Piano điện tử đơn giản: 3 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Điện tử có thể tạo ra âm thanh rất dễ dàng chỉ với một số bộ phận nhỏ. Dưới đây là cách tạo một cây đàn piano đơn giản bằng cách sử dụng bộ đếm thời gian 555. Tôi đã thiết kế và thử nghiệm mạch này bằng Tinkercad, và sau đó xây dựng sản phẩm thực.

Đây là mọi thứ bạn cần:

• Bộ hẹn giờ 1 x 555 (Jameco)
• 8 x nút bấm (Jameco)
• Tụ điện 1 x 100 nF (Jameco)
• 1 x Phân loại điện trở - 390Ω, 620Ω, 910Ω, 2 x 1kΩ, 1,1kΩ, 1,3kΩ, 1,5kΩ, 6,2kΩ (Jameco)
• 1 x bộ rung Piezo (Jameco)
• Dây móc 22 AWG (Jameco)
• Đầu nối pin 1 x 9V (Jameco)
• 1 x breadboard không hàn (Jameco)
• 1 x pin 9V

Bước 1: Một chút thông tin cơ bản

MỘT (1kΩ) "," top ": 0.3485342019543974," left ": 0.67578125," height ": 0.08143322475570032," width ": 0.048828125}, {" noteID ":" NU0SMSRIFJYSKZN "," author ":" joshua.brooks "," văn bản ":" R_NS (thay đổi theo ghi chú) "," top ": 0.3534201954397394," left ": 0.3515625," height ": 0.08143322475570032," width ": 0.3154296875}, {" noteID ":" NTR1FHAIFJYSL0Q "," author ":" joshua.brooks ", "text": "C (100 nF)", "top": 0.509771986970684, "left": 0.6787109375, "height": 0.08143322475570032, "width": 0.048828125}] ">

Nguy hiểm: Có toán học ở phía trước…

Nếu bạn không quan tâm đến cách hoạt động của thứ này và muốn bắt đầu tập hợp chúng lại với nhau, thì hãy chuyển sang bước tiếp theo.

Cây đàn piano này sử dụng chế độ ổn định của mạch tích hợp hẹn giờ 555 phổ biến để tạo ra âm thanh thúc đẩy loa (piezo buzzer). Nếu bạn tò mò về cách hoạt động của bộ đếm thời gian 555 và các chế độ cấu hình khác nhau, có một tài liệu hướng dẫn hữu ích về nó ở đây.

Mỗi nốt nhạc có một tần số chính, là tần số mà vật tạo ra âm thanh dao động qua lại trong một giây bao nhiêu lần trong một giây. Tần số do bộ đếm thời gian 555 tạo ra ở chế độ ổn định phụ thuộc vào các giá trị của tụ điện (C) và hai điện trở (R_MỘT & NS_NS). Mối quan hệ này là

Tôi quyết định thiết kế cái này để R_MỘT và C giống nhau cho tất cả các nốt (R_MỘT là 1kΩ và C là 100 nF). Điều này để lại R_NS để thiết lập âm báo. Vì vậy, đối với bất kỳ tần suất cụ thể nào,

Cách thứ này được nối dây, đối với bất kỳ nút cụ thể nào R_NS là giá trị của tất cả các điện trở từ nút đến cuối chuỗi điện trở ở bên phải được cộng lại với nhau. Vì vậy, vấn đề là tìm ra chuỗi điện trở phù hợp để làm cho công việc này. Bảng sau đây cho thấy cách chọn các điện trở. Bắt đầu với nốt cao nhất, R_NS đã được tính toán cho mỗi nốt và các điện trở thường có sẵn được chọn để xấp xỉ R_NS.

Ghi chú	freq. (Hz)	NSNS (Ω)	Điện trở
NS5	523	13151	1,5kΩ + 1,3kΩ + 620Ω + 1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
NS5	587	11662	1.3kΩ + 620Ω + 1.1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6.2kΩ
E5	659	10335	620Ω + 1.1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6.2kΩ
NS5	698	9727	1,1kΩ + 1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
NS5	784	8611	1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
MỘT5	880	7617	910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
NS5	988	6731	390Ω + 6,2kΩ
NS6	1047	6325	6,2kΩ

Do lựa chọn sử dụng các điện trở thông dụng có sẵn để gần đúng với các giá trị mong muốn, các tông màu có hơi tắt một chút, nhưng không nhiều.

Bước 2: Thử trước khi mua phụ tùng

Đầu tiên tôi “chế tạo” mạch này ở Tinkercad để dùng thử và đảm bảo mọi thứ hoạt động tốt trước khi ghép mạch thực lại với nhau. Điều này cho phép tôi thử các giá trị và cấu hình điện trở khác nhau (miễn phí!) Trước khi quyết định thiết kế cuối cùng. Tôi thậm chí còn có thể nghe thấy âm thanh của nó trong trình duyệt của mình.

Đây là cây đàn piano ở Tinkercad. Nhấn "Start Simulation" để dùng thử.

Bước 3: Kết hợp nó lại với nhau

Sau khi thu thập các phần từ danh sách ở đầu Sách hướng dẫn này, đã đến lúc tập hợp chúng lại với nhau.

