पवन नियंत्रित मिडी उपकरण बनाएं: 5 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

इस परियोजना को 'क्रिएटिव इलेक्ट्रॉनिक्स', एक BEng इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरिंग के चौथे वर्ष के मॉड्यूल, मलागा विश्वविद्यालय, दूरसंचार स्कूल में प्रस्तुत किया गया था।

मूल विचार बहुत पहले पैदा हुआ था, क्योंकि मेरे साथी एलेजांद्रो ने अपने जीवन के आधे से अधिक समय बांसुरी बजाने में बिताया है। इस प्रकार, उन्होंने एक इलेक्ट्रॉनिक पवन उपकरण के विचार को आकर्षक पाया। तो यह हमारे सहयोग का उत्पाद है; इस दृष्टिकोण का मुख्य फोकस एक बास शहनाई के समान एक सौंदर्यपूर्ण रूप से शांत निर्माण प्राप्त करना था।

डेमो:)

आपूर्ति

• एक Arduino बोर्ड (हमने Arduino लियोनार्डो पर आधारित SAV MAKER I का उपयोग किया)।
• एक वायु दाब सेंसर, MP3V5010।
• एक तनाव नापने का यंत्र, FSR07.
• प्रतिरोधक: 4K7 में से 11, 3K9 का 1, 470K का 1, 2M2 का 1, 100K का 1।
• 200K का एक पोटेंशियोमीटर।
• 33pF का एक सिरेमिक कैपेसिटर।
• 10uF तथा 22uF के दो विद्युत संधारित्र।
• एक LM2940।
• एक LP2950.
• एक LM324.
• एक एमसीपी23016.
• 30x20 छेद वाला एक छिद्रित बोर्ड।
• 30 पिन हेडर, महिला और पुरुष दोनों (Arduino के लिए एक लिंग, केप के लिए दूसरा एक)।
• HD15 कनेक्टर की एक जोड़ी, पुरुष और महिला दोनों (सोल्डर कप के साथ)।
• किसी मित्र की हीट-सिकुड़न ट्यूब और आइसोलेटिंग टेप उधार लें। काला पसंदीदा।
• दो 18650 ली-आयन बैटरी और उनके बैटरी धारक।
• एक स्विच।
• एक Arduino USB केबल।
• कम से कम 11 बटन, यदि आप गुणवत्ता का अनुभव चाहते हैं, तो हमारा उपयोग न करें।
• किसी प्रकार का बाड़ा या मामला। लगभग एक वर्ग मीटर का लकड़ी का तख्ता पर्याप्त होगा।
• पीवीसी ट्यूबिंग का आधा मीटर, 32 मिमी बाहरी।
• पिछली ट्यूब के लिए 67 डिग्री पीवीसी संयुक्त।
• एक पीवीसी 40 मिमी से 32 मिमी (बाहरी) में कमी।
• 25 मिमी से 20 मिमी (बाहरी) में एक पीवीसी की कमी।
• बेताडाइन की एक खाली बोतल।
• एक ऑल्टो सैक्सोफोन मुखपत्र।
• एक ऑल्टो सैक्सोफोन रीड।
• एक ऑल्टो सैक्सोफोन संयुक्ताक्षर।
• कुछ झाग।
• बहुत सारे तार (ऑडियो तार की सिफारिश की जाती है, क्योंकि यह जोड़ी लाल-काले रंग में जाती है)।
• कुछ पेंच।
• मैट ब्लैक स्प्रे पेंट।
• मैट स्प्रे लाह।

चरण 1: शरीर

सबसे पहले, एक पीवीसी पाइप को शरीर का हिस्सा बनने के लिए चुना गया था। आप एक और व्यास का चयन कर सकते हैं, हालांकि हम 32 मिमी के बाहरी व्यास और 40 सेमी की लंबाई की सलाह देते हैं, क्योंकि हम इन आयामों के साथ सहज थे।

