Jednoduché elektronické piano: 3 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Elektronika môže vydávať zvuky veľmi jednoducho iba s niekoľkými súčiastkami. Tu je návod, ako si vytvoriť jednoduché piano pomocou časovača 555. Tento obvod som navrhol a otestoval pomocou Tinkercad a potom som postavil skutočnú vec.

Tu je všetko, čo budete potrebovať:

• 1 x 555 časovač (Jameco)
• 8 x tlačidiel (Jameco)
• 1 x 100 nF kondenzátor (Jameco)
• 1 x sortiment odporov - 390Ω, 620Ω, 910Ω, 2 x 1kΩ, 1,1kΩ, 1,3kΩ, 1,5kΩ, 6,2kΩ (Jameco)
• 1 x Piezo bzučiak (Jameco)
• Pripojovací drôt 22 AWG (Jameco)
• 1 x 9V konektor pre batériu (Jameco)
• 1 x spájkovacia doska (Jameco)
• 1 x 9V batéria

Krok 1: Malé pozadie

A (1kΩ) "," hore ": 0,3485342019543974," vľavo ": 0,67578125," výška ": 0,08143322475570032," šírka ": 0,048828125}, {" noteID ":" NU0SMSRIFJYSKZN "," autor ":" joshua.brooks "," text ":" R._B (líši sa podľa poznámky) "," hore ": 0,3534201954397394," vľavo ": 0,3515625," výška ": 0,08143322475570032," šírka ": 0,3154296875}, {" noteID ":" NTR1FHAIFJYSL0Q "," autor ":" joshua.brooks ", "text": "C (100 nF)", "hore": 0,509771986970684, "vľavo": 0,6787109375, "výška": 0,08143322475570032, "šírka": 0,048828125}] ">

Nebezpečenstvo: Matematika je pred nami …

Ak vás nezaujíma, ako táto vec funguje, a chcete ju začať dávať dohromady, preskočte dopredu na ďalší krok.

Toto piano používa astabilný režim bežného integrovaného obvodu s časovačom 555 na vytváranie tónu, ktorý poháňa reproduktor (piezo bzučiak). Ak vás zaujíma, ako funguje časovač 555, a rôzne režimy konfigurácie, nájdete tu dobrý návod.

Každá hudobná nota má svoju hlavnú frekvenciu, ktorá vyjadruje, koľkokrát za sekundu vec produkujúca zvuk vibruje tam a späť za sekundu. Frekvencia generovaná časovačom 555 v astabilnom režime závisí od hodnôt kondenzátora (C) a dvoch rezistorov (R_A & R._B). Tento vzťah je

Rozhodol som sa to navrhnúť tak, aby R._A a C sú rovnaké pre všetky noty (R._A je 1 kΩ a C je 100 nF). Zostáva R._B nastaviť tón. Takže pre akúkoľvek konkrétnu frekvenciu,

Spôsob, akým je táto vec zapojená, pre každé konkrétne tlačidlo R._B je hodnota všetkých rezistorov od tlačidla po koniec reťazca rezistorov vpravo spolu. Išlo teda o nájdenie správneho reťazca odporov, aby to fungovalo. Nasledujúca tabuľka ukazuje, ako boli zvolené odpory. Počnúc najvyššou notou, R_B bol vypočítaný pre každú notu a bežne dostupné rezistory boli zvolené tak, aby aproximovali R_B.

Poznámka	frekv. (Hz)	R.B (Ω)	Odpor (y)
C.5	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
C.6	1047	6325	6,2 kΩ

Vzhľadom na možnosť použitia bežne dostupných rezistorov na aproximáciu požadovaných hodnôt sú tóny trochu mimo, ale nie príliš.

Krok 2: Skúste to skôr, ako si kúpite diely

Tento obvod som najskôr „postavil“v Tinkercad, aby som to vyskúšal a uistil sa, že všetko funguje, než dám dohromady skutočný obvod. To mi umožnilo vyskúšať rôzne hodnoty rezistora a konfigurácie (zadarmo!) Predtým, ako sa pustím do konečného návrhu. Dokonca som vo svojom prehliadači počul, ako to znie.

Tu je klavír v Tinkercad. Vyskúšajte to stlačením „Spustiť simuláciu“.

Krok 3: Dajte to dohromady

Po zozbieraní dielov zo zoznamu na začiatku tohto pokynu je čas to dať dohromady.

Dlhé rady v hornej a spodnej časti nepájivej dosky sú určené na pripojenie napájania (+9 voltov a uzemnenia) z batérie k zvyšku obvodu. Tieto rady sú elektricky prepojené úplne naprieč a pôsobia ako drôt medzi komponentmi zlisovanými v ich otvoroch. Nakoniec bude čierny vodič (uzemnenie) zapojený do radu v spodnej časti a červený vodič (+9 voltov) bude zapojený do radu v hornej časti. Toto ešte nerobte. Batériu zapojíte ako poslednú.

