Механическая шкатулка своими руками. Самоделка музыкальная шкатулка

Речь пойдет об устройстве очень простом в изготовлении (даже для начинающего электронщика-любителя), но при этом крайне интересном и полезном - электронной «музыкальной шкатулке». Также, в качестве примера, я покажу и расскажу об одном из возможных воплощений и применений этого девайса - про последний сделанный на его основе подарок своей девушке.

История создания

Тут будет много букв, относящихся к делу достаточно косвенно, и если хотите,

Началось все очень давно, несколько лет назад, когда я захотел сделать девушке какой-нибудь интересный, оригинальный и запоминающийся подарок на день рождения. И обязательно своими руками. Времени до праздника оставалось совсем немного, два дня, за которые надо было что-то придумать и, собственно, реализовать. День ушел на раздумья - в голове крутились сотни разнообразных вариантов, от всевозможных светодиодных «мигалок»-сердечек, до разных электро-механических поделок. Но все это было не то: или слишком просто и избито, или наоборот, достаточно сложно (а времени-то уже совсем-совсем не остается!). Внезапно мне пришла в голову простая, но замечательная, как потом выяснилось, идея: почему бы не сделать музыкальную открытку? Причем не простую, а с «фишкой», с оригинальной мелодией. Тем более, у нас была «своя песня», под которую мы познакомились и которая вызывала у нас всевозможные приятные романтические воспоминания и переживания.
Так появился на свет самый первый вариант «музыкальной шкатулки», прародитель, так сказать. Очень простой, собранный на скорую руку навесным монтажом из PIC12F675, пьезодинамика, фотодиода, пары резисторов, трехвольтового элемента 2016 и упакованный в нарисованную в фотошопе открытку. Открытка эта в результате умела при раскрывании (и попадании света на фотодиод) пропискивать прямоугольником ту самую мелодию. Вот так вот незатейливо и просто.
Но идея оказалась архиуспешна, во много раз больше, чем я ожидал. В последствии я сделал еще несколько таких простых открыток по просьбе своих знакомых, для их вторых половинок. И в каждом случае такой подарок вызывал массу эмоций как у самих одаряемых, так и у их родителей, подруг и знакомых:)
Прошло достаточно много времени, все закрутилось, проект подзабылся. Но так получилось, что я снова вспомнил про музыкальную шкатулку. На сей раз это должен был быть подарок на 8 марта. В то время я активно изучал микроконтроллеры Atmel, в частности игрался с ATtiny45, и под это дело решил музыкальный модуль усовершенствовать. Тем более, на этот раз времени было много. Тут то все и началось.
Выискивая разную информацию на просторах интернета я наткнулся на широко известный в узких кругах сайт мистера Чана . А конкретнее, на одну из его конструкций, миниатюрный синтезатор , как раз на любимом МК:) Некоторое время назад я уже почти закончил четырехканальный синтезатор на PIC18, но, увы, наработки в сердцах уничтожил (о чем еще не раз потом пожалел). А конструкция Чана была вполне самодостаточной и законченной. Оставалось добавить к ней только «спусковой механизм» и вперед!
Я немного допилил код, и спусковой механизм был готов. Но дальше все оказалось несколько менее радужно. Основная проблема конструкции была в том, что она слишком тихо звучала. Как я ни пытался, при прямом приводе динамика от пинов МК получалось тихо и все тут! В результате, было принято волевое решение добавить усилитель мощности. Выбор пал на наличествующий тогда в Терраэлектронике LM4900. Опять же, пришлось внести еще некоторые изменения в код мистера Чана, чтобы синтезатор правильно работал с внешним усилителем - сделать управление ногой энергосбережения, чтобы усилок не кушал батарейку при простое и перенастроить ШИМ для правильного вывода сигнала с одного пина. После этих изменений прототип заработал просто идеально. Тогда же я нарисовал первый вариант платы (в который, как потом выяснилось, закрался косяк:) и собрал музыкальную шкатулку по-человечески. Далее, все по проторенной дорожке - самодельная открытка, установка модуля и дарение-вручение.
Конечно, это устройство было на несколько голов выше предыдущих - очень реалистичное звучание «настоящей» шкатулки и полифония давали о себе знать:) Подарок, как и в прошлые разы, еще давно, вызвал фурор. И я также собрал друзьям около десятка таких модулей.

