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有的人感受到了雨,有的人卻只是被淋濕了

2020/10/22
150
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近期,看到網(wǎng)上一位羅馬尼亞首都布加勒斯特的小姐姐, Alexandra Covor 在 HACKADAY.IO 上發(fā)布的一款她自行設(shè)計(jì)制作的電子小提琴的作品,小巧婉約,仿佛是一首流淌自少女心田的曼妙樂曲。

  • Alexandra Covor:
    https://hackaday.io/Alexandra182

▲ Alexandra Covor 和她的指尖小提琴

她執(zhí)意制作這個(gè)迷你小提琴的打算已經(jīng)有一段是時(shí)間了,通過這個(gè)充滿樂趣的制作過程是她體驗(yàn)了構(gòu)建自己單片機(jī)開發(fā)板的完整過程。

正因?yàn)樽约河辛耸斋@,所以也通過 ATtiny85 Mini PCBVoilin 網(wǎng)文將制作全過程記錄下來,分享了所有相關(guān)硬件軟件設(shè)計(jì)文件。相關(guān)的設(shè)計(jì)文件可以從 Github 代碼倉庫 中下載。

  • ATtiny85 Mini PCBVoilin:
    https://hackaday.io/project/175450-attiny85-mini-pcb-violinGithub 代碼倉庫:
    https://github.com/Alexandra182/mini-violin

▲ 手中的小提琴

小提琴的原理很簡單,下面是它的原理圖。核心是一款 ATMEL 的 8pin 微型單片機(jī)。外圍配有壓電陶瓷揚(yáng)聲器、三極管和 LED、按鈕、電池接口、阻容器件以及程序下載接口。

▲ 小提琴的電路原理圖

關(guān)于單片機(jī)選擇,Alexandra 首先考慮到它需要有 PWM 接口,可以直接驅(qū)動壓電陶瓷發(fā)聲,此外還需要有驅(qū)動 LED 閃爍和按鈕讀入的 IO 口。在滿足這些最基本要求的情況下,單片機(jī)越小越好。她于是選擇了 ATtiny85,并選擇了 MLF-20 的封裝形式(這種 QNF 封裝形式會讓很大一部分電子初學(xué)者望而卻步的)。

這款單片機(jī)可以在 3.7V 鋰聚合物電池電壓下工作。

▲ 閃爍著迷人光芒的小提琴

還是女孩子心細(xì),為了不使得這款迷你小提琴徒有虛名,她還利用單片機(jī)的模擬口來讀取琴弦震動信號以觸發(fā)音樂的演奏。

真正賦予這個(gè)電子作品藝術(shù)氣息的元素來自于造型獨(dú)特的 PCB 板。Alexandra 使用 Eagle PCB 軟件設(shè)計(jì)了 PCB 引線,并用 SVG to Eagle Converter 工具來繪制 PCB 的小提琴外形。

  • SVG to Eagle Converter:
    https://gfwilliams.github.io/svgtoeagle/

▲ 特殊造型的 PCB 版圖

在 PCB 的 Top 和 Restrict 層將 PCB 上的銅層和阻焊層去掉,半透明的 PCB 基材可以將后面 LED 的藍(lán)色或者橙色朦朧的光芒從前面透出,樂器呈現(xiàn)出玲瓏剔透的感覺。

選擇黑色阻焊器可以增加作品的質(zhì)感。但下訂單制作 PCB 時(shí),不要忘了讓 PCB 廠家將制作日期絲印文字去掉,否則它們會毀了你的所有心情。

只可惜 90mA 時(shí)的鋰電池相對于這個(gè)吉他來講實(shí)在是太大了,及時(shí)將它涂成黑色和無法隱藏在小提琴電路板后面。只好將它通過引線連接到小板上,對于藝術(shù)電子作品此處略顯敗筆。

▲ 小提琴的背面和鋰電池

還好,其它的元器件的外觀(MCU,蜂鳴器,三極管)封裝都是黑色,與電路板的顏色融為一體。Covor 甚至將 LED 都使用黑色熱溶膠進(jìn)行固封,使得光芒只能從前面看到。

如果是一個(gè)男生制作這個(gè)作品,估計(jì)這些細(xì)節(jié)考慮不到。

▲ 裝在塑料盒中的三把黑色迷你電子吉他

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這可不是一個(gè)中看不中用的小提琴。它根據(jù)按下按鈕的時(shí)間長短,程序會在 4 個(gè)功能之間切換:

  • 彈奏《歡樂頌》(如果按下按鈕不到 1 秒)彈奏《綠袖子》(如果按下按鈕在 1 秒 -2 秒之間)播放哈利波特主題曲(如果按下按鈕的時(shí)間 2 秒 -3 秒之間)freestyle(如果按鈕被按下的時(shí)間 3 秒 -4 秒之間)

freestyle 功能從連接到琴弦的針腳上讀取模擬值,并將其映射到頻率范圍內(nèi),所以當(dāng)琴弦被導(dǎo)電的東西觸碰時(shí),就會彈出一個(gè)音符。

▲ 不知道是你裝點(diǎn)了風(fēng)景?還是風(fēng)景裝點(diǎn)了你

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對于這個(gè)精致的項(xiàng)目,Alexrandra Covor 還準(zhǔn)備進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn):

  • 我應(yīng)該在 PCB 上加一個(gè) LiPo 充電電路,因?yàn)楝F(xiàn)在我必須給電池單獨(dú)充電,不是很方便?,F(xiàn)在,編程墊被放置在單片機(jī)的周圍,所以我不能用 pogo pins 來編程,我在上面焊了一些線來代替。在下一次的迭代中,我應(yīng)該把它們都放在彼此靠近的地方,間距相等。

▲ 演奏藍(lán)調(diào)音樂的吉他

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公眾號TsinghuaJoking主筆。清華大學(xué)自動化系教師,研究興趣范圍包括自動控制、智能信息處理、嵌入式電子系統(tǒng)等。全國大學(xué)生智能汽車競賽秘書處主任,技術(shù)組組長,網(wǎng)稱“卓大大”。