Elektronische Berührungsorganschaltung

Elektronische Berührungsorganschaltung

Eine elektronische Berührungsorgel ist ein faszinierendes Musikgerät, das als Reaktion auf Fingerberührungen auf speziellen berührungsempfindlichen elektronischen Pads oder Tasten sehr angenehme Noten erzeugt.

Moderne Orgeln sind jedoch sehr kostspielig, was sie normalerweise für die Mehrheit der Menschen unerreichbar macht. Kostengünstige Optionstypen weisen keine Leistung auf und liegen in Form von Akkordorgeln vor, die, obwohl sie wie polyphone funktionieren, in der Regel eine relativ minimale Schilfausrüstung sind, die mit einem kleinen Gebläse gesteuert wird.



Die Titelakkordorgel stammt aus der Wahrheit, dass die Bassassoziation über Steuertasten erfolgt, die die richtige Note erzeugen. Die Orgel mit dem niedrigsten Preis kann die sogenannte monophone Orgel sein (es kann immer nur eine Note gespielt werden), was typisch ist etwas mehr im Vergleich zum Taschenformat und wird mit einem Stift gespielt.

Die allererste offensichtliche Entwicklung, die wesentlich ist, wäre die Vorbereitung eines verbesserten Tastenfelds, da die Stiftfunktion ein ziemliches Ärgernis sein kann. Der Preis von 40 GBP für eine vollständige Tastatur kann jedoch nicht rationalisiert werden. Wie auf den Bildern zu sehen ist, ist das neue Keyboard weiterhin vom Touch-Typ, wurde jedoch so gestaltet, dass die Orgel durch einfaches Berühren der richtigen Pads gespielt wird, genau wie bei einem Musikinstrument in Originalgröße.

Zusätzlich wird Tremolo geliefert, das ebenfalls über Kontaktflächen gestartet und ausgeschaltet wird, und es wird eine Steuerung zum Einstellen der Tremolotiefe gegeben. Eine weitere Verbesserung ist die Präzision der Stimmung, die bei dem früheren Instrument innerhalb der Tastatur aufgrund des einzigen Widerstands, der es gewohnt ist, zwischen den einzelnen Noten zu erhöhen, unterschiedlich war. Bei dem innovativen Modell ist die Abstimmung auf der Tastatur viel besser, wenn ein Widerstandspaar verwendet wird, sofern dies in Reihe oder parallel erforderlich ist, um dem genauen Widerstandswert so nahe wie möglich zu kommen.



Schließlich verfügt das Instrument über einige Stimmen oder Stopps, die die Auswahl der Musik, die erzeugt werden kann, erheblich verbessern. Diese kleine Orgel ist ziemlich erschwinglich zu bauen, sollte Ihnen wirklich eine enorme Befriedigung geben und ist musikalisch und elektronisch informativ.

KONSTRUKTION

Die Tastaturstruktur dieser elektronischen Berührungsorgel ist direkt auf die Leiterplatte aufgedruckt, die zusätzlich den Rest der Elemente enthält.

Da die Kupferspuren der Tastatur durch gleichmäßiges Berühren mit dem Finger leicht korrodieren können, ist es sehr wichtig, dass Ihre Platine entweder verzinnt oder mit einer Beschichtung versehen ist, um ein Anlaufen zu vermeiden.



Beginnen Sie mit dem Bau, indem Sie den LM380 an Ort und Stelle installieren. Anschließend befestigen Sie kleine Kühlkörperrippen, wie in der Abbildung gezeigt, an beiden Bereichen des IC. Löten Sie diese auf einer Seite an die Stifte 3, 4, 5 und auf der anderen Seite an die Stifte 10, 11 und 12.

Dies sollte zuerst erreicht werden, da in diesem Bereich der Leiterplatte möglicherweise nur sehr wenig Platz vorhanden ist. Wenn verschiedene andere Teile in Position gelötet wurden. Befestigen Sie die beiden Drahtverbindungen und setzen Sie die Teile mit geringer Höhe wie auf der Auflage angegeben auf der Platine zusammen. Setzen Sie den Rest der ICs als letztes ein und achten Sie besonders darauf, vor der Installation nicht zu viel mit den CMOS-ICs zu spielen. Untersuchen Sie die Polaritäten polarisierter Teile wie ICs, Kondensatoren und Dioden, bevor Sie sie einlöten.

Um zu vermeiden, dass Schrauben auf der Tastatur sichtbar werden, kleben Sie die beiden Schalter mit fünf Minuten Epoxidkleber fest. Tragen Sie etwas Holz oder Metall auf die Rückseite jedes Installationslochs auf, um eine zusätzliche Klebefläche und eine längere Lebensdauer zu erzielen.

