這個小盒子能夠讓你在幾小時裡專注於編寫自己的樂曲。你能夠改變曲子的節奏,在五聲音階和布魯斯風格之間切換,又或者演奏出多種多樣的打擊樂。燒寫一個不同的程式它就會自行編寫自己的樂曲旋律(糖果音樂盒),或者同時奏響一打樂器(糖果盒曲調器)。
另外一個很酷的功能是不需要電源開關,它在需要的時候會自行休眠。不說那些偉大的音樂家,即使我們這樣沒有絲毫音樂天才的人也可以用它作出聽起來很不錯的樂曲。
看看演示視訊,然後聽聽示例MP3來了解這個小小的裝置到底能做到些什麼。
演示視訊:
例項MP3:
3 (220 KB)
3 (295 KB)
3 (260 KB)
3 (189 KB)
3 (170 KB)
3 (120 KB)
BeatBox 3 (990 KB)
3 (247 KB)
3 (228 KB)
3 (237 KB)
2 零件和工具零件:
○ 一個PICAxe 08M 微控制器○ 兩個10K電阻(1/4或1/8w功率)○ 1個330歐電阻○ 1個22K電阻○ 1個560K電阻○ 1個紅色LED○ 1個10K線性雙路滑動電位器(60mm長)○ 2個1N4148或類似的小型二極體○ 1個0.1uF的電容(10V以上)○ 1個28毫米x4毫米緊湊型壓電揚聲器○ 1個PX28A 6V電池(4LR44 PX28A A544 L1325都行)○ 1個立體聲3.5mm的插孔○ 1個插頭(2.5或3.5mm,單聲道或立體聲不限)○ 1塊麵包板(至少有22×12個通孔,我用的是長條狀銅箔的)○ 1個彈簧(可以從自動筆裡拆出)○ 1盒TicTacs糖○ 連線導線○ 裝飾物工具:
● 基本的工作用品● 焊接裝置零件大多從網上購買。自行給微控制器程式設計的話,你需要:
程式編輯器
購買晶片和程式設計器
如果手頭有程式設計器(這意味著你是個有經驗的微控制器玩家),那麼這個專案剩下的部分都很簡單。
3 製作電路板用美工刀裁切電路板,然後用鉗子小心地折斷。我不小心弄斷了電路板的一條“腿”,所以後來用銅引腳代替它連到電池上。
參考實物圖,可以用剷刀,5mm鑽頭或者美工刀刻斷不需要的銅帶。確保切斷處沒有不必要的連線。
先安排程式設計座和連線線,最後再放上電阻,二極體和晶片。一般來說我會用IC插座,但是這裡空間不夠。剪掉背後高出的引腳減小電路板的高度,這個很重要!焊接整合塊的時候要小心,儘量快速焊接,充分冷卻晶片。
為了安裝壓電揚聲器從IC插座上拆了兩個銅引腳,但事實上能焊的硬線都可以。兩個長約8mm的引腳焊完之後在上面套上彈簧。如果長度合適,當你把壓電揚聲器和電路分別裝在盒子上再蓋好,兩者剛好能夠接觸上。
用粗銅線代替電路板缺損的那一塊連線到電池的負極,要讓它能穩固地夾住電池。焊接電池的時候穩準狠,以免電池過熱。電池的正極線暫時可以不連到電路板上。
4 製作鍵盤鍵盤用了個10千歐的雙路線性滑動電位器,就是常在混音臺上看到的那種的微型版。它和普通的電位器原理一樣,只是阻值變化是線性的。
首先掰開8個固定腳,然後拆出可變電阻元件。仔細看第三張圖,注意元件上的兩條黑斜線,這標誌著電阻區的開始和結束。切掉6個引腳,然後小心地打磨平整電阻板背面的六個洞。這個面稍後會用來膠接。小心點,這東西不算堅固,並且電阻區域很容易被劃傷。
如圖所示,將細導線穿過電路板上的孔然後焊接好。圖片中的黃線連線到電源正極,藍色到電源負極。在電源正極一端堆一個錫塊,這裡用作控制節奏的觸點。
3.5mm插頭裡實際上只用了頂部的觸點,所以無論是單聲道,立體聲還是2.5mm的插頭都能用。用比較柔軟的線焊接到中間插頭,然後用段熱縮管固定。
5 總體組裝要確定傳聲孔的位置,將彈簧套在接線柱上然後放上揚聲器。輕輕按住然後整體組裝進盒子然後蓋上,標記揚聲器發聲孔的位置,取出電路之後再上面鑽一個小孔。電烙鐵適合用來修正孔邊。記得在盒子上開一個洞穿插頭線,然後在盒子的底部為鍵盤線也開一個洞。將插頭和鍵盤線穿進盒裡,剪短,然後焊在電路板上。臨時把電池的正極接上,電路就可以工作了!