एक बार जब आप अपने हाथों में पाइप प्राप्त कर लेते हैं, तो बटनों के लिए एक मार्क लेआउट रखें। यह आपकी उंगलियों की लंबाई पर निर्भर करता है। अब, किए गए चिह्नों के साथ, प्रत्येक बटन के लिए संबंधित छेद ड्रिल करें। हम एक पतली बिट के साथ शुरू करने की सलाह देते हैं, और ड्रिल के लिए उपयोग किए गए व्यास को बढ़ाते हुए छेद को बढ़ाते हैं। इसके अलावा, ड्रिल से पहले बरिन का उपयोग करने से स्थिरता में सुधार हो सकता है।

बाद में दबाव नापने का यंत्र और वायुदाब संवेदक को जोड़ने के लिए आपको चार असंबद्ध तारों को लगाना चाहिए; यह टुकड़ा (शरीर) और गर्दन 67 डिग्री जुड़ने वाले पाइप के साथ एक साथ फंस गए हैं। इस पाइप को सैंडपेपर किया गया था और काले रंग से रंगा गया था।

इस टुकड़े को पैर से जोड़ने के लिए, हमने 40 मिमी से 32 मिमी (बाहरी व्यास) तक एक पीवीसी कमी संयुक्त का उपयोग किया। जंक्शन को मजबूत करने के लिए लकड़ी के चार स्क्रू जोड़े गए। कमी संयुक्त और शरीर के बीच, हमने एक ड्रिल बनाया और स्थिरता हासिल करने के लिए एक व्यापक पेंच पेश किया। हम तारों से पहले ट्यूबों को ड्रिल करने की सलाह देते हैं; अन्यथा, बर्बादी सुनिश्चित है।

अगला कदम बटन के टर्मिनलों के लिए तारों को मिलाप करना है, लंबाई को नीचे तक मापना, और कनेक्शन को तंग होने से बचाने के लिए एक अतिरिक्त लंबाई जमा करना है। एक बार जब पाइप को सैंडपेपर किया गया और काला रंग दिया गया (हमने मैट ब्लैक स्प्रे पेंट का इस्तेमाल किया; जितनी चाहें उतनी परतें दें, जब तक कि यह सूरज की रोशनी में अच्छा न लगे), उनमें से प्रत्येक को लेबल करते हुए ऊपर से नीचे बटन पेश करें। हम केबल के लिए दो अलग-अलग रंगों (जैसे काला और लाल) का उपयोग करने की सलाह देते हैं; चूंकि वे सभी अपने एक पिन पर जमीन से जुड़े हुए हैं, इसलिए हमने काली केबल को मुक्त छोड़ दिया, और केवल लाल केबलों को लेबल किया। बटनों को काले आइसोलेटिंग टेप का उपयोग करके कवर किया गया था ताकि वे लुक से मेल खा सकें और नीचे गिरे बिना अच्छी तरह से फिट हो सकें।

सोल्डर HD15 महिला कनेक्टर (सोल्डर कप बहुत मदद करते हैं), चरण 4 (या अपने स्वयं के) के आरेख में प्रस्तावित लेआउट का उपयोग करके, और एक साथ मैदान में शामिल हों। ध्यान रखें कि शॉर्ट सर्किट के खिलाफ हीट-सिकुड़ ट्यूबिंग एक मजबूत विश्वसनीयता प्रदान करेगी।

