創(chuàng)意來源

視頻網站上經常能看到下圖所示的樂器，這種樂器叫做卡林巴琴，靠金屬彈片的震動發(fā)出聲音。本項目將指導大家如何設計一款卡林巴電子琴。

項目方案

一個電子樂器的核心有兩大塊，按鍵系統和聲音系統。按鍵系統決定了演奏時的手感，聲音系統決定了樂器的表現力。為了模擬金屬琴鍵的手感，我們使用了上圖所示的這種行程開關來做琴鍵。這種行程開關上面也有一個金屬彈片，在手感上與真實的卡林巴琴非常一致。聲音系統采用PWM驅動蜂鳴器來產生不同頻率的聲音。

項目軟硬件設計

整個項目的系統結構圖如下圖所示：

主控芯片采用STC15W204，SOP16封裝，14個GPIO中一路用作PWM驅動蜂鳴器，另外13個GPIO連接13個琴鍵，可做成一個13音的卡林巴琴。3D渲染圖如下圖所示：

軟件也比較簡單，核心思想是，當有按鍵俺按下時，就控制PWM輸出對應頻率的方波來驅動蜂鳴器發(fā)出聲音。程序框圖如下圖所示

一般的蜂鳴器都有一個響應頻率范圍，我嘗試了幾款市面上常見的蜂鳴器，發(fā)現在500Hz - 1300Hz的范圍內，聲音比較清澈。頻率低于500Hz就會出現沙啞的聲音，頻率高于1300，聲音強度就會降低。而且蜂鳴器的音色比較單一，只能發(fā)出弟嘀嘀的聲音，所以這個版本的電子琴表現效果一般般，好在制作過程還算簡單，有興趣的讀者可以自己嘗試制作一個。

項目設計知識點

1. 原理圖及PCB設計 2.焊接技能訓練 3.51單片機最小系統 4.PWM的應用 5.按鍵輸入的應用

預期課堂效果

該項目的主要目的是激發(fā)學生們學習的興趣，提升學生參與課堂的積極性。

通過制作一個真實有趣的作品，讓學生在這個過程中學到應學的知識，并且讓學生意識到自己所學知識的應用價值。

制作及演示視頻

自制卡林巴電子琴，可通過藍牙連接手機庫樂隊 MIDI Boy【理科生的第一件樂器】_嗶哩嗶哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili