无弦琴的制作.pdf

演示实验拓展 ——无弦琴的制作 无弦琴的制作 08300190047 林庭 & 08300190051 孙进杰 指导老师：吕景林老师 壹 • 制作背景：体积大，不便携带 CONTENTS 貳 • 无弦琴的制作：信号输入、输出以及电路的构架 叁 • 制作改进：琴声改进以及电路完善 肆 • 后续工作：完善制作，开始设计并制作完整的无弦琴 壹 制作背景 1、激光竖琴——中国科学院上海光机所 2、“无弦吉他”等相关制作 缺点：采用对射式激光传感器，所占空间大， 红外传感器恢复迟缓。 貳 2.1 信号输入端——激光器与光敏电阻传感单元 1、光敏电阻的选择 2、放弃数字式红外感应器 3、对环境影响的屏蔽 第一种电路方案 需要阻值变化剧烈 的光敏电阻 光敏电阻阻值随光强剧烈变化 激光器电压 kΩ 无激光 4.35V 6.27V 8.27V 8~20K光敏电阻(CDS1526) 2.07 0.26 0.22 0.20 6.50 0.35 0.33 0.29 1.80 0.69 0.67 0.62 7.46 1.63 1.31 1.15 7.20 0.58 0.43 0.38 11.45 0.99 0.70 0.58 8~20K光敏电阻(CDS2002) 3~5K光敏电阻 光敏电阻阻值随光强剧烈变化 激光器电压 kΩ 无激光 4.35V 6.27V 8.27V 7~9K光敏电阻 9.80 0.55 0.39 0.35 9.24 0.60 0.39 0.34 0.68 0.12 0.11 0.10 1.02 0.14 0.12 0.11 2.85 0.18 0.16 0.18 3.60 0.23 0.18 0.15 4~10K光敏电阻 亮阻5k，暗阻20K 输入单元的最终选择 1、使用原光敏电阻时加装屏蔽纸筒。 2、更换原有的灵敏光敏电阻，使用暗阻为 1000Ω、亮阻50 Ω的灵敏度较低的光敏电 阻。 貳 2.2 单片机电路的构架与信号输出 1、电路图方案一 2、电路图方案二 3、发音系统原理 电路图方案一 1、R1=R2=200Ω， 2、R3=R4=800 Ω 方案简介 1、假设V=5.00V，光敏电阻 9.00K Ω/500 Ω（光照） 2、 无信号输入：UR1=0.02V 线路1输入信号：UR1=0.79V 线路2输入信号：UR1=1.48V 3、度数精度：0.005V 电路图方案二 1、R1=R2=200 Ω 2、光敏电阻： 1.00k Ω/50 Ω（光照） 无弦琴线路图 貳 单片机的介绍 1、硬件开源化的基础——单片机 2、优秀的可扩展性 发音系统 成品演示 叁 制作改进：改进琴声 1、MIDI编码的探究 2、加入功放电路 MIDI编码的探究 拆解便携式音响，探究 发声原理 1、发声单元 2、功放电路 3、电源 MIDI编码的探究 最终决定不采用MIDI编码进行改进： 1、MIDI编码过于复杂，不适用于单片机电路 2、需要安装额外的MIDI模块，成本过高 加入功放电路 功放电路的功能： 1、通过外接电源 ，可以提高音量 2、电路设计中自带滤波功能，改善音质 功放电路电路图： 自己组装的功放电路： 焊点粗糙，部分焊点接触不良，不能满足要求 购买的功放电路成品： 尝试使用功放电路接受两个信号，失败： 肆 后续工作：开始设计并制作完整的无弦琴 1、设计并制作无弦琴的外壳 2、购置包括电源等在内的非核心部件 3、进行微调，组装完成无弦琴 感谢吕景林老师的悉心指导！ 实验中得到了 范伟民老师 李争路同学 的倾力帮助，在此表示谢意！ Thanks