电子制作创意作品：有趣的激光竖琴 -

标题: 电子制作创意作品：有趣的激光竖琴 [打印本页]

作者: 51hei不 时间: 2016-6-19 15:13
标题: 电子制作创意作品：有趣的激光竖琴
在上海世博会的伊朗馆，我看到了一架没有琴弦的竖琴，那是众多参观者公认的伊朗馆里最有趣的展品！参观者只要伸手穿过那架通体黑色的竖琴，音调就会被“奏响”。没有琴弦怎么奏响？工作人员为我们揭示了秘密——他按了一下琴身上的“光”按键，14道红色的激光束就从琴的上端射出。他说，这是激光竖琴。我们用手指一“拨”激光束，竖琴就会发声，每一束光都有不同的音高。据说这个竖琴原本放在伊朗的科学馆里，主要是为了激起小朋友对音乐和科技的兴趣。
这个激光竖琴也让我回想起了许多陈年旧事，很久前我就曾经和同学说过，我也能做一个激光竖琴，还和他打了赌，只是由于时间的问题一直没有完成。看了伊朗馆的激光竖琴，我决定制作它，当然是一款很简陋的激光竖琴。不过对于喜好DIY的朋友而言，也是一个不错的创意小制作。

制作需要的材料（见附表）

                  附表使用AT89C2051方案的元件清单
      编号    零件名称    数量
                     1    12MHz晶振    1
                     2    10kΩ电阻    6
                     3    10μF电容    1
                     4    20针插座    1
                     5    AT89C2051    1
                     6    无源蜂鸣器    1
                     7    8550PNP三极管 1
                     8       1kΩ电阻    1
                     9       光敏电阻    5
                     10       3V激光管    5
                     11       电池盒    1
                     12       木块       3
                     13    插针、插座若干
                     14    铜座、螺丝若干
                     15       洞洞板    1
整体结构
这个激光竖琴，用3个木块构成，并用螺丝和热熔胶固定成接近竖琴的形状。
在上面的木块上安装5个3.0V激光管，并用热熔胶固定在下面的木块上。用0.8mm的钻头钻洞，并安装对应的5个光敏电阻，即组成基本的基座。然后，在合适的地方放置5号电池盒，也用热熔胶固定。最后，根据电源原理图，把对应的引线和插座连接，以方便后期的连接和升级。最后，再与电路板底座连接。底座的电路我先后做了两种，分别采用的是AT89C2051和ATMEGA8这两款单片机。当然，性能和效果也是不同的。由于材料有限，我只做了5根弦的作品。
这次制作焊接非常简单，都是DIP的元器件，根据原理图使用绝缘套线，连接对应引脚即可。
好了，你也可以享受神奇的无弦琴的乐趣了！

采用51单片机的电路原理图

采用AVR M8单片机的电路原理图

电路原理
光敏电阻在室内光线下的阻值约20kΩ。当受到激光管照射时，它的电阻将小于1kΩ。于是，笔者用10kΩ的电阻和光敏电阻串联，进行分压。当有激光照射时，单片机读取光敏电阻的电压（3/11，约 0.27V），此时它的逻辑电平为0。当无激光照射时，单片机读取光敏电阻的电压，约（3/30）×20=2V，这时它的逻辑电平为1。
这样，当我们遮挡激光的光线时，就能在电路中产生开关的效果。音符是如何产生的呢？人耳能听到的声音频率为20Hz~20kHz，竖琴音符频率当然也在这个范围。只是，不同的音符，有着自己固定的频率。通过51单片机自带的16位定时器就可以产生上述音频。例如竖琴的标准音la为440Hz。通过计算可知，它的半周期为1136μs。这样，只要在半周期时跳变引脚电平，就可以产生440Hz的方波了。再经过电声转换元件（蜂鸣器），就可以产生标准音la 了，其他音符也是这样产生的。

51单片机底板

AVR单片机底板

激光竖琴的结构

采用51单片机的电路使用了AT89C2051单片机，在P3.7引脚上连接发声元件，即无源蜂鸣器。通过三极管放大电流，使音乐更响亮。其余部分是51 单片机的最小系统。电路的电源用2节5号电池。大家可能会认为，这个音符没有音色啊。因此，我又对这个51单片机做的发声底座进行了改变，用M8单片机重新设计了发声的底座。使用新设计的M8单片机电路，我们可以将音色文件放到SD卡中，大家根据自己的喜好，放入喜欢的音符，如钢琴、二胡、吉他等。不过，音符需要自己用电脑事先录制，并保存为8位的WAV文件，文件名为D、R、M、F、S、L、X。程序会判断哪根激光被阻挡，播放相应的音符文件。声音通过 M8单片机的OC1A、OC1B产生。只要把音频输出的OCR1A、OCR1B和音响或耳机连接，就能听到响亮的音符了。

作者: 越快乐越堕落 时间: 2016-6-19 21:41
没有程序？

作者: zzyvsll 时间: 2016-7-2 12:53
我也想知道程序在哪里

作者: 286458071 时间: 2016-8-1 07:26
也想做一个！其实就是模拟电子琴！

作者: lzydtj 时间: 2016-9-20 16:11
能提供程序吗？

作者: 时光遗失 时间: 2016-11-7 20:32
求程序！！！

作者: 漫漫 时间: 2017-5-3 16:51
求程序

作者: 逍遥l天 时间: 2017-5-19 22:27
用程序怎么控制这个

作者: 寂心冷爱 时间: 2017-5-28 18:04
看着挺酷炫的

作者: hcf 时间: 2018-4-11 15:55
程序呢？

作者: 123jkbkhjnbjkn 时间: 2018-6-5 12:07
http://www.51hei.com/bbs/dpj-119113-1.html 程序在这里感谢我吧。

作者: 风案件快递 时间: 2018-6-13 21:47
老哥能提供下程序吗

作者: ZHWDPJ 时间: 2018-11-8 23:29

123jkbkhjnbjkn 发表于 2018-6-5 12:07
http://www.51hei.com/bbs/dpj-119113-1.html 程序在这里感谢我吧。

感谢你，感谢你

作者: 快乐眼泪 时间: 2018-11-9 19:00
这个挺有意思

作者: 黑子Abner 时间: 2018-11-11 10:00
求程序

作者: cooleaf 时间: 2018-11-21 13:46
这个挺有点意思

作者: chenyucy72 时间: 2021-4-3 17:58
这想法太有创意了

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