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標題: 電子制作創意作品：有趣的激光豎琴 [打印本頁]

作者: 51hei不 時間: 2016-6-19 15:13
標題: 電子制作創意作品：有趣的激光豎琴
在上海世博會的伊朗館，我看到了一架沒有琴弦的豎琴，那是眾多參觀者公認的伊朗館里最有趣的展品！參觀者只要伸手穿過那架通體黑色的豎琴，音調就會被“奏響”。沒有琴弦怎么奏響？工作人員為我們揭示了秘密——他按了一下琴身上的“光”按鍵，14道紅色的激光束就從琴的上端射出。他說，這是激光豎琴。我們用手指一“撥”激光束，豎琴就會發聲，每一束光都有不同的音高。據說這個豎琴原本放在伊朗的科學館里，主要是為了激起小朋友對音樂和科技的興趣。
這個激光豎琴也讓我回想起了許多陳年舊事，很久前我就曾經和同學說過，我也能做一個激光豎琴，還和他打了賭，只是由于時間的問題一直沒有完成。看了伊朗館的激光豎琴，我決定制作它，當然是一款很簡陋的激光豎琴。不過對于喜好DIY的朋友而言，也是一個不錯的創意小制作。

制作需要的材料（見附表）

                  附表使用AT89C2051方案的元件清單
      編號    零件名稱    數量
                     1    12MHz晶振    1
                     2    10kΩ電阻    6
                     3    10μF電容    1
                     4    20針插座    1
                     5    AT89C2051    1
                     6    無源蜂鳴器    1
                     7    8550PNP三極管 1
                     8       1kΩ電阻    1
                     9       光敏電阻    5
                     10       3V激光管    5
                     11       電池盒    1
                     12       木塊       3
                     13    插針、插座若干
                     14    銅座、螺絲若干
                     15       洞洞板    1
整體結構
這個激光豎琴，用3個木塊構成，并用螺絲和熱熔膠固定成接近豎琴的形狀。
在上面的木塊上安裝5個3.0V激光管，并用熱熔膠固定在下面的木塊上。用0.8mm的鉆頭鉆洞，并安裝對應的5個光敏電阻，即組成基本的基座。然后，在合適的地方放置5號電池盒，也用熱熔膠固定。最后，根據電源原理圖，把對應的引線和插座連接，以方便后期的連接和升級。最后，再與電路板底座連接。底座的電路我先后做了兩種，分別采用的是AT89C2051和ATMEGA8這兩款單片機。當然，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。
這次制作焊接非常簡單，都是DIP的元器件，根據原理圖使用絕緣套線，連接對應引腳即可。
好了，你也可以享受神奇的無弦琴的樂趣了！

采用51單片機的電路原理圖

采用AVR M8單片機的電路原理圖

電路原理
光敏電阻在室內光線下的阻值約20kΩ。當受到激光管照射時，它的電阻將小于1kΩ。于是，筆者用10kΩ的電阻和光敏電阻串聯，進行分壓。當有激光照射時，單片機讀取光敏電阻的電壓（3/11，約 0.27V），此時它的邏輯電平為0。當無激光照射時，單片機讀取光敏電阻的電壓，約（3/30）×20=2V，這時它的邏輯電平為1。
這樣，當我們遮擋激光的光線時，就能在電路中產生開關的效果。音符是如何產生的呢？人耳能聽到的聲音頻率為20Hz~20kHz，豎琴音符頻率當然也在這個范圍。只是，不同的音符，有著自己固定的頻率。通過51單片機自帶的16位定時器就可以產生上述音頻。例如豎琴的標準音la為440Hz。通過計算可知，它的半周期為1136μs。這樣，只要在半周期時跳變引腳電平，就可以產生440Hz的方波了。再經過電聲轉換元件（蜂鳴器），就可以產生標準音la 了，其他音符也是這樣產生的。

51單片機底板

AVR單片機底板

激光豎琴的結構

采用51單片機的電路使用了AT89C2051單片機，在P3.7引腳上連接發聲元件，即無源蜂鳴器。通過三極管放大電流，使音樂更響亮。其余部分是51 單片機的最小系統。電路的電源用2節5號電池。大家可能會認為，這個音符沒有音色啊。因此，我又對這個51單片機做的發聲底座進行了改變，用M8單片機重新設計了發聲的底座。使用新設計的M8單片機電路，我們可以將音色文件放到SD卡中，大家根據自己的喜好，放入喜歡的音符，如鋼琴、二胡、吉他等。不過，音符需要自己用電腦事先錄制，并保存為8位的WAV文件，文件名為D、R、M、F、S、L、X。程序會判斷哪根激光被阻擋，播放相應的音符文件。聲音通過 M8單片機的OC1A、OC1B產生。只要把音頻輸出的OCR1A、OCR1B和音響或耳機連接，就能聽到響亮的音符了。

作者: 越快樂越墮落 時間: 2016-6-19 21:41
沒有程序？

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

作者: 286458071 時間: 2016-8-1 07:26
也想做一個！其實就是模擬電子琴！

作者: lzydtj 時間: 2016-9-20 16:11
能提供程序嗎？

作者: 時光遺失 時間: 2016-11-7 20:32
求程序！！！

作者: 漫漫 時間: 2017-5-3 16:51
求程序

作者: 逍遙l天 時間: 2017-5-19 22:27
用程序怎么控制這個

作者: 寂心冷愛 時間: 2017-5-28 18:04
看著挺酷炫的

作者: hcf 時間: 2018-4-11 15:55
程序呢？

作者: 123jkbkhjnbjkn 時間: 2018-6-5 12:07
http://www.raoushi.com/bbs/dpj-119113-1.html 程序在這里感謝我吧。

作者: 風案件快遞 時間: 2018-6-13 21:47
老哥能提供下程序嗎

作者: ZHWDPJ 時間: 2018-11-8 23:29

123jkbkhjnbjkn 發表于 2018-6-5 12:07
http://www.raoushi.com/bbs/dpj-119113-1.html 程序在這里感謝我吧。

感謝你，感謝你

作者: 快樂眼淚 時間: 2018-11-9 19:00
這個挺有意思

作者: 黑子Abner 時間: 2018-11-11 10:00
求程序

作者: cooleaf 時間: 2018-11-21 13:46
這個挺有點意思

作者: chenyucy72 時間: 2021-4-3 17:58
這想法太有創意了

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