Govorit ćemo o uređaju koji je vrlo jednostavan za izradu (čak i za elektroničara početnika amatera), ali u isto vrijeme iznimno zanimljiv i koristan - elektronička "glazbena kutija". Također, kao primjer, pokazat ću i reći o jednoj od mogućih inkarnacija i primjena ovog uređaja - o posljednjem poklonu mojoj djevojci napravljenoj na njegovoj osnovi.

Povijest stvaranja

Sve je počelo davno, prije nekoliko godina, kada sam djevojci želio pokloniti neki zanimljiv, originalan i nezaboravan poklon za rođendan. I naravno vlastitim rukama. Do praznika je ostalo vrlo malo vremena, dva dana, tijekom kojih je trebalo nešto smisliti i, zapravo, provesti. Dan je prošao u razmišljanju - u glavi mi se vrtjelo na stotine različitih opcija, od raznoraznih LED “bljeskalica” - srca, do raznih elektro-mehaničkih rukotvorina. Ali sve to nije bilo u redu: ili previše jednostavno i utucano, ili obrnuto, prilično komplicirano (a nema vremena!). Odjednom mi je na pamet pala jednostavna, ali divna, kako se kasnije pokazalo, ideja: zašto ne napraviti glazbenu razglednicu? I to ne jednostavno, ali s "čipom", s originalnom melodijom. Štoviše, imali smo “svoju pjesmu”, pod kojom smo se upoznavali i koja je u nama probudila svakakve ugodne romantične uspomene i doživljaje.
Tako je rođena prva verzija "glazbene kutije", praotac, da tako kažemo. Vrlo jednostavno, na brzinu sastavljeno od PIC12F675, piezo zvučnika, fotodiode, para otpornika, trovoltnog elementa 2016 i upakirano u razglednicu nacrtanu u Photoshopu. Kao rezultat toga, ova je razglednica uspjela, kada se otvori (i svjetlo pogodi fotodiodu), registrirati istu melodiju s pravokutnikom. To je to, jednostavno i nekomplicirano.
Ali ideja se pokazala iznimno uspješnom, višestruko više nego što sam očekivao. Naknadno sam napravio još nekoliko ovakvih jednostavnih razglednica na zahtjev mojih prijatelja, za njihove druge polovice. I u svakom slučaju, takav dar je izazvao puno emocija kako kod samih primatelja tako i kod njihovih roditelja, djevojaka i poznanika :)
Prošlo je dosta vremena, sve se zavrtjelo, projekt je zaboravljen. Ali dogodilo se da sam se opet sjetio glazbene kutije. Ovaj put je to trebao biti poklon za 8. mart. U to sam vrijeme aktivno proučavao Atmel mikrokontrolere, posebno se igrao s ATtiny45 i odlučio poboljšati glazbeni modul za to. Štoviše, ovaj put je bilo puno vremena. Tu je sve počelo.
Tražeći razne informacije na internetu, naišao sam na stranicu gospodina Chana, nadaleko poznatog u uskim krugovima. Točnije, na jednom od njegovih dizajna, minijaturnom sintisajzeru, baš na mom omiljenom MK :) Prije nekog vremena skoro sam završio četverokanalni sintisajzer na PIC18, ali, nažalost, uništio sam postignuća u svom srcu (što sam kasnije požalio više od jednom). A Chanov dizajn bio je prilično samodostatan i potpun. Ostalo je dodati samo "okidač" i krenuti!
Malo sam doradio šifru i mehanizam za okidanje je bio spreman. No tada je sve ispalo nešto manje ružičasto. Glavni problem s dizajnom bio je taj što je zvučao pretiho. Koliko god sam pokušavao, s direktnim pogonom zvučnika s MK pinova, ispalo je tiho i to je to! Kao rezultat toga, donesena je čvrsta odluka da se doda pojačalo snage. Izbor je pao na LM4900, koji je tada bio dostupan u Terraelectronicsu. Opet, morao sam napraviti još neke promjene koda gospodina Chana kako bi sintisajzer ispravno radio s vanjskim pojačalom - napraviti kontrolu nogu za uštedu energije tako da pojačalo ne troši bateriju dok je u mirovanju i rekonfigurirati PWM na ispravan izlaz signala s jednog pina. Nakon ovih promjena, prototip je radio savršeno. Zatim sam nacrtao prvu verziju ploče (u koju se, kako se kasnije pokazalo, uvukao dovratnik :) i sastavio glazbenu kutiju na ljudski način. Dalje, sve je na utabanoj stazi - razglednica iz kućne radinosti, montaža modula i dostava donacije.
Naravno, ovaj uređaj je bio nekoliko glava viši od prethodnih - vrlo realističan zvuk "prave" kutije i polifonija su se osjetili :) Poklon je, kao i prethodnih puta, davno izazvao senzaciju. A prikupio sam i desetak ovih modula za svoje prijatelje.