Bringen Sie die Potentiometer und das Kabel an, um die Leiterplatte wie im Überlagerungsbild angegeben fertigzustellen. Das gesamte Gerät muss zu diesem Zeitpunkt getestet werden, um sicherzustellen, dass alle Hinweise und Funktionen ordnungsgemäß funktionieren, bevor es in geeigneten Gehäusen montiert wird

DESIGN-MERKMALE

Wie ich bereits sagte, ist das grundlegende Merkmal die Ausführung der Tastatur unter Verwendung einer Fingerberührungsmethode im Gegensatz zum Typ 'Sonde'. Daher muss eine Technologie mit jeder Taste verknüpft werden, um zu erkennen, dass sie berührt wurde.

Die Berührungssteuerung des Berührungsorgans wird normalerweise durch die kapazitiven, resistiven oder 50-Hz-Injektionsverfahren beeinflusst kapazitive Technik ist die effektivste unter diesen. Dies ist normalerweise am teuersten und wird daher nicht eingesetzt. Das 50-Hz-Injektionsverfahren ist tatsächlich ebenfalls ausgefeilt, und daher wurde das Widerstandsverfahren unter dem Gesichtspunkt des Preisschilds als das einzig wirklich nützliche Verfahren angesehen.

Da die Tastatur derzeit mit dem Finger gespielt wird, muss sie auch größer als normal sein, obwohl sie wie eine vollwertige Tastatur immer noch nicht wirklich groß ist.

In der ursprünglichen Theorie wurde ein OM802-IC als Tonoszillator verwendet. Dies wurde durch a ersetzt 555 Timer lC weil dies kostengünstiger und zuverlässiger in den Ergebnissen ist. Der 555 verfügt über einige Ausgänge, die angelegt werden könnten, eine Sägezahnwelle und einen schmalen Impuls.

Beide Ausgänge werden in unserem Layout verwendet, um verschiedene Klänge für das Instrument anzubieten. Der Sägezahn wird durch einen einfachen RC-Filter gefiltert, um einige der Härten aufgrund des harmonischen Rahmens zu beseitigen, und der resultierende Ton hat eine lebendige Flöte wie Audio.

Die Impulsausgabe wird unter Verwendung eines Widerstandsdämpfers in Höhe des Sägezahns kombiniert, bleibt jedoch in jedem anderen Fall ungefiltert. Dieser Tonfall weist ein saitenartiges Geräusch auf.

Die Filterung wurde äußerst einfach beibehalten, wiederum unter Preisgesichtspunkten. Wenn der Benutzer dies wünscht, kann diese Person möglicherweise verschiedene Filter testen, um verschiedene Klänge zu erhalten.

Bei herkömmlichen Orgeln wird die Stoppfilterung für jede Oktave der Orgel abgeschlossen, um unnötige Ton- und Pegeländerungen bei eindeutigen Frequenzen zu umgehen.

Bei der 2-Oktaven-Periode dieser Orgel müssen bei der Arbeit mit den einfachen Filtern mehrere Änderungen in Ton und Pegel im Bereich der Tastatur berücksichtigt werden.

Da Dämpfungsfilter verwendet werden, ist eine große Verstärkung in der Audioausgangsstufe wesentlich, und daher wird in der Audioausgangsstufe ein Operationsverstärker LM380 verwendet, um den Lautsprecher optimal zu betreiben.

Schaltplan

Schaltplan für elektronische Berührungsorganschaltung

Bedienung

Die Bedienung der Orgel wird erklärt, indem die 5 Abschnitte, aus denen sie besteht, unabhängig voneinander betrachtet werden.

Diese sind:

  • (eine Tastatur
  • (b) Oszillator
  • (c) Filter
  • (d) Ausgangsverstärker
  • (e) Tremolo-Schaltung

(zu) Tastatur : Im Gegensatz zu den herkömmlichen Berührungsorganen wird die Tastatur durch den Hautwiderstand der Finger und nicht durch eine Sonde gesteuert. Jeder Schlüssel verfügt über ein CMOS-Gatter, das genau dort mit ihm verbunden ist, wo die beiden Eingänge des Gatters tendenziell miteinander und mit der positiven Versorgung über einen 4,7-M-Widerstand verbunden sind.

Sobald die Taste berührt wird, werden die Eingänge des Gates durch den 100-k-Widerstand auf Low (0 V) gezogen, was dazu führt, dass der Ausgang des Gates auf High geht. Dies zieht den nachfolgenden Teil des Widerstandsstrangs hoch durch die Diode.

