Xylophone MIDI automatisé : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Dans ce instructable, nous allons explorer comment tirer des solénoïdes à l'aide d'un Arduino Uno et de signaux MIDI. L'une des meilleures applications pour cela est de construire un xylophone automatisé. Bien qu'il ne s'agisse que d'un guide, le code Arduino et les schémas électriques seront fournis.

Avant d'essayer de vous attaquer à ce projet, vous devriez avoir:

• Compétences de base en menuiserie
• Compétences en soudure
• Une compréhension de la plate-forme Arduino
• Beaucoup de patience.

Les pièces et les matériaux peuvent être trouvés chez le fournisseur de votre choix, mais si vous êtes nouveau dans le monde de l'électronique, il est suggéré d'utiliser Adafruit pour acheter vos pièces.

Liste des pièces. (Remarque: Différentes variations dans le xylophone que vous achetez peuvent nécessiter des pièces supplémentaires et/ou différentes)

• Xylophone 16 touches
• Prise MIDI
• Arduino Uno R3
• Dév. Arduino. Protéger
• Extension I2C MCP23017
• Optocoupleur haute vitesse 6N136
• Mini solénoïdes 12V - x16
• 1N4007 Diode - x17
• Résistance 470 ohms - x2
• Résistance 1K ohm - x17
• Résistance de 10K ohms
• Transistor C1815 NPN
• Transistor Darlington C4811 ou transistor TIP120 - x16
• Broches et douilles d'en-tête
• 12V - Alimentation. (Les solénoïdes peuvent prendre pas mal de courant, je recommande une alimentation 10A)
• LED (Préférence de couleur de votre choix)
• Goujon de garde-robe 3/4 po - 6 pi
• Contreplaqué 3/4 pouces ou MDF
• Perfboard
• Cordon d'interface USB vers MIDI (en cas de contrôle depuis un PC)
• Vis taille 4mm m2 - x32
• rondelles plates m2 - x32
• Câble
• Diverses vis à bois

Liste des outils (Remarque: ce projet nécessite la fabrication du bois et des outils de travail du bois supplémentaires sont conseillés.)

• Fer à souder
• Pince à dénuder
• Tournevis.
• Pinces
• Pistolet à colle chaude
• Super colle
• Percer.
• Forets. (3/4 pouces bêche et bits pour trous pilotes)
• Outil de mesure (j'ai utilisé un bord droit.)
• Crayon.
• Scie sauteuse

Outils optionnels

• Outil de dessoudage (si vous débutez dans la soudure)
• Pince à épiler

Étape 1: Câblage du contrôleur Midi

La première étape consiste à assembler le contrôleur MIDI.

Pour cela, vous aurez besoin de:

• Prise MIDI
• Dév. Arduino. Protéger
• Extension I2C MCP23017
• Optocoupleur haute vitesse 6N136
• 1N4007 Diode - x1
• Résistance 470 ohms - x2
• Résistance 1K ohm - x1
• Résistance de 10K ohms
• Transistor C1815 NPN
• Broches et douilles d'en-tête
• LED
• Câble

Le circuit MIDI peut sembler intimidant pour les débutants, mais il est en fait assez simple. Si vous suivez le schéma fourni, vous ne devriez pas avoir de problèmes.

Le placement des composants sera critique. Il est facile de manquer de place assez rapidement, veuillez donc utiliser l'image fournie du contrôleur fini comme guide. Il existe plusieurs dispositions qui fonctionneront pour cette étape, donc si vous jouez avec le placement, vous pouvez trouver un moyen qui fonctionne mieux pour vous.

Tout partagera un terrain d'entente dans ce projet; ce qui sera important dans la prochaine étape.

Étant donné que nous travaillons avec une alimentation de 12 volts, des solénoïdes de 12 volts et que 12 volts sont dans la plage acceptable pour alimenter un Arduino, nous pouvons utiliser la même alimentation pour tout.

Si vous débutez dans la soudure, je vous suggère fortement de consulter le guide d'Adafruit sur la soudure et la pratique sur certains panneaux perforés avant de poursuivre ce projet.

De même, si vous débutez dans la lecture de schémas, ce serait le moment idéal pour faire quelques lectures sur les symboles et la polarité. All About Circuits est une merveilleuse ressource pour cela.

Étape 2: Câblage des circuits de solénoïde

Ensuite, nous allons passer au circuit du solénoïde.