चरण 2: फुट डिजाइन

इस डिजाइन के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला सर्किट, इसकी जड़ में, बहुत सरल है। श्रृंखला में दो लिथियम बैटरी एक एलडीओ (लो-ड्रॉपआउट) वोल्टेज नियामक को खिलाती है, जो इसके आउटपुट से शेष सर्किट में 5V की आपूर्ति करती है। LM324 के ऑपरेशनल एम्पलीफायरों का उद्देश्य वायुदाब सेंसर (MP3V5010, 0.2 से 3.3 वोल्ट) की गतिशील रेंज और Arduino बोर्ड के एनालॉग इनपुट के लिए दबाव गेज (नकारात्मक ढलान चर रोकनेवाला) के व्यवहार को अनुकूलित करना है। 5 वोल्ट)। इस प्रकार, पहले एक के लिए समायोज्य लाभ (1 <जी <3) का एक गैर-इन्वर्टर का उपयोग किया जाता है, और एक वोल्टेज विभक्त और दूसरे के लिए एक अनुयायी का उपयोग किया जाता है। ये पर्याप्त वोल्टेज स्विंग प्रदान करते हैं। इन उपकरणों के बारे में अधिक जानकारी के लिए यहां और वहां क्लिक करें। इसके अलावा, LP2950 3.3 वोल्ट के लिए एक संदर्भ प्रदान करता है जिसे MP3V5010 को सोर्स करने की आवश्यकता होती है।

FSR (फोर्स सेंसिंग रेसिस्टर) श्रृंखला का कोई भी मॉडल पर्याप्त होगा, और हालांकि 04 सबसे सुंदर है, हमने स्टॉक मुद्दों के कारण 07 का उपयोग किया। ये सेंसर लागू झुकने वाले बल के आधार पर अपने विद्युत प्रतिरोध को बदलते हैं, और हमने प्रयोगात्मक रूप से परीक्षण किया है कि जब वे अपनी पूरी सतह के साथ दबाए जाते हैं तो वे नहीं करते हैं। शुरू में यह एक गलती थी क्योंकि जिस स्थान पर हम टुकड़ा रखने जा रहे थे, लेकिन अपनाया गया समाधान अच्छा काम करता है और चौथे चरण में समझाया जाएगा।

बोर्ड के मूलभूत टुकड़ों में से एक MCP23016 है। यह एक 16-बिट I2C I/O विस्तारक है जिसे हमने कोड की जटिलता को कम करने के लिए उपयोगी समझा (और, शायद, वायरिंग)। मॉड्यूल का उपयोग केवल-पढ़ने के लिए 2-बाइट रजिस्टर के रूप में किया जाता है; यह एक बाधा उत्पन्न करता है (एक तर्क '0' को मजबूर करता है, और इसलिए इसके छठे पिन पर तर्क '1' सेट करने के लिए एक पुल-अप प्रतिरोधी की आवश्यकता होती है) जब इसका कोई भी रजिस्टर मान बदलता है। Arduino को इस सिग्नल के ढलान से ट्रिगर होने के लिए प्रोग्राम किया गया है; ऐसा होने के बाद, वह डेटा का अनुरोध करता है और यह जानने के लिए इसे डीकोड करता है कि नोट वैध है या नहीं, और यदि यह है तो वह इसे स्टोर करता है और अगले MIDI पैकेट बनाने के लिए इसका उपयोग करता है। प्रत्येक बटन में दो टर्मिनल होते हैं, जो जमीन से जुड़े होते हैं और एक पुल-अप रोकनेवाला (4.7K) से 5 वोल्ट तक, क्रमशः। इस प्रकार, जब इसे दबाया जाता है तो I2C डिवाइस द्वारा एक तर्क '0' पढ़ा जाता है, और एक तर्क '1' का अर्थ जारी होता है। RC जोड़ी (3.9K और 33p) इसकी आंतरिक घड़ी को कॉन्फ़िगर करती है; पिन 14 और 15 क्रमशः SCL और SDA सिग्नल हैं। इस डिवाइस का I2C पता 0x20 है। अधिक जानकारी के लिए डेटशीट देखें।

