Hogyan készítsünk zenedobozt papírból. Házi készítésű zenedoboz. Most magáról a készülékről

Egy olyan eszközről fogunk beszélni, amely nagyon egyszerűen gyártható (még egy kezdő amatőr elektronikai mérnök számára is), ugyanakkor rendkívül érdekes és hasznos - egy elektronikus „zenedoboz”. Illetve példaként bemutatom és beszélek ennek a készüléknek az egyik lehetséges inkarnációjáról és alkalmazásáról - az utolsó ajándékról, amit ez alapján adtam barátnőmnek.

A teremtés története

Az egész nagyon régen, több éve kezdődött, amikor egy lánynak szerettem volna valami érdekes, eredeti és emlékezetes születésnapi ajándékot adni. És mindenképpen saját kezűleg. Nagyon kevés idő volt hátra az ünnepig, két nap, ami alatt valamit ki kellett találni, sőt, megvalósítani. A nap gondolkodással telt - több száz különféle lehetőség forgott a fejemben, mindenféle LED-es „villogó lámpától” - szívecskékig, a különféle elektromechanikus mesterségekig. De mindez nem volt ugyanaz: vagy túl egyszerű és elcsépelt, vagy éppen ellenkezőleg, meglehetősen bonyolult (és egyáltalán nem maradt idő!). Hirtelen egy egyszerű, de csodálatos, mint utóbb kiderült ötlet jutott eszembe: miért ne csinálhatnék zenei kártyát? És nem egyszerű, hanem „trükkel”, eredeti dallammal. Sőt, volt „saját dalunk”, amihez találkoztunk, és amely mindenféle kellemes romantikus emlékeket, élményeket idézett fel bennünk.
Így született meg a „zenedoboz” legelső változata, úgyszólván a progenitor. Nagyon egyszerű, sebtében összeszerelhető egy PIC12F675 felületre szerelt szerelvény, piezodinamikus hangszóró, fotodióda, pár ellenállás, három voltos 2016 elem és Photoshopban rajzolt képeslapba csomagolva. Ennek eredményeként ez a képeslap képes volt ugyanazt a dallamot kiírni egy téglalapba, amikor kinyitották (és a fény megütötte a fotodiódát). Pont így, igénytelen és egyszerű.
De az ötlet rendkívül sikeresnek bizonyult, sokszor jobban, mint amire számítottam. Később készítettem még néhány ilyet egyszerű kártyák barátaim kérésére, a másik felüknek. És minden esetben nagyon sok érzelmet váltott ki egy ilyen ajándék mind magukban a megajándékozottakban, mind szüleikben, barátnőikben, ismerőseikben :)
Elég sok idő telt el, minden pörögni kezdett, a projekt feledésbe merült. De úgy esett, hogy újra eszembe jutott a zenedoboz. Ezúttal március 8-ra kellett volna ajándékozni. Akkoriban aktívan tanulmányoztam az Atmel mikrokontrollereket, különösen az ATtiny45-tel játszottam, és úgy döntöttem, hogy e célból továbbfejlesztem a zenei modult. Ráadásul ezúttal sok idő volt. Ott kezdődött minden.
keres különféle információk Az interneten akadtam rá Mr. Chan szűk körökben széles körben ismert weboldalára. Pontosabban pedig az egyik terve, egy miniatűr szintetizátor, pont a kedvenc MK-mon :) Valamikor ezelőtt majdnem elkészültem egy négycsatornás szintetizátorral a PIC18-on, de sajnos tönkretettem a munkát a szívemben (amit később megbántam) többször). Chan terve pedig teljesen önellátó és teljes volt. Már csak egy „kioldó mechanizmus” volt hátra, és már indultunk is!
Kicsit frissítettem a kódot, és készen is volt a trigger mechanizmus. De aztán minden kevésbé rózsásnak bizonyult. A tervezés fő problémája az volt, hogy túl halkan szólt. Akárhogy próbáltam, a hangszóró közvetlen meghajtásával az MK tűkről csendes lett, és ennyi! Ennek eredményeként erős akaratú döntés született egy teljesítményerősítő hozzáadása mellett. A választás az LM4900-ra esett, amely akkor a Terraelectronicsban volt elérhető. Ismét módosítanunk kellett Mr. Chan kódjában, hogy a szintetizátor megfelelően működjön egy külső erősítővel – készítsünk energiatakarékos lábvezérlést, hogy az erősítő ne merítse le az akkumulátort üresjáratban, és konfiguráljuk újra a PWM, hogy helyesen adja ki a jelet egy érintkezőről. A változtatások után a prototípus tökéletesen működött. Aztán lerajzoltam a tábla első változatát (amiben, mint utóbb kiderült, volt egy bug:) és összeraktam a zenedobozt, mint egy ember. Ezután minden a kitaposott utat követi – házi készítésű képeslap, modul telepítése és adományozás.
Természetesen ez a készülék több fejjel magasabban volt, mint az előzőek - az „igazi” doboz nagyon realisztikus hangzása és a többszólamúság éreztette magát :) Az ajándék, ahogy az előző időkben is, nagyon régen szenzációt keltett. És összegyűjtöttem vagy egy tucat ilyen modult a barátoknak.

Most magáról a készülékről

Kezdjük a diagrammal, nagyon egyszerű:

Az áramkör működési elve

PCB

Szoftver rész

Egy kicsit a hangszintézisről

A készülékben alkalmazott szintézismódszerről az eredetiben jól olvasható Mr. Chan. A "wavetable synthesis" google-ba is rákereshetsz. Ha nem beszéli a nyelvet, akkor röviden, a hangot az MK memóriája tárolja. minta(külön hang), ún. "hullámozható", amely a mi legegyszerűbb esetünkben feltételesen két logikai részre oszlik, általában alkotva "boríték" - "támadás", minden új hang kezdete, és "fenntartani", expozíció, egy töredék folyamatosan hurkolta végig a hangjegy hangját. Több is van "hanyatlás", „követés”, az a rész, amely a hangjegy eltávolítása után szólal meg. A mi esetünkben egyszerűen úgy valósítják meg, hogy fokozatosan elhalkul a „sustain” hangja. vegye figyelembe, hogy a kívánt értéket a minta memóriájából választjuk ki, és így több csatornát (vagyis hangjegyeket) is szintetizálhat egyszerre, minden csak az MK számítási teljesítményétől és a mintavételi frekvenciától (hang) függ. Ezután ezeket az értékeket összekeverik és elküldik a „kimenetre” (a mi esetünkben a PWM All vezérlőregiszterbe ezt a felháborodást, mint fentebb említettem, „hullámszintézisnek” vagy „tábla-hullám szintézisnek” nevezik). ”.

Egyébként ahogy annak idején valaki javasolta (valamiért egyáltalán nem gondoltam rá), rengeteg forrás található az interneten, ahol kész midisheket lehet kapni a kívánt dallamokkal. Csak egy kis módosításra lesz szükségük, hogy a konverteremben használni lehessen őket. És néhányat nem is kell módosítani.

Mi másra lehet szüksége?

Alkalmazás

Íme néhány fotó a prototípusról:

És egy videó a munkáról. A videóban az általam a dobozba rendezett „Tenderness” kompozíció, amely forrásként (Sibeliussal gépelve) és középsőként szerepel az archívumban, valamint a kész generált kotta:

Szokás szerint a videó normál hangzásával kapcsolatos örök problémám érezteti magát. Ezer bocsánat. Ha szeretné hallani, hogyan hangzik a design normál minőségben, letöltheti

Most eljött az idő, hogy beszéljünk arról, mi volt a dobozomban, kirakós fűrésszel furnérlemezből kivágva. Mindennek a lényege az elv volt elektromos diagram a vezérlőn, 2 db Krona elemmel (9+9 V) működik. A zenét 16-32 MB-os SD kártyára rögzítettem. Sőt, a doboz minden kinyitásakor új dallamot játszott. Kezdjük sorban!

