描述

DIY音樂鍵盤

制作 DIY 音樂鍵盤的最大挑戰(zhàn)之一是獲得干凈且一致的按鍵檢測信號。為了解決這個(gè)問題，我提出了一個(gè)使用 Silicon Labs CPT007B 可編程觸摸傳感器芯片的關(guān)鍵傳感設(shè)計(jì)。

工程解決方案

該項(xiàng)目的構(gòu)建設(shè)計(jì)涉及使用 3D 打印的鍵盤部分，傳感器 PCB 安裝在其鍵柱上方。傳感器 PCB 具有 2 x 7 通道電容式觸摸傳感器芯片，其中使用 12 個(gè)通道。共有 5 個(gè)八度音段連接到半音發(fā)生器，它響應(yīng)鍵盤傳感器 PCB 的輸出信號以產(chǎn)生 61 個(gè)音符。（最后一個(gè)八度音階為高 C 啟用了額外的音符。）

鍵盤部分

鍵盤部分和總體布局是使用 Logic Blox 合成器構(gòu)建器設(shè)計(jì)的。3D 部件以及它們與合成器音頻引擎的交互方式在虛擬環(huán)境中進(jìn)行了原型設(shè)計(jì)，然后轉(zhuǎn)化為真實(shí)設(shè)備。

Logic Blox 合成器是一個(gè)基于 Unity 的 3D 世界編輯器。合成器構(gòu)建器組件可以在這里找到https://assetstore.unity.com/packages/slug/141800

傳感器板

傳感器板基于鍵盤部分尺寸，實(shí)際上可以是任何形狀。在此設(shè)計(jì)中，每個(gè)按鍵上的彈簧柱都會觸發(fā)位于每個(gè)按鍵上方的電容式觸摸板。彈簧柱不需要與觸摸板進(jìn)行電接觸，并且會通過各種材料（例如聚酯薄膜、玻璃以及在這種情況下為阻焊層）觸發(fā)信號。

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鍵盤部分

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芯片和信號格式

CPC700B 具有 7 個(gè)電容傳感器輸入和 7 個(gè)相應(yīng)的集電極開路輸出。為每個(gè)鍵使用單獨(dú)控制線的合成器設(shè)計(jì)可以使用這種類型的信號。通過將按鍵直接發(fā)送到 MC 來工作的合成器設(shè)計(jì)可以使用該芯片的 SPI 或 I2C 輸出版本。

在此配置中，當(dāng)按鍵被按下時(shí)，相應(yīng)的輸出信號從高電平變?yōu)榈碗娖健?/font>所有輸出均針對干凈的無反彈信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，這些信號由音源板檢測以播放相應(yīng)的音符。

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合成器核心總體布局

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可以使用編程器 GUI 修改芯片參數(shù)，以便更改參數(shù)并將其保存回芯片。視頻展示了這個(gè)過程。

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印刷電路板設(shè)計(jì)

與所有電容式觸摸 PCB 一樣，必須特別注意防止觸摸傳感器焊盤附近出現(xiàn)瞬態(tài)電壓。整個(gè)電路應(yīng)該被接地層包圍，焊盤側(cè)沒有突出物（通過焊針、元件等的孔）。

該板是使用 SunStone 電路的 PCB123 制成的，其中開發(fā)了幾個(gè)原型。

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PCB頂部

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PCB底部

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1 / 3 ?按鍵動作傳感器 PCB

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PCB 是一個(gè)相當(dāng)簡單的設(shè)計(jì)，其中觸摸板連接到芯片輸入。輸出連接到 16 針頭，用于向合成器音源板發(fā)送信號。

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帶有原型 pcb 的合成器測試臺

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