HD15 कनेक्टर को वायर करने के लिए हमने जिस कनेक्शन लेआउट का उपयोग किया है, वह निश्चित रूप से अद्वितीय नहीं है। हमने इसे इस तरह से किया क्योंकि हमारे द्वारा बनाए गए पीसीबी पर रूट करना आसान था, और महत्वपूर्ण बिंदु नोड्स और उसके संबंधित बटनों की स्पष्ट सूची रखने में निहित है। कहने की जरूरत नहीं है, लेकिन मैं करूंगा; बटन में दो टर्मिनल होते हैं। उनमें से एक (अस्पष्ट रूप से) HD15 कनेक्टर पर अपने संबंधित नोड से जुड़ा है, जबकि दूसरा जमीन से जुड़ा हुआ है। इस प्रकार, सभी बटन एक ही जमीन साझा करते हैं, और HD15 कनेक्टर के सिर्फ एक पिन से जुड़े होते हैं। हम जो छवि प्रदान करते हैं वह पुरुष कनेक्टर का पिछला दृश्य है, अर्थात महिला जोड़ी का सामने का दृश्य। तारों को सावधानी से मिलाएं, आप इसे गलत तरीके से नहीं जोड़ना चाहते, हम पर विश्वास करें।

बस इतना स्पष्ट है, हमने Arduino के लिए सर्किट को उस पर कनेक्ट करने के लिए डिज़ाइन किया है। सर्किट के नीचे फिट होने के लिए पर्याप्त जगह होनी चाहिए, और इसलिए बॉक्स हमारे से छोटा हो सकता है। प्रस्तावित भवन लेआउट नीचे दी गई तस्वीर में पेश किया गया है। हमने बैटरी के धारक के टुकड़े को बॉक्स के अंदरूनी हिस्से से चिपकाने के लिए सिलिकॉन का इस्तेमाल किया, इसके किनारों पर केप को ड्रिल किया और इसे इस तरह से ठीक करने के लिए स्क्रू का इस्तेमाल किया।

इस टुकड़े को शरीर के साथ जोड़ने के लिए, हमने 40 मिमी से 32 मिमी (बाहरी व्यास) तक एक पीवीसी कमी संयुक्त का उपयोग किया। जंक्शन को मजबूत करने के लिए लकड़ी के चार स्क्रू जोड़े गए। कमी संयुक्त और शरीर के बीच, हमने एक ड्रिल बनाया और स्थिरता हासिल करने के लिए एक व्यापक पेंच पेश किया। सावधान रहें कि तारों को नुकसान न पहुंचे।

चरण 3: माउथपीस असेंबली

यह शायद विधानसभा का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है। यह विशुद्ध रूप से पहली छवि में दिखाए गए आरेख पर आधारित है। बड़ा हिस्सा 32 मिमी (बाहरी) पीवीसी ट्यूब में फिट होने के लिए काफी बड़ा है।

इस टुकड़े (गर्दन) को डिजाइन करते समय, हमने MP3V5010 को माउंट करने के लिए एक PCB का उपयोग करने का निर्णय लिया, हालाँकि आप इसे अनदेखा कर सकते हैं। पीडीएफ के अनुसार, उपयोग किए गए टर्मिनल 2 (3.3 वोल्ट की आपूर्ति), 3 (जमीन) और 4 (वायु दबाव विद्युत संकेत) हैं। इस प्रकार, इस मामले के लिए एक पीसीबी के आदेश से बचने के लिए, हम सुझाव देते हैं कि आप अप्रयुक्त पिनों को काट दें, और वायरिंग समाप्त होने के बाद घटक को पीवीसी ट्यूब में गोंद दें। यह सबसे आसान तरीका है जिसके बारे में हम सोच सकते हैं। साथ ही, इस प्रेशर सेंसर में दो सेंसिंग नॉब्स हैं; आप उनमें से एक को कवर करना चाहते हैं। इससे उसकी प्रतिक्रिया में सुधार होता है। हमने इसे एक छोटे धातु के टुकड़े को गर्मी-सिकुड़ने वाली ट्यूब में पेश किया, यह नॉब को कवर करता है, और ट्यूब को गर्म करता है।