安放好揚聲器,最後再測試一下。用一個小鋼絲鉤固定鍵盤線以免和電池的位置衝突。用一點膠粘劑把電阻板和塑料盒粘起來,拿點東西蓋上然後等5分鐘。
我是個左撇子所以做的東西適合用左手的人。對於適合右手使用的版本,需要把電阻板佈置到面板下方然後在演奏的時候反過來用。
絕緣膠帶對製作很重要,它沿框繞一圈,正好截止在電阻部分的斜線末端。然後在之前做的焊錫點附近挖去膠帶露出焊錫點,這裡是用來開啟節奏器並控制拍子和音階的控制按鈕。
最後用自選的風格裝飾盒子並用烙鐵尖修整揚聲器孔。我用紫色的聚乙烯全息膠帶做了未來風格又帶點70年代紫色復古感覺的包裝(也因為店鋪裡這種膠帶最便宜)。
6 電路圖空間在這裡非常重要,所以用一個小型的6V電池通過二極體降壓1.2V到4.8V給額定5V的微控制器供電。
如果想要線上重新程式設計,就需要R1,R2和程式設計介面。C1濾波電容可以濾去數位電路的噪聲。R3用來在沒有輸入時將輸入引腳下拉到地。電阻區末端的錫堆則用來定義高電平。我用的是個廣視角紅色LED,如果用藍色或者白色的LED需要把R5減小到150歐。
節拍器的工作電流大約1mA,休眠時只有200uA,所以電池可以用很長一段時間。
ExpressSCH電路圖編輯軟體
檔案下載:((595x842) 9 KB)
7 微處理器和程式碼看起來小,但是功能強大!糖果盒節拍器上電以後處於休眠模式,每4秒鐘檢測一次模數轉換器的輸入,讀數為255時喚醒。插頭沒有接觸電阻條時輸入端由電阻下拉到地。之後它通過ADC讀出插頭頂端的電壓,讀數在0~255之間。錫點是電源正極,讀數為255。
喚醒以後,額外的255個脈衝週期用來輸入拍子速度,這時候每碰觸一下LED就閃爍一次,拍子速度加1。當拍子速度計數到8時重置為1,切換音階並以LED長亮作為標誌。PICAXE只能產生相同時值的音符,所以需要控制拍子速度。電阻區域線性排列,最遠端AD轉換出的讀數值是127。這個讀數在軟體中是上鍵盤和下鍵盤的分割線。然後分為18個音符和8個打擊樂敲擊區域。ADC讀數為0(表明探頭沒有接觸電阻區)時不發聲。
打擊樂聲由PicAxe的SOUND命令產生,音符則使用TUNE命令。一個看門狗電路在奏出每個音符時重置,如果超出20秒沒有演奏那麼系統自動休眠。
糖果盒曲調器給這個盒子增加了更多的音階,但是去掉了打擊樂。它和糖果音調器用一樣的方法開啟,然後通過控制觸點選擇拍子速度和音階。更改拍子速度的時候LED會閃爍,並且新曲調載入的時候會“嗶”一聲。有下面這些音階:
(1)小調五聲音階(2)布魯斯(3)匈牙利風(4)阿拉伯風(5)希加茲(6)半音音階糖果音樂盒是一個自由執行的節拍發生器。開機以後在頂部的電阻區域隨便碰幾次,然後就會在2到5個拍子之後產生隨機的節奏。它還能混合兩套設定(在相同的拍子速度和節奏下)來製造更多的變化。每次開機它都會產生新的曲調。每次設定完畢LED會隨拍子閃爍,然後在每個小節之間閃一下。再次觸碰頂部的電阻區可以關機。
檔案下載Tic Tac Tunes_ (32 KB)
TicTacScales_ (23 KB)
TicTacBeatBox_ (27 KB)
TicTacTunes_ (2 KB)
TicTacScales_ (1 KB)
TicTacBeatBox_ (3 KB)
(9 KB)
8 相關音樂知識PICAXE可以產生跨三個八度的音調,在完整的半音音階(高音和半音基調)裡是36個音符。由於波形合成和人體感覺的原因,一些音符相鄰的時候音樂會變的不和諧。
世界各處有多種音符的搭配,它們被稱為音階。其中有些不使用全部的音符,五聲音階就是這樣。我選擇了只包括A C D E G的小調五聲音階。
布魯斯音階有些相似,但通常要用6到7個音符。它們組合起來是和諧的,但會給出一些具有緊張感的合音。我用的音符是C Db E Gb Ab Bb。
理論上半音音階足以演奏出好曲子,但是在這個糖果音樂盒的鍵盤上沒有音符的位置標記,所以奏出正確的音符有些困難。可以在盒蓋上打標記,但是自動選擇合理的音調會比我自己演奏好些。即興與和諧之間的平衡是這個小樂器的要點之一。