Einfaches elektronisches Klavier - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Elektronik kann mit nur einer Handvoll Teile sehr leicht Klänge erzeugen. So bauen Sie ein einfaches Klavier mit einem 555-Timer. Ich habe diese Schaltung mit Tinkercad entworfen und getestet und dann das echte Ding gebaut.

Hier ist alles, was Sie brauchen:

• 1 x 555-Timer (Jameco)
• 8 x Taster (Jameco)
• 1 x 100 nF Kondensator (Jameco)
• 1 x Widerstandssortiment - 390Ω, 620Ω, 910Ω, 2 x 1kΩ, 1,1kΩ, 1,3kΩ, 1,5kΩ, 6,2kΩ (Jameco)
• 1 x Piezo-Summer (Jameco)
• 22 AWG Anschlusskabel (Jameco)
• 1 x 9V Batterieanschluss (Jameco)
• 1 x Lötfreies Steckbrett (Jameco)
• 1 x 9V-Batterie

Schritt 1: Ein kleiner Hintergrund

EIN (1kΩ)", "top":0.3485342019543974, "left":0.67578125, "height":0.08143322475570032, "width":0.048828125}, {"noteID":"NU0SMSRIFJYSKZN", "author":"joshua.brooks", " text":"R_B (variiert je nach Anmerkung)", "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}]">

Gefahr: Da ist Mathematik voraus…

Wenn Ihnen die Funktionsweise dieses Dings egal ist und Sie direkt mit der Zusammenstellung beginnen möchten, fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.

Dieses Piano verwendet den astabilen Modus einer üblichen integrierten 555-Timer-Schaltung, um den Ton zu erzeugen, der den Lautsprecher (Piezo-Summer) antreibt. Wenn Sie neugierig sind, wie ein 555-Timer funktioniert und die verschiedenen Konfigurationsmodi, gibt es hier eine gute Anleitung dazu.

Jede Musiknote hat eine Hauptfrequenz, d. h. wie oft pro Sekunde das Ding, das den Ton erzeugt, pro Sekunde hin und her schwingt. Die von einem 555-Timer im astabilen Modus erzeugte Frequenz hängt von den Werten des Kondensators (C) und zweier Widerstände (R.) ab_EIN & R_B). Diese Beziehung ist

Ich beschloss, dies so zu gestalten, dass R_EIN und C sind für alle Noten gleich (R_EIN 1 kΩ ist und C 100 nF ist). Dies lässt R_B um den Ton anzugeben. Also für jede bestimmte Frequenz,

Die Art und Weise, wie dieses Ding für eine bestimmte Taste R. verdrahtet ist_B ist der Wert aller Widerstände vom Knopf bis zum Ende der Widerstandskette rechts addiert. Es ging also darum, die richtige Widerstandskette zu finden, damit dies funktioniert. Die folgende Tabelle zeigt, wie die Widerstände ausgewählt wurden. Beginnend mit der höchsten Note, R_B wurde für jede Note berechnet, und allgemein verfügbare Widerstände wurden ausgewählt, um R. anzunähern_B.

Notiz	Freq. (Hz)	RB (Ω)	Widerstand(e)
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	1,1 kΩ + 1 kΩ + 910 + 390 + 6,2 kΩ
g5	784	8611	1kΩ + 910Ω + 390Ω + 6,2kΩ
EIN5	880	7617	910Ω + 390Ω + 6.2kΩ
B5	988	6731	390Ω + 6.2kΩ
C6	1047	6325	6.2kΩ

Aufgrund der Wahl, gängige Widerstände zu verwenden, um die gewünschten Werte anzunähern, sind die Töne ein wenig daneben, aber nicht viel.

Schritt 2: Probieren Sie es aus, bevor Sie Teile kaufen

Ich habe diese Strecke zuerst in Tinkercad "gebaut", um sie auszuprobieren und sicherzustellen, dass alles funktioniert, bevor ich die echte Strecke zusammenbaue. Dies ermöglichte mir, verschiedene Widerstandswerte und -konfigurationen (kostenlos!) auszuprobieren, bevor ich mich für das endgültige Design entschied. Ich konnte sogar hören, wie es sich in meinem Browser anhört.

Hier ist das Klavier in Tinkercad. Drücken Sie "Simulation starten", um es auszuprobieren.

Schritt 3: Setzen Sie es zusammen

Nachdem Sie die Teile aus der Liste am Anfang dieses Instructable gesammelt haben, ist es Zeit, sie zusammenzustellen.

Die langen Reihen oben und unten auf dem Steckbrett sollen die Stromversorgung (+9 Volt und Masse) von der Batterie mit dem Rest des Stromkreises verbinden. Diese Reihen sind durchgehend elektrisch verbunden und wirken wie ein Draht zwischen den in ihre Löcher gepressten Komponenten. Schließlich wird das schwarze Kabel (Masse) mit der unteren Reihe und das rote Kabel (+9 Volt) mit der oberen Reihe verbunden. Tun Sie dies noch nicht. Sie schließen die Batterie zuletzt an.