A doboz tartalmának elemi alapja

Az áramkör magja az Atmega16 40 tűs mikrokontroller, amely a dallamok lejátszását vezérli. A tok DIP-vel rendelkezik, így könnyen behelyezhető és kivehető a táblán található aljzatból. Az Atmega16 képe a következő:

Egy másik, hasonlóan fontos chip az LM4860M 1 W-os, 16 tűs hangerősítő, amelynek kimenetei erősített jel 8 ohmos hangszóróhoz megy. Ennek a mikroáramkörnek a verzióját vettem az SO16 csomagban.

Szüksége lesz még 2 feszültségátalakító mikroáramkörre: 7805 TO-220 csomagban, melynek kimenete állandó feszültség+5 V, és IRU1117-33 SOT-223 kiszerelésben, állandó +3,3 V kimeneti feszültséggel, melyről az SD kártya táplálja. Az alábbiakban egy kép ezekről a chipekről:

A vezérlő működtetéséhez 16 MHz-es kristályoszcillátorra van szükség. SD kártya 16-32 MB, most ilyen kis flash kártyát nehéz beszerezni, de korábban néhány kameramodellel a készletben volt. Minden ellenállás és kondenzátor SMD kivitelben készül, felületre szerelhető.

Egy zenedoboz kapcsolási rajza

A doboz elektromos áramköre így néz ki:

Mint látható, a mikrokontroller 40 érintkezőjéből csak 18 érintkező használható 5-től 8-ig – csere SD kártyával, 9. – a vezérlő visszaállításához, 10 – +5V táp, 11.31 – föld, 33-40. – osztón keresztül egy hangerősítőhöz. Az Atmega16 mikrokontrollert flashelni kell, de nem magán az alaplapon, hanem egy speciális eszközön, amely RS-232-n keresztül kapcsolódik a számítógéphez. Csere vele számítógéppel megy a vezérlő SPI interfészén keresztül (5-8 érintkezők). A firmware letöltése a segítségével történik számítógépes program PonyProg. Maga a firmware (Music_box_16.hex) és a PonyProgba telepített biztosítékok képernyőképe (PonyProg_Mega16_Fuses.bmp) a mellékelt archívumban található. Azt is megtalálod benne műszaki leírások(adatlapok) a használt chipekhez és mikrokontrollerhez.

PCB diagram

A Sprint Layout4 programban kiraktam a nyomtatott áramköri lapra a sávokat. Ennek megfelelően a shkatulka.lay fájl az archívumban van. Egyoldalas getinax fóliából 130x70 mm méretű tábla készül. A pályák oldalára minden SMD ellenállás és kondenzátor, LM4860M chip, IRU1117-33, a másikra pedig a mikrokontroller, SD kártya foglalat, elektrolit kondenzátorok, 7805 chip került. A nyomtatott áramkör rajza az alábbiakban látható:

A tábla maratásához a régi „vas módszert” és vas-kloridot használtam. Ezután az összes elemet felforrasztottam, a hangszórót, a bekapcsológombot és a tápellátást két 9 V-os elemről a táblán kívül hagytam. Sajnos akkor még nem volt kéznél fényképezőgép, és nem is ez volt a célom (a munkám megörökítése), így nincs lehetőségem bemutatni a kapott installációt, és a nem kivehető dobozt sem fogom szétszedni. Aztán meghagytam magamnak a lehetőséget, hogy csak elemet cseréljek és átírjam a pendrive-ot.

Dallamok rögzítése a dobozhoz

Az SD-kártyát FAT16-ra kell formázni. A doboz által lejátszani kívánt dallamokat elő kell készíteni. A dallamok száma összesen legfeljebb 100. A lejátszási idő 1 perc. Audio formátum – .wav PCM 16 kHz 8 bit monó. Nevezze el a fájlokat – „ring_00.wav”, „ring_01.wav” stb.

Az Archive.7z letöltése:

Töltelék a dobozhoz(5,8 MiB, 281 találat)

Hát ez az! Gyűjtse össze, indítsa el és élvezze!

P.S. Ne felejtsen el feliratkozni a hírlevélre (-> a jobb oldalsávon)!

Ehhez a következő anyagokra és eszközökre lesz szüksége

Fűrész szalag formájában a géphez;
- Csiszológép;
- Elektromos fúró
- Maró
- Cekovka
- Zene: (amit szeretsz).