Sada o samom uređaju

Počnimo s dijagramom, vrlo je jednostavan:

Princip rada sklopa

Isprintana matična ploča

Softverski dio

Malo o sintezi zvuka

Možete pročitati o metodi sinteze korištenoj u uređaju u izvorniku od g. Chana. Također možete guglati "wavetable synthesis". Ako ne govorite jezik, ukratko, memorija MK-a pohranjuje zvuk uzorak(jedan zvuk), tzv. "valoviti stol", koji je u našem najjednostavnijem slučaju uvjetno podijeljen na dva logična dijela, koji u općem obliku "omotnica" - napad, početak svakog novog zvuka i "održati", brzina zatvarača, fragment koji se neprestano vrti kroz zvuk note. Ima li još "propadanje", "tune-in", dio koji zvuči nakon uklanjanja note. Proveli smo to jednostavno postupnim slabljenjem zvuka “sustaina”.MK ima timer koji uzrokuje prekid na određenoj frekvenciji, gdje se u skladu s trenutnom pozicijom na “omotnici” i visinom note željeni vrijednost se odabire iz memorije uzoraka. Štoviše, na ovaj način možete sintetizirati nekoliko kanala (odnosno nota) odjednom, sve ovisi samo o procesorskoj snazi ​​MK i frekvenciji uzorkovanja (kvaliteta zvuka) .Tada se te vrijednosti miješaju i šalju "na izlaz" (u našem slučaju, u PWM kontrolni registar). Sva ta sramota, kao što sam već spomenuo, naziva se "Sinteza valne tablice" ili "Sinteza tabličnog vala" ”.

Usput, kao što sam tada bio upitan (iz nekog razloga nisam uopće razmišljao o tome), na Internetu postoji mnogo resursa u kojima možete dobiti gotove midi sa željenim melodijama. Trebat će ih samo malo modificirati za korištenje u mom pretvaraču. A neke možda čak i ne treba mijenjati.

Što bi još moglo biti potrebno?

Primjena

Evo par fotografija prototipa:

I video rad. Na spotu svira kompozicija “Tenderness” koju sam ja aranžirao za box, a koja je u arhivi kao izvor (tipkano u Sibeliusu) i midi, te gotova generirana partitura:

Kao i obično, moj vječni problem s normalnim zvukom u videu se osjeti. Tisuću isprika. Ako ste zainteresirani za slušanje kako konstrukcija zvuči u normalnoj kvaliteti, možete preuzeti empetrishku odavde.
Ovo je samo jedna od mogućih primjena dizajna. Kako ćete koristiti svoj modul ovisit će o vašoj mašti ;)
Ostaje mi samo da vam poželim uspjeh u ovom teškom kreativnom pothvatu.
Poklonite radost svojim najdražima!