Các hàng dài ở trên cùng và dưới cùng của breadboard nhằm mục đích kết nối nguồn điện (+9 volt và đất) từ pin với phần còn lại của mạch. Các hàng này được kết nối điện theo chiều ngang và hoạt động như một dây dẫn giữa các thành phần được ép trong các lỗ của chúng. Cuối cùng, dây đen (đất) sẽ được kết nối với hàng ở dưới cùng và dây đỏ (+9 volt) sẽ được kết nối với hàng ở trên cùng. Đừng làm điều này được nêu ra. Bạn sẽ kết nối pin cuối cùng.

Tương tự, mỗi cột 5 lỗ ở khu vực trung tâm được nối điện. Vì vậy, hai thứ bất kỳ cắm vào cùng một cột được kết nối như thể bằng một sợi dây. Lưu ý rằng các cột phía trên và phía dưới khu vực trống ở giữa được tách biệt về điện.

Bắt đầu bằng cách đặt chip hẹn giờ 555 vào breadboard. Nó sẽ được căn chỉnh sao cho dấu chấm trên đầu nó (chỉ báo pin 1) ở phía dưới bên trái khi bạn đang nhìn vào nó. Đặt nó về phía bên phải của breadboard sao cho các chân cắm vào kênh trống chạy xuống giữa breadboard. Cẩn thận nhấn nó xuống với áp lực đều cho đến khi tất cả các chân cắm vào lỗ của chúng và chip nằm phẳng trên bề mặt của breadboard.

Các chân của 555 được đánh số 1, 2, 3, 4 ở phía dưới từ trái sang phải và 5, 6, 7, 8 ở trên cùng từ phải sang trái. Chúng chạy ngược chiều kim đồng hồ bắt đầu từ phía dưới bên trái.

Kết nối chân 2 với chân 6 của 555 bằng cách sử dụng dây móc có độ dài thích hợp. Bạn có thể xem đây là dây màu xanh lá cây trong các hình trên. Kết nối chân 1 với hàng nối đất ở dưới cùng. Kết nối chân 4 và 8 với hàng +9 volt ở đầu bảng.

Cẩn thận uốn cong các dây dẫn của một trong các điện trở 1kΩ (nâu-đen-đỏ) và kết nối nó giữa chân 7 của 555 và hàng +9 volt ở trên cùng.

Kết nối tụ điện giữa các chân 1 và 2 của 555.

Nếu bộ rung piezo mà bạn có dây có thể uốn cong, thì hãy nối dây dương (đỏ) với chân 3 của bộ hẹn giờ 555. Nối dây âm (đen) với hàng nối đất ở phía dưới. Ngược lại, nếu piezo của bạn có các chân cứng, thì hãy đặt nó trên breadboard ở bên phải của 555 với chân âm ở đâu đó trên hàng dưới đất. Xác định vị trí của chân dương sẽ kết nối với breadboard và đặt một dây móc để kết nối cột đó với chân 3 của 555. Sau đó nhấn piezo vào đúng vị trí.

Bây giờ, đối với các nút. Bắt đầu bằng cách đặt một dây móc nhỏ giữa chốt 7 của 555 và một số cột bên trái (xem dây màu cam trong hình trên). Xác định vị trí của điện trở 6,2kΩ (xanh-đỏ-đỏ) và kết nối nó giữa đầu kia của dây nối này với cột khác ở bên trái.

Đặt một trong các nút bấm sao cho nó nằm giữa kênh ở giữa bảng mạch với chốt trên cùng bên phải trên cùng cột với điện trở. Cẩn thận đẩy nó vào vị trí để nó nằm hoàn toàn trong breadboard. Kết nối dây móc có độ dài thích hợp giữa chốt dưới bên phải của nút và chốt 2 của 555.

Bây giờ là thời gian cho một bài kiểm tra nhanh chóng! Kết nối dây màu đen của đầu nối pin với hàng dưới cùng (mặt đất) và dây màu đỏ với hàng (+9 volt) trên cùng. Kết nối pin với đầu nối pin. Hãy thử nhấn nút và bạn sẽ nghe thấy một âm báo! Nếu bạn không nghe thấy âm thanh, hãy kiểm tra lại tất cả các kết nối của bạn, đảm bảo pin còn tốt và thử lại. Sau khi kiểm tra này, hãy ngắt kết nối pin.

Bây giờ mỗi nút còn lại được thêm từ phải sang trái. Nối điện trở từ cột của điện trở trước đến vị trí của nút tiếp theo (4 hàng bên trái trong các hình trên). Đặt nút tiếp theo vào vị trí với chốt trên cùng bên phải ở đầu kia của điện trở. Nối một dây móc nhỏ giữa chốt dưới bên trái của nút này và chốt dưới bên trái của nút bên phải. Làm điều này cho tất cả các nút. Các điện trở theo thứ tự từ phải sang trái sẽ là:

• 390Ω (cam-trắng-nâu)
• 910Ω (trắng-nâu-nâu)
• 1kΩ (nâu-đen-đỏ)
• 1.1kΩ (nâu-nâu-đỏ)
• 620Ω (xanh-đỏ-nâu)
• 1.3kΩ (nâu-cam-đỏ)
• 1.5kΩ (nâu-xanh-đỏ)

Sau khi tất cả các điện trở và nút đã ở đúng vị trí, hãy kết nối lại pin và bắt đầu chơi!