पहली चीज जो आप करना चाहते हैं वह एक शंक्वाकार आकृति वाला एक टुकड़ा ढूंढना है जो हवा के दबाव सेंसर ट्यूब में फिट हो सकता है, जैसा कि दूसरी छवि में दिखाया गया है। यह पिछले आरेख में पीला टुकड़ा है। एक छोटी सी ड्रिल, या एक पतली सोल्डर लोहे की नोक की मदद से शंकु के शिखर पर एक संकीर्ण छेद बनाएं। परीक्षण करें कि क्या यह कसकर फिट बैठता है; यदि नहीं, तो छेद के व्यास को तब तक बढ़ाते रहें जब तक कि वह न हो जाए। जब यह समाप्त हो जाता है, तो आप एक टुकड़ा ढूंढना चाहते हैं जो पिछले एक के आसपास फिट बैठता है, इसे बाहर की ओर हवा के प्रवाह को बाधित करने के लिए कवर करता है। वास्तव में, आप अपने हर कदम पर परीक्षण करना चाहते हैं कि हवा बाड़े से नहीं निकल रही है; यदि ऐसा होता है, तो जोड़ों में सिलिकॉन जोड़ने का प्रयास करें। इसका परिणाम अगली छवि में होना चाहिए। बस इसलिए यह मदद करता है, हमने इस उद्देश्य के लिए एक बेताडाइन बोतल का उपयोग किया: पीला टुकड़ा आंतरिक डिस्पेंसर है, जबकि जो टुकड़ा इसे कवर करता है वह एक ट्यूब के आकार में बदलने के लिए उसके सिर पर एक कट के साथ टोपी है। कट को गर्म चाकू से बनाया गया था।

अगला टुकड़ा 25 (बाहरी) से 20 (आंतरिक) तक पीवीसी की कमी थी। यह टुकड़ा पहले से व्यवस्थित टयूबिंग में अच्छी तरह से फिट था, हालांकि हमें इसे सैंडपेपर करने और उल्लिखित वायु प्रवाह को बाधित करने के लिए इसकी दीवारों को गोंद करने की आवश्यकता थी। अभी के लिए, हम चाहते हैं कि यह एक बंद गुहा हो। आरेख में, जिस टुकड़े के बारे में हम बात कर रहे हैं वह गहरे भूरे रंग का है जो सीधे पीले रंग का अनुसरण करता है। एक बार इस टुकड़े को जोड़ने के बाद, यंत्र की गर्दन लगभग समाप्त हो गई है। अगला कदम 32 मिमी (बाहरी) व्यास पीवीसी ट्यूब में से एक टुकड़ा काटना है और इसके केंद्र में एक छेद ड्रिल करना है, जिससे दबाव गेज के तार बाहर निकल जाते हैं। चरण 1 में पहले बताए गए चार तारों को मिलाएं, जैसा कि अगले आरेख में दिखाया गया है, और गर्दन को एंगल्ड जंक्शन (सौंदर्य प्रयोजनों के लिए इसे काला करने के बाद) को गोंद दें।

अंतिम चरण माउथपीस को आसानी से सील करना है। इस कार्य को पूरा करने के लिए, हमने एक ऑल्टो सैक्स रीड, ब्लैक इंसुलेटिंग टेप और एक लिगचर का इस्तेमाल किया। टेप लगाने से पहले, दबाव नापने का यंत्र रीड के नीचे स्थित था; गेज के विद्युत कनेक्शन को काली गर्मी-सिकुड़ने वाली ट्यूबों के साथ प्रबलित किया गया था। इस टुकड़े को निकालने के लिए डिज़ाइन किया गया है, ताकि कुछ समय खेलने के बाद गुहा को साफ किया जा सके। यह सब पिछली दो तस्वीरों में देखा जा सकता है।

चरण 4: सॉफ्टवेयर

कृपया वर्चुअल मिडी पियानो कीबोर्ड डाउनलोड और इंस्टॉल करें, यहां लिंक है।

इस चरण को करने का तार्किक तरीका निम्नलिखित है: सबसे पहले, इस निर्देश में दिए गए Arduino स्केच को डाउनलोड करें और इसे अपने Arduino बोर्ड पर लोड करें। अब, वीएमपीके लॉन्च करें और कृपया अपनी सेटिंग्स जांचें। जैसा कि पहली छवि में दिखाया गया है, 'इनपुट मिडी कनेक्शन' आपका Arduino बोर्ड होना चाहिए (हमारे मामले में Arduino लियोनार्डो)। यदि आप लिनक्स का उपयोग कर रहे हैं, तो कुछ भी स्थापित करने की आवश्यकता नहीं है, बस सुनिश्चित करें कि आपकी वीपीएमके फ़ाइल में दूसरे आंकड़े में दिखाए गए गुण हैं।