Odricanje odgovornosti i hvala :)

p.s. Ovo je moj prvi post ovdje, pa vas molim da ne udarate prejako ako sam u nečemu ili na neki način u krivu.
P.P.S. Već sam objavio ovaj materijal djelomično iu fragmentiranom obliku u svom LiveJournalu, više za sebe, kako bih primijetio neke točke i ostavio podsjetnik, ali budući da se uređaj pokazao vrlo zanimljivim i uspješnim, i već postoji nekoliko modifikacija ovog uređaji u gotovo nekoliko desetaka inkarnacija s više nego ispunili (i nastavljaju ispunjavati) svoju misiju - oduševljavaju uši i oči djevojaka - onda sam vam odlučio reći o tome.
P.P.P.S. Također, za priču o sljedećem uređaju ovdje, na Habréu, prijatelj me dugo bodrio, a sada sam konačno smogao snage, izbacio materijal i odlučio napisati ovaj post, na čemu veliko hvala Longu !

U glazbenoj kutiji, gotovo na samom dnu, tiho spavaju trenuci prošlih dana. Nekoć popularni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni modni dodaci. Tako je moglo biti i dalje, da dizajneri nisu odlučili oživjeti glazbenu kutiju, učinivši je pravim luksuznim predmetom. Razgovarajmo o najsjajnijim primjercima u našoj recenziji.

Počevši od studenog, svi ekrani u zemlji ispunjeni su veselim Djedom Mrazom s bocom Coca-Cole u rukama. Iz godine u godinu oglašavanje se praktički ne mijenja, pa glavni lik postaje gotovo familijaran, a u supermarketu ruka sama poseže za gaziranim pićem. Sada je migrirao na poklopac glazbene kutije. Takav Djed Mraz, naravno, neće donijeti Coca-Colu, ali će vas obradovati glazbom.

Glavna stvar je krov nad glavom. Kako se pokazalo, ova istina je relevantna ne samo za ljude, već i za glazbene kutije.

Ova glazbena kutija izrađuje se po narudžbi. Dizajner ne samo da odabire melodiju koja se sviđa klijentu, već i stvara figurice-portrete rođendana ili članova obitelji kupca.

Starinska stilizirana glazbena kutija u obliku medaljona. Dizajneri kažu da jedan takav poklon može osvojiti srce djevojke.

Ako je kapriciozni šarmer ostao ravnodušan na raspjevano srce, možete joj pokušati pokloniti glazbenu kutiju u obliku vrtuljka. Ali prvo biste trebali pitati: voli li djevojka glazbu ili je to najbolji dar za nju u odjelu nakita.

Kakav je napredak postignut! Proizvođači su osmislili glazbenu kutiju za Ipad. Da biste to proveli u djelo, morate preuzeti posebnu aplikaciju na svoj iPad i možete uživati ​​u melodijama.

Glazbena kutija stvorena posebno za godišnjicu Beatlesa. No, naslovnica proizvoda vrlo rječito govori o tome. Što se tiče repertoara kutije, on se sastoji isključivo od pjesama legendarnog benda.

Djeca će sigurno voljeti ovu kutiju. Dizajneri povremeno mijenjaju glavne likove kutije. Jedna stvar ostaje nepromijenjena - priroda proizvoda.

Glazbena kutija za one koji pišu glazbu. Stvorite melodije, popravite ih na posebnoj kartici i uživajte u rezultatu.

Dizajneri nude da sami napravite takvu kutiju s pjesmama: obojite je u svoju omiljenu boju, dodajte razne figure, natpise i poklonite je dragoj osobi. Uostalom, najbolji darovi, kao što znate, izrađuju se ručno. Ako ne možete sami napraviti glazbenu kutiju, možete je pokloniti rođendanskoj osobi. Siguran sam da će se svima svidjeti ovaj dar.

Naša mala princeza, moja voljena nećakinja, bliži se svom prvom rođendanu u životu. Za rođendan njezine mame (moje mlađe sestre) u veljači, djeca su razbila omiljenu glazbenu igračku naše bebe, staklenu kuglu plišanih medvjedića. I nisam dopustio da se iz toga izbaci glazbeni mehanizam s očekivanjem da ću nešto smisliti. I tako sam odlučila napraviti kutiju. Djevojke vole kutije. I sama sam djevojčica i znam :) Dok je naša Sonechka mala, mama će skupljati dragocjeno blago djevojčica u obliku perlica, prstenja i narukvica.
Jedan od mojih hobija su ručno rađene kutije, a za dugo vremena koliko se time bavim nakupilo se već dosta raznoraznih materijala.
Tako. Trebamo limenku za kekse ili slatkiše. Možete kupiti i samo limenku. Sada možete pronaći sve limenke u trgovinama za ručni rad. Pronašao sam limenke u trgovini čaja i kave. Samo banke. Ali ovaj put sam dobio limenku keksa iz tvornice slastica Spartak. Ona je velika. 22 cm u promjeru i 7,5 cm u visinu.

