Uma fantasia sobre o tema estilofone: 7 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Decidi fazer um brinquedo musical eletrônico como presente de Natal para meu filho pequeno. Naveguei na web em busca de inspiração e encontrei o Stylophone, um dispositivo no qual baseei meu próprio design. Na verdade, substituí as teclas curtas do estilofone por longas, criando assim uma espécie de bloco de escrita. Na verdade, você pode escrever caracteres e até palavras neste bloco, e cada personagem terá seu próprio "retrato sonoro". Acho que seria útil para crianças que aprendem a escrever, tornando o processo de aprendizagem divertido.

Este artigo também foi publicado hoje (21 de fevereiro de 2019) na Nuts and Volts, uma revista para amadores de eletrônica prática.

Etapa 1: Circuito

O circuito é basicamente um oscilador astável construído com um

IC 555; você pode encontrar uma descrição de como esse circuito funciona, por exemplo, em www.electronics-tutorials.com. A frequência das oscilações depende dos valores de R1, R2 e C1 e é calculada como:

(1) f = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C1

Portanto, se você quiser alterar a frequência, deve alterar R ou C. Ao tocar um estilofone, você altera R2 para alterar a frequência do som. Eu transformei a fórmula (1) para separar R2:

(2) R2 = 1/2 * {1,44 / (f * C1) - R1}

O alcance do meu dispositivo inclui 12 notas - de C6 (escolhida à vontade) a C5 # / D5b; a razão para isso é puramente geométrica - usei uma caixa de madeira disponível (198 x 98 x 31 mm) como caixa para o dispositivo e faixas de alumínio disponíveis com 7 mm de largura; portanto, cabem apenas 12 chaves na largura da caixa.

C # 5 / Db5 554,37

D5 587,33

D # 5 / Eb5 622,25

E5 659,25

F5 698,46

F # 5 / Gb5 739,99

G5 783,99

G # 5 / Ab5 830,61

A5 880,00

A # 5 / Bb5 932,33

B5 987,77

C6 1046,50

Uma tabela completa pode ser encontrada aqui:

Vamos tomar R1 = 10 kΩ e C1 = 100 nF, então R2 para a frequência de C6 (1046,50 Hz) calculada com a fórmula (2) é 1876 ohm (arredondado para o número inteiro). Os valores para outras frequências podem ser calculados da mesma maneira; quanto menor a frequência, maior o valor de R2. Vamos adicionar uma série de resistores (R3, R4, etc.) a R2; então, quando você toca o ponto ‘Chave1’ com a caneta, é (R2 + R3) que está conectado ao circuito; quando você toca o ponto ‘Key2’, você conecta (R2 + R3 + R4) e assim por diante. Assim, o valor de R3 é calculado como:

(3) R3 = 1/2 * {1,44 / (f (B5) * C1) - R1} - R2, onde f (B5) - é a frequência correspondente à nota B5

Os demais valores são calculados da mesma forma, são indicados na lista de materiais. Se precisar calcular novos valores, você pode usar uma calculadora online, por exemplo, uma deste site: www.ohmslawcalculator.com. Os valores dos resistores não sendo padrão, é necessário combinar um valor exigido dos padrões; entretanto, você pode substituir os resistores permanentes por trimmers e estabelecer os valores necessários usando um ohmímetro.

O circuito é montado em uma placa perfurada, as conexões são feitas com fios flexíveis. Sugiro posicionar os componentes na placa exatamente como estão posicionados no diagrama de circuito.

Etapa 2: Lista de materiais

IC1 = NE555

R1 = 10 kΩ, R2 = 1876Ω, R3 = 411Ω, R4 = 438Ω, R5 = 456Ω, R6 = 482Ω, R7 = 520Ω, R8 = 546Ω, R9 = 570Ω, R10 = 626Ω, R11 = 650Ω, R12 = 690Ω, R13 = 730Ω; todos os resistores têm classificação de potência de 0,125 W

C1 = 100 nF, cerâmica; C2 = 10 mF x 10V, eletrolítico

LS1 - um alto-falante com impedância de 8 ohm.

SW1 - um botão deslizante em miniatura

B1 = 4 baterias de 1,5 V tipo AA

Etapa 3: Arranjo Físico

Você vê o exterior e o interior do dispositivo nas fotos; você é livre para escolher sua própria maneira de posicionar os componentes na caixa.

Etapa 4: Chaves

Fiz com uma tira de alumínio com seção transversal de 7x1mm. Uma fina camada de óxido de alumínio que é formada na superfície das teclas as protege de oxidação, mas não impede o contato elétrico entre as teclas e a caneta. As fotos mostram o desenho de uma chave e também explicam como prender os fios às chaves e fixá-las na caixa. É importante que os lados laterais das teclas não tenham chanfros, caso contrário, a caneta não se moveria suavemente na superfície.

Etapa 5: caneta

Eu fiz a stylus com uma caneta esferográfica que finalizou seu serviço. O contato que toca as chaves é, na verdade, um pino de um plugue elétrico; Soldei um fio flexível nele, coloquei o pino na caneta e preenchi o espaço ao redor do pino com uma resina transparente. Existe um requisito: a extremidade do pino deve ser meio redonda e ter uma superfície lisa, é necessário evitar arranhar as chaves.

Etapa 6: Instrumentos e ferramentas

Você certamente precisará de um ohmímetro, se usar trimmers para estabelecer os valores necessários de R3, R4, etc.; se você deseja obter notas exatas, pode usar um Kamerton para ajustar o dispositivo. Um ferro de solda e um cortador de fio serão necessários para montar o circuito; uma pequena serra, uma furadeira e um arquivo - para fazer as chaves. No entanto, a escolha de outras ferramentas depende principalmente do gabinete que você fará para o seu dispositivo; Não excluo que alguém iria imprimi-lo em 3D.

Etapa 7: Vídeo

Este vídeo mostra como criar um 'retrato sonoro' de um personagem.