Kiegészítő anyagok:

Játék fa xilofon;
- Famaradványok, lehetőleg gyümölcsfa vagy dió;
- Eszközök gumi és fa termékek ragasztására;
- Menetes csavarok a gipszkarton rögzítéséhez;
- Dübelrúd;
- A tengelyeknek megfelelő fém alátétek;
- Méhviasz narancsolajjal.

A lyukak fúrása előtt a henger felületét rúdba kell fordítani, egymás után rajzoljon vonalakat a teljes kerület mentén, és 4 vonalat merőlegesen. Szerelje be a dobot a keretbe, hogy könnyebb legyen meghatározni a középső tengelyt.

Itt szüksége lesz egy rétegelt lemezre. Számítógépes program segítségével fogaskerekeket készíteni, kinyomtatni, faanyagra ragasztani és gépen fűrésszel vágni. Ha az anyag váltakozó irányú szálakból készül, ez jó szilárdságot biztosít.

2. Készítsen kalapácsokat
A kalapácsokhoz faanyagra is szükség lesz, melynek hosszának meg kell egyeznie a xilofon hosszával.
Útmutatókat kell készíteni. Ehhez használja a fotó alatt található hivatkozást az Inkscape fájlhoz, nyomtassa ki és ragassza a vezetőkhöz. A bütykökhöz vegyen 3 mm-es nyír rétegelt lemezt a kalapácsokhoz és a tengelyekhez, használjon 1 cm széles cseresznyedarabokat.

Figyelem! A rejtett szöveg regisztráció vagy engedélyezés után lesz elérhető az oldalon.

3. Egyéb részletek
Szüksége lesz egy alapra, amely alátámasztja a hangszert, és gondoskodjon arról, hogy a hangok tisztán szólaljanak meg egy kalapácsdob segítségével, hogy megakadályozzák a pattogásukat. A meghajtáshoz készítsen kar fogantyút.

4. Kész zenés házi termék
Ügyeljen a méhviasz csodás hatására (lásd előtte és utána fotókat).

Érdekes dolgokra bukkantam az AliExpressről a lifehacker weboldalon. Mégpedig egy szerkezet egy zenedobozhoz. És kétszer gondolkodás nélkül megrendeltem magamnak ezt a kütyüt :)

Nagyon érdekelt ez a pozíció, mert gyerekkorom óta szerettem filmekben nézni, ahogy a karakterek dobozokból játszanak egy dallamot. Szeretem az ilyen dallamok hangszínét, a ritmusát és minden hasonlót.
Maga az ötlet rendkívül egyszerű. Bármilyen dobozt készíthet saját kezével, és helyezze be a mechanizmust, eredeti dolgot kap. De mivel rossz helyről nő a kezem, csak szeretem hallgatni ezt a dallamot külső díszítés nélkül. Itt egyébként a Castle in the Sky Theme Song szól. Nem tudom honnan való és ki a szerzője, de tetszik :)

Körülbelül egy hónapja érkezett meg a csomag. A határátlépés után leállította a követést. Nyilván a kínaiak egy normál sávkódon spóroltak. Na jó.


Normál zacskóba és vékony habszivacsba csomagolva. Nincs pattanás :(


Ígértek 4 csavart is, de csak 2 volt a csomagban, de ezek apróbb koccanások.
Méretek 5 cm x 4,5 x 2 Minden egy kereten van összekötve.


A hangokat különböző hosszúságú lemezek adják, amelyeket egy kis dob fog meg, bizonyos helyeken kiemelkedésekkel. A kínaiak szeretik, ha különböző dalokhoz ilyen dobok vannak, és érdekes lenne hangulattól függően áthangszerelni.


Mindent egy rugó hajt meg, amely speciális kulccsal van feltekerve. Nincs itt semmi extra nanotechnológiai :) Hogy simábban szólaljon meg a dallam, van egy fékezőgörgő.




Ha kézben tartja a mechanizmust, nagyon halk a hang, de az asztalon mindent tökéletesen hall.

Az eladó 500 ismétlést ígér, a jövőben meglátjuk, hogyan viselkedik ez a mechanizmus.