Metalni kit, akrilni temeljni premaz, akrilni lak, PVA ljepilo, kistovi, decoupage karta riže s notama (rižina karta se može zamijeniti decoupage salvetom), škare, muzički mehanizam. Trebat će nam i pištolj za ljepilo i štapić za ljepilo. Volim raditi s rižinim jastučićima i kartama. Pod utjecajem ljepila ne trgaju se i ne deformiraju. I imaju lijepu teksturu. Sve ostalo će biti odabrano u toku rada. Ponekad na samom početku ne znam što ću dobiti kao rezultat. Odnosno, obično na samom početku postoji neka teorija, ali vrlo često se nešto promijeni u procesu rada.
Ali u mojoj banci postoji jedan značajan minus. Površina poklopca nije glatka. Na njemu se istiskuju kolačići. Stoga sam uzeo autokit za metal i sve izravnao. Nema fotografije procesa, jer nije imao tko fotografirati, osim toga, kit smrdi izuzetno oštro i neugodno. Kada se kit osuši, potrebno ga je brusiti. Namjerno nisam brusio do savršene ravnomjernosti i glatkoće.

Zatim cijelu našu buduću kutiju prekrijemo temeljnim premazom u jednom, a po mogućnosti u dva sloja. Drugi sloj se nanosi tek nakon što se prvi sloj potpuno osušio. Mislim da nije potrebno objašnjavati čemu služi tlo.

Pa se sve osušilo. Vrijeme je za našu salvetu. Prvo zalijepite poklopac. Sjećamo se lekcija rada u osnovnoj školi. Izrežite krug promjera jednakog promjeru vrha poklopca plus visina poklopca plus nekoliko centimetara za svaki slučaj. Četkom nanesemo ljepilo na poklopac i pažljivo nanesemo naš krug na vrh poklopca, poravnamo ga tako da nema nabora. Vrlo pažljivo da se ne potrga. Nažalost, nema fotografije procesa, jer nije imao tko fotografirati. Poravnali smo ga na gornjem dijelu, sada uzimamo poklopac u ruke i pažljivo, namočeći ga u ljepilo, kistom zalijepimo karticu na bočne stijenke poklopca. Na isti način zalijepimo donji dio naše buduće kutije. Ovdje je lakše. Potrebna vam je traka visine od ruba za zaključavanje do dna plus visina do dna. Imam plus 5 mm do glavne duljine. I krug. Svoju kutiju stavljamo na kartu i ocrtavamo je olovkom. Osušimo se.

Bio sam suh nekoliko sati. Ljepilo se mora potpuno osušiti prije nanošenja laka. Inače će vam se lak zalijepiti za ruke. Kupio sam lak za drvo u željezariji. Specijalni lakovi za decoupage su me više puta iznevjerili. Oni su skupi i lijepe se za ruke u gotovom proizvodu. Pa sam otišao i kupio lak u željezariji. Ne volim sjaj, pa sam se pri odabiru laka odlučila za lak koji ima mat površinu.

Dakle, sljedeći korak je nanošenje laka. Lak se mora nanositi strogo prema uputama. U dva sloja. Svaki sloj temeljito osušite.

