1, 2, 3, 4 ve spodní části zleva doprava a 5, 6, 7, 8 nahoře zprava doleva. Běží proti směru hodinových ručiček a začínají vlevo dole.

Připojte kolík 2 k pinu 6 555 pomocí vhodné délky připojovacího vodiče. Můžete to vidět jako zelený drát na obrázcích výše. Připojte kolík 1 k zemnící řadě ve spodní části. Připojte piny 4 a 8 k řadě +9 voltů v horní části desky.

Opatrně ohněte vývody jednoho z odporů 1 kΩ (hnědočerno-červená) a zapojte jej mezi pin 7 na 555 a +9 voltovou řadu nahoře.

Připojte kondenzátor mezi piny 1 a 2 na 555.

Pokud má piezový bzučák ohebné vodiče, připojte kladný (červený) vodič ke kolíku 3 časovače 555. Připojte záporný (černý) vodič k zemnící řadě ve spodní části. V opačném případě, pokud má vaše piezo tuhé kolíky, umístěte jej na prkénko napravo od 555 se záporným kolíkem někde v přízemní řadě. Vyhledejte místo, kde se kladný kolík spojí s prkénkem, a připojte propojovací drát k propojení tohoto sloupku s kolíkem 3 na 555. Poté stiskněte piezo na místě.

Nyní k tlačítkům. Začněte tím, že mezi pin 7 na 555 a nějaký sloupec nalevo umístíte malý připojovací vodič (viz oranžový vodič na obrázku výše). Vyhledejte odpor 6,2 kΩ (modro-červeno-červený) a připojte jej mezi druhý konec tohoto propojovacího vodiče a další sloupec vlevo.

Umístěte jedno z tlačítek tak, aby obklopovalo kanál uprostřed prkénka s kolíkem vpravo nahoře na stejném sloupci jako odpor. Opatrně jej zatlačte na místo, aby zcela dosedl na prkénko. Připojte kabel vhodné délky mezi pravý dolní kolík tlačítka a kolík 2 na 555.

Nyní je čas na rychlý test! Připojte černý vodič konektoru baterie ke spodní (uzemňovací) řadě a červený vodič k horní (+9 voltové) řadě. Připojte baterii ke konektoru baterie. Zkuste stisknout tlačítko a uslyšíte tón! Pokud neslyšíte zvuk, zkontrolujte všechna připojení, ujistěte se, že je baterie v pořádku, a zkuste to znovu. Po tomto testu odpojte baterii.

Nyní jsou všechna zbývající tlačítka přidána zprava doleva. Připojte odpor ze sloupce předchozího rezistoru k místu, kde bude další tlačítko (4 obrázky vlevo na obrázcích výše). Umístěte další tlačítko na místo s kolíkem vpravo nahoře na druhém konci rezistoru. Připojte malý propojovací vodič mezi levý dolní kolík tohoto tlačítka a levý dolní kolík tlačítka vpravo. Udělejte to pro všechna tlačítka. Rezistory v pořadí zprava doleva budou:

• 390Ω (oranžovo-bílo-hnědá)
• 910Ω (bílá-hnědá-hnědá)
• 1 kΩ (hnědočerná-červená)
• 1,1 kΩ (hnědá-hnědá-červená)
• 620Ω (modro-červeno-hnědá)
• 1,3 kΩ (hnědá-oranžová-červená)
• 1,5 kΩ (hnědá-zelená-červená)

Jakmile jsou všechny odpory a tlačítka na svém místě, znovu připojte baterii a začněte hrát!