关于 Stylophone 主题的幻想

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发布时间: 2025-06-10 21:22:33 | 阅读数 0收藏数 0评论数 0
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我决定为我的小儿子做一个电子音乐玩具作为圣诞礼物。我在网上寻找灵感,找到了Stylophone,并以此为基础设计了自己的设备。你可以在这个书写板上书写汉字,甚至单词,而且每个汉字都有专属的“声音画像”。我觉得这对学习写字的孩子很有用,能让学习过程变得有趣。
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电路

电路基本上是一个由

IC 555;您可以在www.electronics-tutorials.com 等网站上找到该电路工作原理的说明。振荡频率取决于 R1、R2 和 C1 的值,计算方法如下:

(1)f = 1.44 /(R1 + 2 R2) C1

因此,如果要改变频率,只需改变 R 或 C 中的一个即可。演奏 Stylophone 时,改变 R2 即可改变声音的频率。我将公式 (1) 变形,使其与 R2 分离:

(2)R2 = 1/2*{1.44/(f*C1)-R1}

我的设备的范围包括 12 个音符 - 从 C6(随意选择)到 C5#/D5b;原因纯粹是几何的 - 我使用一个可用的木盒(198 x 98 x 31 毫米)作为设备的外壳,并使用 7 毫米宽的铝条;因此,盒子的宽度只能容纳 12 个键。

C#5/Db5 554.37

D5 587.33

D#5/Eb5 622.25

E5 659.25

F5 698.46

F#5/Gb5 739.99

G5 783.99

G#5/Ab5 830.61

A5 880.00

A#5/Bb5 932.33

B5 987.77

C6 1046.50

完整的表格可以在这里找到:http://pages.mtu.edu/~suits/notefreqs.html

假设 R1 = 10 kΩ,C1 = 100 nF,那么 根据公式 (2) 计算得出,对于 C6 的频率 (1046.50 Hz),R2 为 1876 欧姆(四舍五入为整数)。其他频率的值可以用相同的方式计算;频率越低,R2 的值越大。我们在 R2 上添加一系列电阻(R3、R4 等);然后,当您用触控笔触摸点“Key1”时,连接到电路的是 (R2 + R3);当您触摸点“Key2”时,连接到电路的是 (R2 + R3 +R4),依此类推。因此,R3 的值计算如下:

(3)R3 = 1/2*{1.44/(f(B5)*C1)-R1}-R2,

其中 f(B5) - 是与音符 B5 对应的频率

其他值的计算方法相同,在物料清单中注明。如果需要计算新值,可以使用在线计算器,例如,请访问以下网站: www.ohmslawcalculator.com由于电阻值并非标准值,因此需要从标准值中组合出所需值;不过,您也可以用微调电阻器替换永久电阻器,并使用欧姆表确定所需值。

电路安装在一块穿孔板上,连接处采用柔性导线。我建议将元件在板上的放置位置与电路图中的位置完全一致。

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物料清单

IC1=NE555

R1 = 10 kΩ、R2 = 1876Ω、R3 = 411Ω、R4 = 438Ω、R5 = 456Ω、R6 = 482Ω、R7 = 520Ω、R8 = 546Ω、R9 = 570Ω、R10 = 626Ω、R11 = 650Ω、R12 = 690Ω、R13 = 730Ω;所有电阻的额定功率均为 0.125W

C1 = 100 nF,陶瓷;C2 = 10 mF x 10V,电解

LS1——阻抗为8欧姆的扬声器。

SW1 – 微型拨动滑动开关

B1 = 4 x 1.5 V AA 型电池

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物理安排

您可以在图片上看到设备的外部和内部;您可以自由选择自己的方式将组件放置在盒子中。

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我用横截面积为 7x1 毫米的铝条制作了它们。按键表面会形成一层薄薄的氧化铝,防止按键进一步氧化,但不会妨碍按键与触控笔之间的电接触。图片展示了按键的示意图,并解释了如何将电线连接到按键上以及如何将按键固定到盒子上。重要的是,按键的侧面不能有倒角,否则触控笔在表面移动时会不顺畅。

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手写笔

我用一支报废的圆珠笔做了这支触控笔。接触按键的触点实际上是一个电源插头的插针;我在上面焊接了一根软线,把插针插进圆珠笔里,然后用透明树脂填充插针周围的空间。有一个要求:插针的末端应该是半圆形的,表面光滑,以免刮伤按键。

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仪器和工具

如果您使用微调电阻来确定 R3、R4 等电阻的所需值,那么您肯定需要一个欧姆表;如果您希望获得精确的音调,可以使用万用表来调整设备。组装电路需要烙铁和钢丝钳;制作按键则需要一把小钢锯、一把钻头和一把锉刀。不过,您对其他工具的选择主要取决于您要为设备制作的外壳;我不排除有人会用 3D 打印出来。


该视频向您展示如何创建角色的“声音肖像”。 https://youtu.be/wUcqAbQAk5w


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