создаём настольное пианино на Ардуино
Профессия «инженер-электронщик»:
Мастер-класс
Профессия: инженер-электронщик
Сферы деятельности
  • электроника
  • схемотехника
Используемые технологии
CAD системы, микроконтроллеры
Необходимые навыки
навык работы со схемами, микроконтроллерами
Продуктовые результаты
разработка новых электронных устройств или улучшение существующих
Где учиться
ТУСУР, ТПУ
Где работать
в научно-исследовательских институтах, производственных компаниях, сфере информационных технологий
О чём мероприятие?
Сегодня мы окунемся в мир музыки и технологий. Профессия инженера-электронщика объединяет творчество и науку, позволяя создавать устройства, которые делают нашу жизнь более яркой. Они разрабатывают различные гаджеты, в том числе музыкальные инструменты. На мастер-классе вы легко сможете собрать из простейшей электроники небольшое музыкальное пианино.
Для кого мероприятие?
Мероприятие ориентировано на детей и их родителей, интересующихся физикой, электроникой, а также на всех желающих попробовать себя в роли инженера-электронщика.
Для работы вам понадобится:
Микроконтроллер Arduino Uno
микроконтроллер предназначен для управления подключенными к нему устройствами
Макетная плата
предназначена для подключения электронных компонентов
Кабель с разъемом USB Type A – USB Type B
предназначен для подключения Ардуино к компьютеру
Тактовые кнопки DIP 6мм х 6мм х 5мм - 3 шт.
при нажатию кнопки пианино будет издавать различные звуки
Пьезодинамик активный - 1 шт.
пьезодинамик издает звуки различной частоты
Резистор 10 кОм - 3 шт.
пассивный компонент, уменьшает силу тока, чтобы предотвратить короткое замыкание
Провода папа-папа - 10 шт.
предназначены для подключения компонентов на макетной плате к Ардуино
Полезные материалы:
Что такое макетная плата
Ход работы:
Собираем устройство
Шаг первый
Подготовьте макетную плату. Подключите провода, как показано на картинке. К длинной дорожке, обозначенной красным, подключите 5V от Ардуино, а к длинной синей дорожке — GND (это "земля" или нулевой потенциал) от Ардуино.
Шаг второй
Поставьте пьезодинамик на макетную плату и подключите к Ардуино. Если приглядеться, то на нем есть “+” рядом с одной из ножек. Эту ножку мы подключаем к 5 пину Ардуино, а вторую к “земле” на макетной плате.
Шаг третий
Подключите кнопки, как показано на картинке. Кнопки мы размещаем посередине на макетной плате. Верхний левый контакт мы подключаем к цифровому пину на Ардуино (8, 9 и 10 для первой, второй и третьей кнопки соответственно). Нижний левый контакт мы подключаем к одной из ножек резистора, а вторую ножку резистора подключаем к красной длинной линии на макетной плате. И левый нижний контакт кнопки мы подключаем к через провод к “земле” (длинной синей линии на макетной плате).

Теперь все компоненты подключены и можно переходить к программированию.
Программирование устройства
Шаг первый
Откройте Arduino IDE. Если раньше не работали с этой программой, то заранее скачайте и установите её
Скачать Arduino IDE
Шаг второй
Скетч - это программа, которую будет выполнять микроконтроллер Ардуино. Мы будем загружать уже готовый скетч. Скачайте его, нажав на кнопку ниже.
Скачать скетч
Шаг третий
В ПО Arduino IDE настройте порт и плату. Откройте вкладку "инструменты" и выберите в строке "плата" ту плату Ардуино, которая лежит перед вами. Тип вашей платы написан прямо на ней. В строке "порт" выберите нужный порт, чаще всего это самый нижний.
Шаг четвертый
Подключите вашу Arduino к компьютеру через провод USB Type A – USB Type B. Загрузите скетч на плату. На картинке показано, через какую кнопку это сделать.
Шаг пятый
После загрузки кода попробуйте нажать на кнопки, если схема собрана правильно, то пьезодинамик станет издавать звуки на разных частотах в зависимости от той кнопки на которую вы жмете. В исходном скетче задействованы частоты 440, 415 и 330 Гц. Чтобы изменить частоту издаваемую пьезопищалкой нужно изменить первую цифру в параметре tone для каждой кнопки.
Все, что Вам остается - это проверить работоспособность устройства. При нажатии на кнопки пьезопищалка будет издавать звук на определённой частоте. Пианино готово!
Итоговый продукт
Путем несложных манипуляций с электронными компонентами и простой настройкой программного обеспечения участники смогли собрать модель электронного пианино.
Вопросы для обсуждения
  1. Подумайте, каким образом можно модифицировать эту схему, чтобы играть полноценные музыкальные произведения.
  2. Как думаете, в каких сферах тебе может пригодиться навык работы с Arduino?
  3. Какие качества важны для работы схемотехником?
  4. Какие навыки вы сегодня получили?
Разработчики