Izvoli. Presušili. Sada počinje zabava. Na samom početku sam zaboravila napraviti rupu za glazbeni mehanizam pa sam morala napraviti rupu nakon nanošenja laka. Napravite rupu vrlo pažljivo. Zanemario sam sigurnosne mjere i zabio odvijač u prst ravno u vijenac. Ispunivši rupu peroksidom i jedva zaustavivši krv, nastavio sam pričvršćivati ​​glazbeni mehanizam. Zbog toga što sam bio lakše ozlijeđen, zaboravio sam fotografirati ovaj proces. Onda se pokazalo da je ključ koji mi je uzeo poznati urar jako velik i ružan. A onda sam svojim šarmom nagovorio poznatog tokara da mi napravi mali ključić od mjedi. Ovdje je zgodan.

Tako. Sada počnimo raditi na unutarnjem uređenju. Prije svega, morate završiti zidove, dno i sakriti mehanizam. Uzimamo karton i izrezujemo detalje. Negdje davno sam iskopao jako cool prešani karton debljine 3 mm. Iz njega sam izrezao detalje kojima ću sakriti mehanizam. Dno i bočna stijenka izrezani su od kartona gustoće 300 g / m2. Izrežemo iste detalje samo s dodatkom od baršuna. Evo detalja. Uzimamo ljepilo i baršun. Jako volim lijepiti tkaninu na karton štapićem ljepila. Kupujem skupe olovke od Kohinoora ili Ericha Krausea. Ali sada, srećom, nisam našao ni jedno ni drugo i ponovno sam u željezariji kupio najskuplji štap ljepila njemačkog proizvođača. Uzeo sam to na vlastitu opasnost i rizik, ali opravdalo se. Dakle, nanosimo ljepilo na karton i nanosimo baršun. Ostavite da se osuši i zalijepite dodatke za šavove. Nešto kao ovo.

bočna stijenka

Ovo je kutija s mehanizmom.

stražnja strana

dno

Pomoću pištolja za ljepilo fiksiramo baršunaste detalje unutar kutije. Evo ga u gotovom obliku.

Zatim napravimo ladicu za male stvari. U početku sam htio napraviti kutiju koja bi bila kao nastavak kutije za mehanizam. Ali kad sam sve isprobao, shvatio sam da je to neka vrsta smeća i odlučio sam napraviti ladicu zasebno. Izrezao sam sektor kruga (navlaka) i zid od debelog kartona. Zalijepio sam ih zajedno na udaljenosti od 4 mm jedan od drugog tako da je struktura bila savijena. Podrezao samt oko ruba. Rubove baršuna sam zašila iglom i koncem. I osigurao sve unutar kutije. Sve mi je djelovalo blijedo, a uz pomoć pištolja za ljepilo učvrstila sam smeđu satensku vrpcu na spojevima. Perle kao čep da poklopac ne propadne.

Ljepilo s obje strane. Zavoji.

Zašijte rubove

Pogledao sam rezultat i odlučio dodati još jednu granu. A da bude zanimljivo (radim kutiju za djevojčicu) umjesto poklopca napravila sam imitaciju torbice stegnute satenskom uzicom. Sve je pričvršćeno pištoljem za ljepilo. Izvoli. Čini se da nije ništa.

Evo ga s torbom

Sada morate ukrasiti vanjski dio kutije. Iskreno sam dugo i na različitim mjestima tražila pletenicu koja mi je trebala, ali je nisam našla. I tako sam kupio što sam imao kako bih radio ono što mi odgovara. Vrpca od organze, satenska vrpca i baršunasta pruga. Uzela sam vrpcu od organze i na nju peglom i ljepljivom trakom zalijepila baršunastu traku. Svu ovu ljepotu sam zalijepila pištoljem za ljepilo na kutiju. Nešto nedostaje. blijeda. Zatim sam pištoljem za ljepilo zalijepila satensku vrpcu uz rub baršunaste vrpce. Od baršuna i organza vrpce napravila sam mašnu i pričvrstila je uz ključ. Tako sam sakrila spoj pletenice i malo sakrila ključ.

Dakle, vrijeme je da razgovaramo o tome što je bilo u mojoj kutiji, izrezanoj od šperploče ubodnom pilom. Srce svega bila je shema strujnog kruga na upravljaču, napajan s 2 Krona baterije (9 + 9 V). Snimio sam glazbu na SD karticu od 16-32 MB. Štoviše, kutija je svirala novu melodiju svaki put kada bi se otvorila. Krenimo redom!