Теперь о самом устройстве

Текущая версия модуля, третья по счету, содержит в себе еще несколько изменений и одно интересное нововведение - светомузыкальный канал , к которому можно подключить, например, светодиод. Но обо всем по порядку.

Начнем со схемы, она очень простая:

Сердце ее - микроконтроллер ATtiny45/85 . Он занимается, собственно, синтезом музыки, управляет светомузыкальным каналом и энергосбережением усилителя. Второй по значимости элемент - звуковой усилитель мощности TPA301D . К усилителю подключен динамик , который находится за пределами модуля. Еще есть транзистор BC847 , управляющий светомузыкальным каналом и несколько пассивных элементов - резисторов и конденсаторов . Питается все это от 2-3 щелочных элементов (например, AAA), находящихся во внешнем батарейном блоке (самом обычном, китайском). Как видите, схема действительно элементарна.

Принцип работы схемы

Большинство времени устройство находится в «спящем режиме». МК засыпает по команде прошивки сразу после включения, предварительно «усыпляя» и усилитель, устанавливая на его ноге «SHUTDOWN» высокий уровень (путем подключения слабой подтяжки ноги «PB0» к «+» питания внутри МК). Просыпается МК по прерыванию c ноги «PB2/INT0» . Изначально нога тоже подтянута к «+» питания внутри МК и ее надо замкнуть на землю.
С ножки «PB1/OC1A» МК звуковой ШИМ сигнал, дабы отфильтровать его от несущей, проходит через простейший RC-фильтр второго порядка (R2-C3 ), который должен быть рассчитан (а в нашем случае может быть и просто «прикинут») на частоту среза, много меньшую (раз в десять) несущей частоты. А отфильтрованный сигнал, через блокировочный конденсатор C2 , уже поступает на вход усилителя.
МК управляет и дополнительным, светомузыкальным каналом. Для этого используется npn-транзистор Q1 в ключевом режиме, база которого подключена к ноге МК «PB4/OC1B» через токоограничивающий резистор R1 . В цепи коллектора тоже может стоять ограничивающий резистор (R3 ) - не будет лишним. Транзистор также управляется ШИМ сигналом. Все выполнено очень просто - в лучших традициях «мигания» светодиодами с «ардуины»:)
По питанию стоит развязочный тантал (С1 ), простейший обвес усилителя, выполняющий как роль развязки (С4 ), так и регулировки коэфициента усиления (громкости), в общем-то, подсмотрен в даташите на усилитель. При необходимости, КУ может быть достаточно точно рассчитан по самой обыкновенной для ОУ методике соотношения сопротивлений входного резистора R4 и резистора обратной связи R5 , так как громкость бывает полезно подкорректировать под конкретно взятый динамик или конструкцию.

Печатная плата

Проста до безобразия, нарисована в DipTrace:


Это уже третья версия, в которой учтены все предыдущие недочеты.
Плата рассчитана под поверхностный монтаж и односторонняя, что сильно упрощает процесс ее домашнего изготовления. Можно применить любой способ: лазерно-утюжный, фотоспособ или даже нарисовать дорожки маркером (на любителя, конечно).
Все элементы - 0805 (включая «нулевые» перемычки), тантал - A или B, транзистор в SOT23 и МК с усилителем в SO-8. Все «периферийные» компоненты - батарейный блок, динамик, светодиоды и кнопка (фоторезистор, геркон) подпаиваются к соответствующим «кружочкам» на плате. Вот и все.