Pour cette étape, vous aurez besoin de:

• 1 Diode 1N4007 - x16
• Résistance 1K ohm - x16
• Transistor Darlington ou transistor TIP120 - x16
• Broches et douilles d'en-tête
• Câble

Le circuit du solénoïde est beaucoup moins intimidant. Parce que ces circuits seront assez petits, c'est le bon moment pour utiliser des morceaux de carton perforé si vous en avez qui traînent. Vous devrez en créer 16. Dans l'exemple photo, 4 circuits par carte ont été réalisés et cela a parfaitement fonctionné.

N'oubliez pas de connecter les fils de masse de vos circuits de solénoïde au même plan de masse sur lequel se trouve votre Arduino.

Tout dans l'exemple est modulaire, donc des en-têtes et des sockets ont été utilisés pour rendre les tests plus pratiques. Cependant, si vous voulez économiser quelques dollars, vous pouvez souder les fils directement dans les cartes.

Les solénoïdes utilisés dans l'exemple sont livrés avec des connecteurs JST à 2 broches de l'usine. Alors qu'aucun port JST n'était pratique dans ma propre boîte à outils, certains connecteurs à angle droit aléatoires s'y sont bien couplés. Une autre bonne utilisation des matériaux de rebut.

Étape 3: Construire le cadre

La troisième et la plus importante étape du processus consiste à assembler le cadre.

Tu auras besoin de:

• Xylophone 16 touches Mini 12V
• Goujon de garde-robe 3/4 po - 6 pi
• Contreplaqué 3/4 pouces ou MDF
• Diverses vis à bois

Le cadre est la première zone où vous serez principalement seul. Il y a de fortes chances que vous n'ayez pas le même xylophone que j'ai utilisé et vos mesures seront différentes des miennes. Mais n'ayez crainte, je fournirai autant d'informations que possible sur le processus de conception.

J'ai d'abord pris les 3 mesures de mon xylophone:

• Hauteur
• Longueur
• Largeur du côté de l'octave basse (le point le plus large)

J'ai ensuite découpé un rectangle dans du contreplaqué; la longueur de votre rectangle doit correspondre à la largeur de votre xylophone. La hauteur devrait vous donner suffisamment d'espace pour soulever votre xylophone de plusieurs centimètres de la surface sur laquelle vous le placez. Cela devrait également donner à votre barre centrale suffisamment d'espace pour loger les solénoïdes et les circuits à transistors.

Après avoir coupé mes rectangles, j'ai coupé un des coins de chacun pour leur donner une belle forme. Cette étape est facultative mais si vous voulez faire le même repère d'où le début de l'angle serait au ras des touches de mon xylophone et coupé vers le haut au centre. Les deux côtés doivent être identiques.

J'ai serré les deux côtés ensemble et j'ai utilisé un foret de 3/4 pouce pour percer des trous qui me permettraient d'insérer mon goujon.

Après cela, j'ai coupé 2 autres morceaux de contreplaqué comme supports pour tenir le xylophone (semblable aux épingles d'étagère). La formule que j'ai utilisée pour dimensionner les supports est expliquée ci-dessous.

Dimensions de l'assistance:

• Support de xylophone 1 (Hauteur = 1 pouce, Longueur = Largeur du côté de l'octave basse du xylophone)
• Support de xylophone 2 (Hauteur = 1 pouce, Longueur = Largeur du côté de l'octave haute du xylophone)

J'ai collé et vissé les supports sur le cadre en m'assurant qu'ils maintiennent le niveau de mon xylophone. J'ai coupé ma cheville de placard en deux et poussé les 2 pièces dans leurs trous. J'ai vérifié l'ajustement de base de tout et l'ai collé ensemble. Une fois la colle séchée, j'ai coupé les morceaux supplémentaires de cheville de placard et les ai poncés à plat contre les côtés.

La barre centrale est la partie la plus délicate et la plus importante. Il doit être parfaitement droit et vous devrez laisser un espace presque parfait entre la barre centrale et les touches. Trop d'espace et vos solénoïdes n'entreront pas en contact, trop peu d'espace et votre xylophone ne sonnera pas correctement.

J'ai coupé la barre centrale pour qu'elle s'adapte parfaitement entre les deux côtés du xylophone. J'ai poncé, mesuré et répété cette étape jusqu'à ce que ma barre centrale soit aussi droite que possible. J'ai ensuite placé un magazine de 4 mm d'épaisseur directement sur les touches de mon xylophone et l'ai utilisé comme guide pour maintenir la barre centrale exactement là où elle devait être. J'ai utilisé 2 vis de chaque côté pour maintenir la barre centrale en place.