चरण 5: समस्या निवारण

केस 1. सिस्टम काम नहीं कर रहा है। यदि Arduino की LED नहीं जलती है या यह सामान्य से थोड़ा गहरा है, तो कृपया जांच लें कि सिस्टम ठीक से संचालित है (केस 6 देखें)।

केस २। धुआँ लगता है क्योंकि किसी चीज से जलने जैसी गंध आती है। शायद, कहीं शॉर्ट सर्किट है (पावर और वायर हार्नेस की जांच करें)। हो सकता है कि आपको प्रत्येक घटक का तापमान जांचने के लिए (सावधानी के साथ) स्पर्श करना चाहिए; यदि यह सामान्य से अधिक गर्म है, तो घबराएं नहीं, बस इसे बदल दें।

केस 3. Arduino को पहचाना नहीं जा रहा है (Arduino IDE में)। प्रदान किए गए स्केच को फिर से अपलोड करें, यदि समस्या बनी रहती है, तो सुनिश्चित करें कि Arduino कंप्यूटर से ठीक से जुड़ा हुआ है और Arduino IDE सेटिंग्स डिफ़ॉल्ट पर सेट हैं। अगर कुछ भी काम नहीं करता है, तो Arduino को बदलने पर विचार करें। कुछ मामलों में, "संकलन" के दौरान रीसेट बटन को दबाकर, और फिर "अपलोड" करते समय इसे जारी करना, स्केच को अपलोड करने में मदद कर सकता है।

केस 4. कुछ चाबियां खराब दिख रही हैं। कृपया अलग करें कि कौन सी कुंजी काम नहीं कर रही है। एक निरंतरता परीक्षण उपयोगी हो सकता है, या आप बटनों के परीक्षण के लिए दिए गए स्केच का उपयोग कर सकते हैं; हो सकता है कि पुल-अप रोकनेवाला सही ढंग से नहीं मिला हो या बटन दोषपूर्ण हो। यदि चाबियां ठीक हैं, तो कृपया अपनी परेशानी उजागर करने के लिए हमसे संपर्क करें।

केस 5. मुझे वीएमपीके पर कोई नोट नहीं मिल रहा है। कृपया जांचें कि Arduino कंप्यूटर से ठीक से जुड़ा हुआ है। फिर, VMPK पर, चरण 3 में दिखाए गए चरणों का पालन करें। यदि समस्या बनी रहती है, तो एक बटन रीसेट करें या हमसे संपर्क करें।

केस 6. इलेक्ट्रिकल पावर-ऑन टेस्ट। अगला माप करें: केप से Arduino को हटाने के बाद, स्विच चालू करें। काली जांच को ग्राउंड पिन पर रखें (कोई भी पर्याप्त होगा) और पावर नोड्स की जांच के लिए लाल जांच का उपयोग करें। बैटरी की पॉजिटिव प्लेट पर कम से कम 7.4 वोल्ट का वोल्टेज ड्रॉप होना चाहिए, अन्यथा बैटरी चार्ज करें। LM2940 के इनपुट पर समान वोल्टेज ड्रॉप मौजूद होना चाहिए, जैसा कि योजनाबद्ध में देखा गया है। इसके आउटपुट में 5 वोल्ट की गिरावट होनी चाहिए; LM324 (पिन 4), MCP23016 (पिन 20) और LP2950 (पिन 3) से समान मान अपेक्षित है। पिछले वाले के आउटपुट को 3.3 वोल्ट का मान दिखाना चाहिए।