Podobne je každý stĺpik s 5 otvormi v stredovej oblasti elektricky spojený. Akékoľvek dve veci zapojené do rovnakého stĺpca sú teda spojené akoby drôtom. Stĺpce nad a pod prázdnou oblasťou v strede sú elektricky oddelené.

Začnite tým, že vložíte časovací čip 555 na breadboard. Bude zarovnaný tak, aby sa bodka na jeho vrchole (indikátor kolíka 1) nachádzala vľavo dole, keď sa naň pozeráte. Umiestnite ho na pravú stranu platne tak, aby kolíky obkročili prázdny kanál vedený stredom dosky. Opatrne ho zatlačte rovnomerným tlakom, kým všetky kolíky nevstúpia do svojich otvorov a čip nebude ležať na povrchu dosky na pečenie.

Kolíky modelu 555 sú očíslované 1, 2, 3, 4 v spodnej časti zľava doprava a 5, 6, 7, 8 v hornej časti sprava doľava. Bežia proti smeru hodinových ručičiek so štartom vľavo dole.

Pripojte kolík 2 k kolíku 6 na 555 pomocou príslušnej dĺžky drôtu na pripojenie. Môžete to vidieť ako zelený drôt na obrázkoch vyššie. Pripojte kolík 1 k uzemňovaciemu radu v spodnej časti. Pripojte kolíky 4 a 8 k rade +9 voltov v hornej časti dosky.

Opatrne ohnite vodiče jedného z 1kΩ odporov (hnedo-čierno-červené) a zapojte ho medzi pin 7 na 555 a +9 voltový rad v hornej časti.

Pripojte kondenzátor medzi piny 1 a 2 na 555.

Ak má váš piezoelektrický bzučiak ohýbateľné vodiče, zapojte kladný (červený) vodič na kolík 3 časovača 555. Pripojte záporný (čierny) vodič k uzemňovaciemu riadku v spodnej časti. V opačnom prípade, ak má vaše piezo tuhé kolíky, umiestnite ho na dosku vpravo od 555 so záporným kolíkom niekde v prízemnom rade. Nájdite miesto, kde sa kladný kolík spojí s doskou, a pomocou prepojovacieho drôtu spojte tento stĺp s kolíkom 3 na 555. Potom zatlačte piezo na miesto.

Teraz k tlačidlám. Začnite tým, že medzi kolík 7 na 555 a stĺpec vľavo vložíte malý vodič (pozri oranžový vodič na obrázku vyššie). Nájdite odpor 6,2 kΩ (modro-červeno-červený) a zapojte ho medzi druhý koniec tohto prepojovacieho vodiča a ďalší stĺpik vľavo.

Umiestnite jedno z tlačidiel tak, aby obopínalo kanál v strede doštičky s kolíkom vpravo hore na rovnakom stĺpci ako odpor. Opatrne ho zatlačte na miesto, aby úplne sedel v doske na chlieb. Pripojte prepojovací vodič príslušnej dĺžky medzi pravý dolný kolík tlačidla a kolík 2 na 555.

Teraz je čas na rýchly test! Pripojte čierny vodič konektora batérie k spodnému (uzemňovaciemu) radu a červený vodič k hornému (+9 voltovému) radu. Pripojte batériu ku konektoru batérie. Skúste stlačiť tlačidlo a mali by ste počuť tón! Ak nepočujete zvuk, znova skontrolujte všetky pripojenia, uistite sa, že je batéria v poriadku, a skúste to znova. Po tomto teste odpojte batériu.

Teraz sú všetky zostávajúce tlačidlá pridané sprava doľava. Pripojte rezistor zo stĺpca predchádzajúceho rezistora k miestu, kde bude ďalšie tlačidlo (4 riadky vľavo na obrázkoch vyššie). Umiestnite ďalšie tlačidlo na miesto s kolíkom vpravo hore na druhom konci rezistora. Pripojte malý pripájací vodič medzi dolný ľavý kolík tohto tlačidla a dolný ľavý kolík tlačidla vpravo. Vykonajte to pre všetky tlačidlá. Rezistory v poradí sprava doľava budú:

• 390Ω (oranžovo-bielo-hnedá)
• 910Ω (bielo-hnedo-hnedá)
• 1 kΩ (hnedo-čierno-červená)
• 1,1 kΩ (hnedo-hnedo-červená)
• 620Ω (modro-červeno-hnedá)
• 1,3 kΩ (hnedo-oranžovo-červená)
• 1,5 kΩ (hnedo-zeleno-červená)

Keď sú všetky odpory a tlačidlá na svojom mieste, znova pripojte batériu a začnite hrať!