Félicitations, vous avez terminé avec le cadre !

Étape 4: Placement des solénoïdes

L'étape 4 consiste à fixer les solénoïdes à la barre centrale.

Tu auras besoin de:

• Mini solénoïdes 12v - x16
• Vis taille 4mm m2 - x32
• rondelles plates m2 - x32
• Diverses vis à bois
• Bâtons d'artisanat

La façon dont vous espacez vos solénoïdes dépend de votre xylophone. J'ai posé un bâtonnet sur autant de touches qu'il pouvait s'adapter et j'ai marqué les zones où mes solénoïdes tapaient au milieu de chaque touche de xylophone. L'espacement a fini par être de 4 solénoïdes par bâtonnet.

Les solénoïdes utilisés dans l'exemple ont été pré-taraudés pour des vis de taille M2. Une vis M2 de 4 mm avec une rondelle plate M2 fixait parfaitement le solénoïde au bâtonnet. J'ai pré-percé les trous pour les vis et solidement fixé les solénoïdes aux bâtons d'artisanat.

J'ai ensuite découpé quelques bâtonnets d'artisanat supplémentaires et les ai collés à l'arrière de mon arrangement de solénoïdes; cela a fait deux choses. Tout d'abord, il a suffisamment espacé la disposition des solénoïdes de la barre centrale pour que les têtes de vis M2 installées à l'arrière des solénoïdes ne reposent pas contre la poutre centrale. Deuxièmement, cela a donné à la disposition du solénoïde une connexion plus solide en fournissant plus de matériau à visser.

Pour attacher l'arrangement à la poutre centrale, j'ai laissé l'espacement à main levée en alignant l'arrangement du solénoïde à l'endroit où je pensais qu'il devrait être; enfoncé manuellement sur les pistons de mon solénoïde pour être sûr qu'ils frapperaient tous les touches du xylophone de manière uniforme; puis utilisé de petites vis à bois pour le fixer à la barre centrale.

Étape 5: Codage de l'Arduino et compréhension du MIDI

Pour programmer l'Arduino, vous devrez installer le dernier IDE Arduino et apprendre à effectuer certaines opérations de base, telles que télécharger sur votre Arduino et installer des bibliothèques. Il existe de nombreux guides sur Internet sur la façon de procéder et le processus ne rentre pas dans le cadre de cette version.

Une fois que vous êtes à l'aise avec l'IDE Arduino, vous aurez besoin des bibliothèques suivantes.

• Bibliothèque MIDI Arduino
• Bibliothèque Adafruit MCP23017

Après avoir installé ces bibliothèques, téléchargez le code à partir de cette instructable et copiez-collez dans l'IDE Arduino.

Sans attacher la carte MIDI que vous avez créée, téléchargez le code sur l'Arduino. Une fois le code téléchargé, branchez le tout, appuyez sur le bouton de réinitialisation de l'Arduino et vérifiez que tout fonctionne comme il se doit.

REMARQUE*

Différents xylophones ont des arrangements de notes différents, donc le code exact que j'ai écrit pourrait ne pas fonctionner correctement pour votre xylophone. Mais c'est une solution facile. Reportez-vous à ce tableau de notes MIDI et modifiez le numéro de note dans le code Arduino pour qu'il corresponde aux notes de votre xylophone.

Pour référence, les notes que j'ai prédéfinies sont les suivantes:

• 79 – G
• 77 – F
• 76 – E
• 74-D
• 72-C
• 71-B
• 69 – Un
• 67-G
• 65 – F
• 64 – E
• 62-D
• 60 – C -- Milieu C
• 59 – B
• 57 - Un
• 55-G
• 53 – F

Étape 6: Le programme musical

Le programme que vous voyez dans la vidéo est Guitar Pro 6. Ce n'est pas très cher, mais il est facile à utiliser et peut sortir le MIDI exactement comme je le veux. Une autre fonctionnalité intéressante de GP6 est que vous pouvez ajouter du staccato à une piste entière, ce qui aide le xylophone à mieux sonner en relâchant les notes prématurément.

Le prochain détail important est que mon xylophone n'est que de 2 octaves de notes naturelles; ce qui signifie qu'il ne peut pas jouer les dièses ou les bémols.

Si vous avez construit ce projet, n'hésitez pas à télécharger le thème Tetris que j'ai inclus sur cette page.