Elementna baza sadržaja kutije

Srž sklopa je mikrokontroler Atmega16, 40-pinski, koji samo upravlja reprodukcijom melodija. Ima DIP kućište tako da se lako stavlja i vadi iz utičnice koja se nalazi na ploči. Slika Atmega16 je sljedeća:

Drugi jednako važan mikro krug je LM4860M 1 W, 16-pinsko audio pojačalo, s čijih izlaza pojačani signal ide na zvučnik od 8 ohma. Uzeo sam izvedbu ovog mikro kruga u paketu SO16.

Trebat će vam i 2 mikro kruga - pretvarač napona: 7805 u paketu TO-220, čiji je izlaz konstantni napon od +5 V, i IRU1117-33 u paketu SOT-223, s konstantnim izlaznim naponom od + 3,3 V, iz kojeg se SD- karta. Slika ovih čipova je ispod:

Za rad kontrolera potreban vam je kristalni oscilator od 16 MHz. SD kartica od 16-32 MB, sada je teško nabaviti tako malu flash karticu, ali ranije su dolazili s nekim modelima kamera u kompletu. Svi otpornici i kondenzatori su SMD za površinsku montažu.

Shematski dijagram glazbene kutije

Električni krug kutije izgleda ovako:

Kao što vidite, od 40 nogu mikrokontrolera koristi se samo 18. Pinovi 5 do 8 - razmjena sa SD karticom, 9. - za resetiranje kontrolera, 10 - napajanje + 5V, 11.31 - uzemljenje, 33-40 - preko razdjelnika na audio pojačalo. Mikrokontroler Atmega16 treba flashati, ali ne na samoj ploči, već na posebnom uređaju spojenom na računalo putem RS-232. Razmjena s računalom ide preko SPI sučelja kontrolera (pinovi 5-8). Firmware se preuzima pomoću računalnog programa PonyProg. Sam firmware (Music_box_16.hex) i screenshot instaliranih osigurača u PonyProgu (PonyProg_Mega16_Fuses.bmp) nalaze se u priloženoj arhivi. U njemu ćete također pronaći tehničke opise (podatkovne tablice) za korištene mikrosklopove i mikrokontrolere.

PCB raspored

Raspored staza na tiskanoj ploči sam napravio u programu Sprint Layout4. Sukladno tome, datoteka shkatulka.lay nalazi se u arhivi. Ploča dimenzija 130x70 mm od jednostrano foliranog getinaksa. Svi SMD otpornici i kondenzatori, čip LM4860M, IRU1117-33 smješteni su sa strane staza, a mikrokontroler, utor za SD karticu, elektrolitički kondenzatori, čip 7805 postavljeni su s druge strane. Crtež PCB-a prikazan je u nastavku:

Za jetkanje ploče koristio sam staru "željeznu metodu" i željezni klorid. Zatim sam zalemio sve elemente, izvan ploče je ostao zvučnik, tipka za paljenje i napajanje iz dvije baterije od 9 V. Nažalost, u to vrijeme nisam imao fotoaparat pri ruci, niti sam imao takav cilj (snimiti svoj rad), tako da nemam priliku pokazati montažu koju sam dobio, a hoću t rastavite kutiju koja se ne može odvojiti. Tada sam sebi ostavio priliku samo da promijenim baterije i prepišem USB flash pogon.

Snimanje melodija za kutiju

SD karticu treba formatirati u FAT16. Treba pripremiti melodije koje želite da kutija svira. Ukupan broj melodija je do 100. Vrijeme sviranja je 1 minuta. Audio format je .wav PCM 16 kHz 8 bit mono. Imenujte datoteke - “ring_00.wav”, “ring_01.wav” itd.

Archive.7z za preuzimanje:

Nadjev za kutiju(5,8 MiB, 281 pogodak)

OK, sada je sve gotovo! Skupljajte, trčite i uživajte!

p.s. Ne zaboravite se pretplatiti na newsletter (-> desno na bočnoj traci)!