Daher verbinden wir durch Auswahl und Berühren verschiedener Tastaturen unterschiedliche Widerstandspegel über die Pins 2 und 6 des Oszillators 555 und die positive Versorgung, aktivieren sie folglich und ändern die frequenzbestimmende Zeitkonstantenschaltung.

(b) Der Oszillator : Der Oszillator ist abhängig von einem 555 Timer lC. Der Kondensator Cl wird zusammen mit dem Widerstand R113 über einen Teil der Widerstandskette (wie über die Tastatur) aufgeladen. Wenn die Spannung an den Pins 2 und 6 den an Pin 5 eingestellten Wert erreicht, muss sich der Kondensator schnell über R97 und einen an Pin 7 des 555 angeschlossenen geschlossenen Transistor entladen.

Sobald die Spannung an C1 die Hälfte von dem erreicht, was an Pin 5 eingestellt wurde, wird der interne Transistor des IC 555 ausgeschaltet und der Kondensator kann sich wieder aufladen, wodurch der Zyklus fortgesetzt und eine Sägezahnwellenform über dem Kondensator erzeugt wird.

Diese Wellenform weist ein reichhaltiges harmonisches Material auf, wird jedoch mit einem hochohmigen Pegel erzeugt. Infolgedessen wird ein Einheitsverstärkungspuffer angelegt (IC8), um zu verhindern, dass dieser Ausgang von den nachfolgenden Schaltungsstufen geladen wird.

Ein zweiter Ausgang einer schmalen Impulswellenform kann an Pin 3 des 555 erhalten werden, und dieser wird verwendet, um den zweiten Ton für das Instrument zu erzeugen.

(c) Filter : Es wurden mehrere verschiedene Filter experimentiert, aber aus Kostengründen war es absolut schwierig, mehr als einen einfachen RC-Filter auf dem Sägezahn zu validieren, der ein erstaunlich entspannendes flötenartiges Ergebnis liefert. Da die enge Impulsfolge den Saiten ziemlich ähnlich erscheint, wird sie grundsätzlich gedämpft, um die Menge des gefilterten Sägezahns zu ergänzen.

(d) Der Ausgangsverstärker : Der Lautsprecher wird von einem LM380 gespeist. Die Lautstärkeregelung erfolgt über Potentiometer RVI und die erforderliche Stimme wird über den Schalter SW1 ermittelt. Der LM380 muss wie im Entwurf beschrieben mit Kühlkörperrippen befestigt werden.

(ist) Die Tremolo-Schaltung : Tremolo wird durch die Technik eines Niederfrequenzoszillators erzeugt, der bei etwa 8 Hz arbeitet (IC11). Der Oszillator könnte unter Verwendung des durch die Gatter IC7 / 3 und IC7 / 4 festgelegten Flip-Flops ein- und ausgeschaltet werden. Dieser Flip-Flop wird über Touch-Schalter, die auf die gleiche Weise wie die Haupttastatur ausgeführt werden, auf die Einstellung „Ein“ oder „Aus“ eingestellt. Zur Verbesserung der Tremolofrequenz R10 reduzieren und umgekehrt.

Der Ausgang des Tremolo-Oszillators wird von C12 und R109 gefiltert, um eine weichere Wellenform zu präsentieren, und die resultierende Wellenform wird von IC12 gepuffert. Die Verstärkung von C12 ist über RV2 variabel und dieser spezielle Regler ändert infolgedessen die Tiefe der Tremolo-Modulation.

Das Potentiometer RV3 ist eigentlich ein Trimmpotentiometer, das den Ausgang von IC12 auf Pin 5 des 555 und damit die Frequenz des Organs effizient anpasst.

Falls es als notwendig erachtet wird, die Tastatur eine Oktave nach oben oder unten zu bewegen, kann dies erreicht werden, indem der Wert von C1 um den Faktor zwei transformiert wird. Wenn die Tastaturabstimmung schief wird (wenn sie genau in der Mitte eines Endes von eingestellt ist) Die Tastatur ist niedriger, während die andere höher ist. Dies kann durch Ändern des Werts von R97 korrigiert werden.

Wenn es am unteren Ende zu scharf ist, reduzieren Sie R97, während es R97 erhöht, wenn es am unteren Ende flach klingt.

PCB Design

Komplettes PCB-Design für Touch-Organ-Schaltkreise

Liste der Einzelteile

Teileliste für elektronische Orgelschaltung


Zurück: Verhindern, dass die Verstärkersicherung beim Einschalten durchbrennt Weiter: Funktionsweise von Varactor (Varicap) -Dioden