Программная часть

Немного о синтезе звука

О способе синтеза, используемом в девайсе, доходчиво можно почитать в оригинале у мистера Чана . Можно еще загуглить «wavetable synthesis». Если же вы не владеете языком, то вкратце, в памяти МК хранится звуковой сэмпл (отдельно взятый звук), т.н. «wavetable» , который в нашем простейшем случае условно делится на две логические части, в целом образующие «envelope» - «attack» , начало каждого нового звука, и «sustain» , выдержку, постоянно зацикленный на протяжении звучания ноты фрагмент. Есть еще «decay» , «дозвучка», часть, которая звучит после снятия ноты. У нас она реализована просто путем постепенного затухания звучания «sustain"а». В МК работает таймер, который с определенной частотой вызывает прерывание, где в соответствии с текущим положением по «envelope» и высотой звучания ноты выбирается нужное значение из памяти сэмпла. Причем, таким образом можно синтезировать сразу несколько каналов (то есть нот) одновременно, все зависит только от вычислительной мощности МК и частоты дискретизации (качества звучания). Дальше эти значения смешиваются и отправляются «на выход» (у нас - в регистр управления ШИМ). Все это безобразие, как я уже упоминал выше, называется «Wavetable synthesis» или «таблично-волновой синтез».

Ядро синтеза мистера Чана осталось практически неизменным. Немного поменял только метод вывода ШИМ, ввиду отказа от «прямого привода» динамика с МК. Добавил «спусковой механизм», управление энергосбережением МК и усилителя, а также написал код управления светомузыкальным каналом, который работает таким образом: по специальному событию из партитуры в нужных местах «зажигает» светодиод, и затем плавно его «гасит». Ну и «портировал» (сильно, конечно, сказано) код в Студию, для удобства.
Код написан на AVR ассемблере и состоит из нескольких файлов: «mbox.asm» - собственно, сама программа; «notes_pitch.inc» - указание соответствий мнемонических названий нот, используемых в партитуре, коэффициентам приращения позиции указателя в сэмпле (то бишь, в результате, высоте тона); «wavetable.inc» - данные сэмпла («таблицу») и кривую затухания «decay»; а «score.inc» , как вы уже наверное догадались по названию, содержит партитуру исполняемого произведения, «ноты».
Изначально, в «wavetable.inc» самим Чаном «забит» звук шкатулки. Но при необходимости и желании его можно изменить на любой другой, используя вспомогательный скрипт «wav2asm.pl» , или же просто руками.
Сложнее же дело обстояло с партитурой. Изначально предполагалось писать их вручную, что, несомненно, доставит массу удовольствия человекам-мазохистам, особенно если партитура совсем непростая.
Для человека, собирающегося использовать свою партитуру и, предположительно, по этому поводу хоть сколь-нибудь знакомому с музыкой и нотной грамотой, проще было бы нарисовать партитуру в любом доступном нотном редакторе и каким-то образом использовать ее. Для этого я написал специальную программку-конвертер , которая принимает «на вход» миди-файл формата 0, а «на выходе» отдает готовый файл «score.inc». Она же может самостоятельно расставлять события зажигания светодиода для всех встречающихся в первом канале нот, то есть, если мелодию изначально логически отделить от аккомпанемента и вынести в первый канал миди-файла, то мы получим партитуру, которая будет зажигать светодиод в такт с мелодией, если захотим и поставим галку. На самом деле, это, пожалуй, один из самых красивых вариантов работы дополнительного канала.
Еще программа умеет транспонировать результирующую партитуру на одну или две октавы вверх/вниз, что в определенных случаях может сильно облегчить работу по написанию партитуры.
Интерфейс программки выглядит просто, понятно и незатейливо, а исходники на Delphi прилагаются в комплекте:

К стати, как мне подсказали в свое время (почему-то я об этом совсем не подумал), в интернете есть куча ресурсов, откуда можно взять уже готовые мидишки с желаемыми мелодиями. Их нужно будет лишь немного доработать для использования в моем конвертере. А некоторые, возможно, даже и не придется дорабатывать.

Что еще может понадобиться?

Допустим, вы купили/достали все необходимые компоненты, тем или иным образом изготовили плату или, как вариант, просто спаяли все навесным монтажом. Что понадобится еще? Понадобится программатор. Если вы уже имели или имеете дело с AVR, то у вас он, скорее всего, уже есть. А так, подойдет, например, «USBasp» в сотнях воплощений или любой другой . Здесь нет ничего сверхъестественного. В архиве со всем-всем есть уже скомпилированный бинарник, который можно сразу заливать в контроллер и использовать, если нет намерений что-то править и пересобирать.

