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미디로 연주하는 핸드벨

by BigBoss posted Apr 30, 2013 Replies 32
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미디로 제어하는 핸드벨

어떤것을 만들면 재미있을까 오만가지 생각을 다해 보다가.. 문득 디지털로 제어하는 아나로그 악기를 만들고 싶다는 생각이 들었습니다.  자동연주 악기를 만들면 재미있겠다는 생각이 들어서..  비교적 저럼하고 쉽게 구할수 있는 핸드벨을 가지고 시도한 프로젝트 입니다.

구성

MPU - 아트멜의 Atmega8 
뭐.. 그렇듯이 저렴하면서 사용하기 쉽다는 장점이 있습니다. 아두이노로 만들까 하다가 마침 굴러다니던 기판이 하나 있어서 활용하게 되었습니다. 후에 아두이노로 포팅 해야 겠습니다.

솔레노이드 - 5V타입
헨드벨을 때려주려면 솔레노이드가 있어야 합니다. 천자만별 오만가지 종류가 다 있지만 인터넷으로 구하기 쉬운 5V 솔레노이드를 사용 하였습니다.
5v-solenoid.jpg
강약조절 - PCA9685
솔레노이드를 때려줄때 강약 조절을 해줄 목적으로 사용 합니다. PWM을 이용하여 솔레노이드의 강약을 조절 합니다.
뭐.. 꼭 이넘이 아니더라도 PWM 콘트롤러라면 무엇을 사용해도 상관 없겠지요..

솔레노이드 드라이브 - ULN2803
솔레노이드가 시원하게 구동하려면 약 250mA 가 필요하다고 데이터 시트에 나와 있네요.. 그러기에 PCA9685는 LED에 맞추어져 있다보니 채널당 구동되는 전류 용량이 좀 부족 한듯 싶습니다. 그래서 솔레노이드의 구동을 좀더 원할 하기 위해 PCA9685의 출력단에 TR어레이인 ULN2803을 거쳐 솔레노이드에 연결 해 주었습니다. 뭐.. 일단은 소리가 시원 시원 하네요..

P4303807.JPG

베이스 아크릴P4303815.JPG
P4303814.JPG
헨드벨을 고정시키기 위해  별도로 제작한 아크릴 판 입니다. 5mm 두께 이며 헨드벨과 결합하게 되면 이런 모양이 됩니다.
P4303817.JPG
P4303818.JPG

펌웨어 구조
UART단자로 들어온 미디신호를 분석하여 노트 메세지만을 걸러내어, 벨로서티에 따라 PWM신호를 내보내 주는 간단한 구조로 되어 있습니다. 테스트 할때는  코디랩에서 만든 USB-MIDI 브릿지 모듈을 사용하여 미디프로그램이 연주한 데이터를 직접 UART단자에 TTL 신호를 전달 해 주는 방식으로 테스트 하였습니다.

P4303807.JPG

시행착오
뭐.. 늘 그렇듯이 만드는게 쉽지 많은 않습니다. 특히나 솔레노이드를 통해 맑은 소리를 낼려면 솔레노이드의 높이와 위치가 아주 중요하더군요.. 그래서 베이스 아크릴판위에 솔레노이드의 높이를 맞추어 주기 위해 아크릴판을 톱으로 썰며 무한삽질...

그결과 위의 동영상과 같은 결과물을 얻었습니다.

예정사항
일단은 프로토타입이 완성된 만큼, 2차 버전에서는 보다 쉽게 소리를 튜닝할 수 있게 아크릴 베이스 구조를 변경할 것이며,
콘트롤러도 아두이노 보드로 변경하고, 전용 쉴드도 제작해 소스를 오픈할  계획 입니다.

P4303805.JPG


*    메이크 페어때 세미나 발표때 데모했던 음악요청하시는 분들이 계셔서 파일 첨부 합니다.
      맥에서 로직으로만 작업한 음악 입니다. 원곡은 게임 Air에 삽입된 나츠카게(夏影 , 여름그림자) 라는 곡 입니다.
      
      


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