Ebenso ist jede Spalte von 5 Löchern im mittleren Bereich elektrisch verbunden. So werden zwei beliebige Dinge, die in dieselbe Säule gesteckt werden, wie durch einen Draht verbunden. Beachten Sie, dass die Spalten über und unter dem leeren Bereich in der Mitte elektrisch getrennt sind.

Beginnen Sie, indem Sie den 555-Timer-Chip in das Steckbrett legen. Es wird so ausgerichtet, dass sich der Punkt darüber (Pin-1-Anzeige) beim Betrachten unten links befindet. Platzieren Sie es auf der rechten Seite des Steckbretts, so dass die Stifte den leeren Kanal überspannen, der in der Mitte des Steckbretts verläuft. Drücken Sie es vorsichtig mit gleichmäßigem Druck nach unten, bis alle Stifte in ihre Löcher eingedrungen sind und der Chip flach auf der Oberfläche des Steckbretts sitzt.

Die Pins des 555 sind unten von links nach rechts mit 1, 2, 3, 4 und 5, 6, 7, 8 oben von rechts nach links nummeriert. Sie laufen links unten beginnend gegen den Uhrzeigersinn.

Verbinden Sie Pin 2 mit Pin 6 des 555 mit einem geeigneten Anschlusskabel. Sie können dies als das grüne Kabel in den obigen Bildern sehen. Verbinden Sie Pin 1 mit der Massereihe unten. Verbinden Sie die Pins 4 und 8 mit der +9-Volt-Reihe oben auf der Platine.

Biegen Sie vorsichtig die Leitungen eines der 1kΩ-Widerstände (braun-schwarz-rot) und verbinden Sie ihn zwischen Pin 7 des 555 und der +9-Volt-Reihe oben.

Schließen Sie den Kondensator zwischen den Pins 1 und 2 des 555 an.

Wenn der Piezo-Summer, den Sie haben, biegsame Drähte hat, verbinden Sie den positiven (roten) Draht mit Pin 3 des 555-Timers. Verbinden Sie das negative (schwarze) Kabel mit der Erdungsreihe unten. Andernfalls, wenn Ihr Piezo starre Stifte hat, legen Sie ihn über das Steckbrett rechts vom 555 mit dem negativen Stift irgendwo auf der Bodenreihe. Suchen Sie, wo der positive Pin mit dem Steckbrett verbunden wird, und legen Sie einen Anschlussdraht an, um diese Säule mit Pin 3 des 555 zu verbinden. Drücken Sie dann den Piezo an Ort und Stelle.

Nun zu den Knöpfen. Beginnen Sie, indem Sie ein kleines Anschlusskabel zwischen Pin 7 des 555 und einer Spalte auf der linken Seite stecken (siehe das orangefarbene Kabel im Bild oben). Suchen Sie den 6,2-k-Widerstand (blau-rot-rot) und verbinden Sie ihn zwischen dem anderen Ende dieses Anschlusskabels und einer anderen Säule links.

Platzieren Sie einen der Druckknöpfe so, dass er den Kanal in der Mitte des Steckbretts mit dem oberen rechten Stift in derselben Spalte wie der Widerstand überspannt. Drücken Sie es vorsichtig ein, bis es vollständig im Steckbrett sitzt. Schließen Sie ein Anschlusskabel geeigneter Länge zwischen dem unteren rechten Pin der Taste und Pin 2 des 555 an.

Jetzt ist es Zeit für einen Schnelltest! Verbinden Sie das schwarze Kabel des Batteriesteckers mit der unteren (Masse) Reihe und das rote Kabel mit der oberen (+9 Volt) Reihe. Verbinden Sie den Akku mit dem Akkuanschluss. Versuchen Sie, die Drucktaste zu drücken, und Sie sollten einen Ton hören! Wenn Sie keinen Ton hören, überprüfen Sie alle Ihre Verbindungen, stellen Sie sicher, dass der Akku in Ordnung ist, und versuchen Sie es erneut. Trennen Sie nach diesem Test die Batterie.

Jetzt werden alle verbleibenden Schaltflächen von rechts nach links hinzugefügt. Verbinden Sie den Widerstand aus der Spalte des vorherigen Widerstands mit der nächsten Schaltfläche (4 Reihen links in den Bildern oben). Platzieren Sie den nächsten Knopf mit dem oberen rechten Stift am anderen Ende des Widerstands. Schließen Sie ein kleines Anschlusskabel zwischen dem unteren linken Stift dieser Taste und dem unteren linken Stift der rechten Taste an. Tun Sie dies für alle Schaltflächen. Die Widerstände in der Reihenfolge von rechts nach links sind:

• 390Ω (orange-weiß-braun)
• 910Ω (weiß-braun-braun)
• 1kΩ (braun-schwarz-rot)
• 1.1kΩ (braun-braun-rot)
• 620Ω (blau-rot-braun)
• 1,3kΩ (braun-orange-rot)
• 1,5kΩ (braun-grün-rot)

Nachdem alle Widerstände und Tasten angebracht sind, schließen Sie die Batterie wieder an und beginnen Sie zu spielen!