Применение

А теперь, как и обещал, расскажу и покажу одно из сотни возможных применений модуля, музыкальную розу Кавасаки.
Роза Кавасаки , один из шедевров оригами, вообще отдельная большая тема, ознакомиться с которой в полной мере можно на просторах интернета.
Конструктивно же, сама вещица выполнена из двух частей:
Первая, роза , сложена из цветного листа бумаги и приклеена на скрученный стебелек с листиками (тоже сложенными из цветной бумажки). Внутри стебля проходит толстая медная проволока (для прочности) а в самом низу спрятан небольшой неодимовый магнитик.
Вторая часть, ваза , выкроена и склеена из толстого белого картона. Внутри нее установлен сам модуль, динамик (приклеенный на резонирующий объем, заполненный ватой), сверхъяркие белые широкоугольные светодиоды, заматованные мелкой наждачкой и батарейный блок, закрепленный снизу вазы для удобства доступа к батарейкам. Ну и, конечно же, геркон - «спусковой механизм», работающий в паре с магнитиком в стебле. Он установлен таким образом, что модуль активируется при вынимании розы из вазы.
Схематично это выглядит примерно так:

А вот пара фотографий прототипа:

И видео работы. На видео играет композиция «Нежность», которую я переложил для шкатулки, и которая включена в архив как исходником (набирал в Sibelius) и мидишкой, так и готовой сгенерированной партитурой:

Как водится, дает о себе знать вечная моя проблема с нормальным звуком в видео. Тысяча извинений. Если интересно послушать в нормальном качестве как звучит конструкция, то можете скачать

В шкатулке музыкальной, почти на самом дне, тихонько спят мгновенья давно ушедших дней. Популярный некогда аксессуар теперь пылится в музеях или на антресолях, забитых всяким хламом. Так бы оно может и было дальше, если бы дизайнеры не решили возродить музыкальную шкатулку, сделав из нее настоящий предмет роскоши. О самых ярких экземплярах поговорим в нашем обзоре.

Начиная с ноября месяца, все экраны страны заполняет жизнерадостный Дед Мороз с бутылкой кока-колы в руках. Из года в год реклама практически не меняется, поэтому главный герой становится почти родным, а в супермаркете рука сама тянется к шипучему напитку. Теперь он перекочевал и на крышку музыкальной шкатулки. Кока-колы такой Дед Мороз, конечно, не принесет, но музыкой порадует.

Главное – крыша над головой. Как выяснилось, эта истина актуальна не только для людей, но и музыкальных шкатулок.

Такая музыкальная шкатулка делается под заказ. Дизайнер не только выбирает понравившуюся клиенту мелодию, но и создает фигурки-портреты именинников или членов семьи заказчика.

Музыкальная шкатулка в виде медальона, стилизованная под старину. Дизайнеры утверждают, что одним таким подарком можно покорить сердце девушки.

Если капризная прелестница осталась равнодушной к поющему сердцу, можно попробовать подарить ей музыкальную шкатулку в виде карусели. Только сначала стоит поинтересоваться: а любит ли девушка музыку или все же лучший подарок для нее находится в ювелирном отделе.

До чего дошел прогресс! Производители придумали музыкальную шкатулку для Ipad. Чтобы привести ее в действие, нужно загрузить на Ipad специальное приложение, и можно наслаждаться мелодиями.

Музыкальная шкатулка, созданная специально к юбилею группы «Битлз». Впрочем, об этом весьма красноречиво говорит крышка изделия. Что касается репертуара шкатулки, то он состоит исключительно из песен легендарной группы.

Такая шкатулка наверняка понравится детям. Главных героев шкатулки дизайнеры периодически меняют. Одно остается неизменным – характер изделия.

Музыкальная шкатулка для тех, кто пишет музыку. Создавайте мелодии, фиксируйте их на специальной карте и наслаждайтесь полученным результатом.

Такую коробочку с песнями дизайнеры предлагают создать самостоятельно: раскрасить в любимый цвет, добавить всевозможные фигурки, надписи и подарить дорогому человеку. Ведь лучшие подарки, как известно, делаются своими руками. Если сделать музыкальную шкатулку самостоятельно не получается, можно подарить имениннику . Уверены, такой подарок придется по душе любому.

Как сделать музыкальную шкатулку своими руками aslan wrote in October 17th, 2018

Периодически мне заказывают музыкальные шкатулки. Это хороший подарок на памятную дату. Ведь у каждой пары есть своя мелодия? Вот про такую шкатулку хочу рассказать.

Вообще есть желание создать свой механизм для этого дела, но пока пользуюсь знаменитым kikkerland 15. Он имеет 15 голосов и сама мелодия располагается на перфоленте. Я почти всегда имею парочку механизмов про запас. Фанаты создали целый сайт с коллекцией мелодий.

Корпус изготовлен из бука по размерам заказчика, обычно я делаю совсем карманные варианты, тут же размер шкатулки 100х100х70. Заготовки запилены на ус, на фото видно как собиралась коробочка.

Чтобы стянуть углы используются ленточные струбцины.

Отрезанная с запасом крышка приклеивается сверху.

Шлифмашиной придаю крышке форму сундучка. И только после этого шкатулка разрезается на половинки и внутрь вставляется механизм.

Примеряем ленту, она должна заходить в шкатулку "вслепую", не открывая крышку.

Хозяйка просила нанести на крышку гравировку. Проблем нет. Остается очистить опыл от гравировки и покрыть все лаком.

Я ленивый мастер и ленты для шкатулки я также делаю на лазере. Хотя в комплекте идет специальный дырокол для этого.

Примеряем ленту и слушаем мелодию. Все получилось!

Ленточка полностью помещается в шкатулку. В маленькие шкатулки она укладывается гармошкой.

Хозяйка осталась довольна, для меня это почему-то очень важно. :)

Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану ([email protected] ) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта

Ну из-за чего бы еще я захотела купить музыкальную шкатулку? Тут увидела отзыв, там увидела механизм - пазл сошелся и вот она у меня на столе в симпатичной коробочке.

На Алиэкспрессе можно было купить уже готовую конструкцию, но тут проснулась жаба и начала меня душить. Отдавать больше, чем 3 у.е. за музыкальную шкатулочку? Если только она будет из золота с бриллиантами (ну ладно, фианитами )...

Решено было купить музыкальный механизм и самостоятельно сделать коробочку.

Стоимость на момент покупки: 2.9 у.е.

Упакован механизм был так, что я подумала сначала, что продавец ошибся и отправил мне музыкальную шкатулку уже в каком-нибудь корпусе. Но когда я развернула пакет, оказалось, что основной объем составляет упаковочный материал. Для чего? ВНИМАНИЕ: чтобы не помялась картонная коробочка с бантиком.

Сам механизм металлический - ему вряд ли что-то будет, даже если на него наступить. Даже выпирающая часть рукоятки очень прочная.

Все предельно просто. Берем механизм, подбираем или мастерим сами коробочку, устанавливаем механизм в коробочку болтами... СТОП! А где же обещанные болтики?

Про болтики я вспомнила спустя неделю, когда снова полезла смотреть описание товара продавца. У него на фотографиях механизм с 3 болтами для крепления, а мне пришло без них. Где мои болтики???

Пришлось лепить на двусторонний скотч ко дну коробочки. А т.к. у мужа был период под названием: "Что бы еще такого склеить двухфазным клеем? ", то механизм был посажен для надежности на него. Клея осталось много? Не беда... сейчас мы заклеим коробочку наглухо!

На мой вопрос: "Зачем заклеил саму коробочку? " ответа не последовало, муж только плечами пожал и улыбнулся. Пришлось томно вздохнуть, покачать головой и опробовать механизм в действии в новом корпусе от старых часов Ракета.

В коробочке пришлось проделать отверстие для ручки. С этой задачей легко справился китайский Дремель (отзыв будет ). Но зачем мужу понадобилось делать второе отверстие - снова осталось загадкой. Звучание было точно таким же и без него.

ОПИСАНИЕ.

Механизм и корпус металлические за исключением пластиковых шестерней и внутреннего барабана. Ручка вращается в обе стороны, но звучание дает только правильное направление.

Размер механизма 4.4 х 3.4 х 2 см + вращающаяся ручка.

У ручки наконечник подвижный для удобства вращения.

Продавец отправлял заказ в случайном порядке и из 6 мелодий мне достался барабан 002B с музыкой - "Финал Лебединого озера".

Есть вероятность того, что можно продавца попросить прислать конкретный барабан, но для этого необходимо знать все их номера и звучания. Я осталась довольна выбором продавца.

Звучание громкое будет в том случае, если механизм установлен на твердую поверхность. В коробочке звук усиливается вдвое. Если музыкальную шкатулку крутить на кухне, то ее будет слышно даже в комнате.

Мелодия приятная, привирание заметила только одно в конце, но может быть так и надо. Чем быстрее крутишь рукоятку, тем быстрее играет мелодия и наоборот: чем медленнее крутишь - тем медленнее вращается барабан.

ДЛЯ РЕБЕНКА.

Покупала механизм из разных соображений:

1. Захотелось.
2. Развитие ребенка.

Что может развить механизм музыкальной шкатулки у ребенка:

• Логику и сообразительность - куда и как вращать, чтобы зазвучала мелодия.
• Слух - приятные мелодии с правильными нотами.
• Чувство прекрасного - Лебединое озеро и музыка из него - это классика.
• Мелкую моторику - рукоятка маленькая и держать ее нужно пальчиками крепко.
• Чувство такта (ритма) - вращая быстрее или медленнее задается темп.
• Фантазию, воображение - если делать корпус вместе.

ВЫВОД.

Механизмом я осталась довольна и ребенку музыкальная шкатулка понравилась. Потраченные деньги не жалко. Была идея сделать музыкальную шкатулку в стиле оформления макаронными изделиями и крупами, кофейными зернами, квиллингом или аппликациями...

Когда утихомирила свою разбушевавшуюся фантазию, я поняла, что ребенок не даст долго прожить оформлению и самым разумным вариантом музыкальной шкатулки будет как раз наглухо заклеенная квадратная коробочка от часов.

Желаю Вам удачных покупок!

AliExpress - оптовый интернет-гипермаркет. Тонкости Али, его плюсы и минусы, наши нескончаемые заказы (аксессуары, микросхемы, техника, игрушки, для себя любимой и др.) в фото-репортаже от шопоголика.

Оплачивать покупки на Али

Наткнулся я тут как то на сайте lifehacker на интересные штуки с AliExpress. А именно механизм для музыкальной шкатулки. И недолго думая заказал сей гаджет себе:)

Очень заинтересовала эта позиция так как с детства любил наблюдать в фильмах как у героев играет мелодия из шкатулок. Нравится тон таких мелодий ритм и все в таком духе.
Сама идея предельно проста. Вы можете своими руками сделать любую шкатулку и вставить туда механизм, получится оригинальная вещица. Но так как у меня руки растут не из того места, я просто люблю слушать эту мелодию без внешних украшательств. Играет тут кстати Castle in the Sky Theme Song. Не знаю откуда и кто автор, но нравится:)

Шла посылка примерно месяц. Трекится перестала после пересечения границы. Видимо китаец съэкономил на нормальном трек коде. Ну да ладно.


Упаковано в обычный пакет и тонкий паралон. Никакой пупырки:(


Так же обещали 4 винта, а в пакете было тока 2 но это мелкие придирки.
Размеры 5 см на 4,5 на 2 Все соединяется на одной раме.


Звуки производят пластины разной длины которые цепляет маленький барабан с выступами в определенных местах. У китайцев полюбому под разные песни есть такие барабаны и было б интересно переставлять их в зависимости от настроения.


В движение все приводится пружиной которую заводят специальным ключем. Ничего сверх нанотехнологичного тут нет:) Что б мелодия играла ровнее есть тормозящий валик.




Если держать механизм в руке то звук очень тихий, ну на столе все отлично слышно.

Продавец обещает 500 повторений воспроизведений, в будущем будет видно как себя поведет этот механизм.

Планирую купить +19 Добавить в избранное Обзор понравился +40 +59