Własnoręcznie robiona perkusja elektroniczna #1

Razem z bratem postanowiliśmy stworzyć perkusję. Uwielbiam muzykę: słuchać, odgrywać i tworzyć. Gra na perkusji wydawała mi się zawsze fajną sprawą, jednak nie da się ukryć, że taki zestaw sporo kosztuje, a dodatkowo trzeba mieć odpowiednią przestrzeń na taki instrument. Gdy się ma jednak trochę czasu i chęci, można stworzyć coś takiego samemu, ze znacznie mniejszym budżetem. Chciałbym Wam przedstawić projekt oraz to, jak przebiegało jego realizowanie. Dlaczego to może być ciekawe? Ponieważ oboje nie mieliśmy zbyt dużej wiedzy o tym, co zamierzaliśmy zrobić, ale sporo się dzięki temu nauczyliśmy.

Omówienie projektu

Głównym założeniem projektu było wykonanie perkusji elektronicznej, która przesłałaby sygnały MIDI do komputera, dzięki czemu można byłoby wykorzystać ją jako kontroler MIDI do produkcji muzyki w DAW (Digital Audio Workstation), a także do gier muzycznych i ćwiczeń. Ważnym było, żeby koszt wykonania pojedynczych elementów nie był zbyt wysoki. Postanowiliśmy stworzyć każdy element (bębny, talerze) osobno, a także “stację bazową”, opartą na Arduino. Dzięki temu perkusja składałaby się z modułów, które można dowolnie podłączać pod porty stacji, za pomocą kabli minijack. Na razie wykonaliśmy jeden z bębnów, dlatego ten post skupi się na produkcji właśnie tego elementu.

Uwaga: w projekcie używamy materiałów z różnych źródeł, dlatego podane ceny mogą się różnić od tego, co znajdzie się w sklepach w Twojej okolicy. Wiem też, jak bardzo denerwujące są poradniki “zrób to sam w domu”, w których wykorzystuje się jednak zaawansowane maszyny. My co prawda takich nie posiadamy, jednak już teraz ostrzegam, że wykorzystywane przez nas narzędzia też nie wchodzą w skład wyposażenia przeciętnego gospodarstwa domowego. Chciałbym, żeby ten wpis był traktowany bardziej jako relacja z realizacji takiego projektu i inspiracja, niż konkretna instrukcja na zrobienie tego samemu. Wszystko to było robione metodą prób i błędów, dlatego działa, ale nie jest idealne.

Pierwsze eksperymenty z elektroniką

Zaczęło się od poszukiwania rozwiązań w internecie. Nie mając zupełnie pojęcia o tym, jak taki bęben mógłby działać, dowiedziałem się o istnieniu przetworników piezoelektrycznych i o tym, że nie jest to takie skomplikowane. Brat, który interesuje się elektroniką, posiadał zestaw Arduino, dlatego przystąpiliśmy do testów i sprawdzenia, jak za pomocą uderzeń o piezoelektryk wysyłać sygnały do komputera. Po kilku próbach z różnymi bibliotekami w końcu udało się odebrać sygnał! Byliśmy zadowoleni, choć bębna praktycznie jeszcze nie było. Byliśmy już jednak na tyle zmotywowani, że musieliśmy to skończyć.

Ostatecznie kod wysyłania sygnału MIDI wyglądał u nas tak:

#include <MIDI.h>

#define piezo A0
#define minimum 40

int great = 0;

MIDI_CREATE_DEFAULT_INSTANCE();

void setup(){
    pinMode(piezo, INPUT);
    MIDI.begin(MIDI_CHANNEL_OFF);
    Serial.begin(115200);
}

void loop(){ 
    if(great > 127){ great = 127; }   
    int piezoRead = analogRead(piezo);
    if(piezoRead > great + minimum && great <= minimum){
      MIDI.sendNoteOn(38, great*5+minimum, 1);
      delay(100);
      MIDI.sendNoteOff(38, 0, 1);
    }
    great = piezoRead;
}

Żeby jednak program funkcjonował według przewidywań, potrzebowaliśmy dodatkowo “pośrednika” w postaci programu Hairless-midiserial (https://projectgus.github.io/hairless-midiserial/). Ostatecznie, między piezoelektrykiem, a gniazdem minijack, znalazł się także rezystor o oporze 1MΩ. Elementy elektroniki połączyliśmy przewodami za pomocą lutownicy.

Czas na projekt konstrukcji

 Choć sam projekt nie jest zbyt skomplikowany, chciałem podejść do tego (choć trochę) profesjonalnie, dlatego trzeba było wykonać projekt w CAD. Oczywiście nie stać mnie na taki program (zwłaszcza, jeśli mam go użyć tylko raz), dlatego skorzystałem z alternatywnego rozwiązania, jakim jest FreeCAD. Szybkie rozejrzenie się po funkcjach, zrozumienie jego podstaw (nigdy czegoś takiego nie używałem) i mogłem przystąpić do przelewania pomysłu na ekran. Wymagało to wielu przemyśleń, ponieważ tradycyjna, okrągła konstrukcja mogłaby być dosyć trudna do wykonania. Na szczęście nie musieliśmy zwracać szczególnej uwagi na wygląd i akustykę instrumentu, ponieważ jest miał być on oparty na elektronice i to z niej miał pochodzić dźwięk. Swoją wiedzę na temat takiej konstrukcji, jak i obsługi programu, czerpałem jedynie z internetu, dlatego ostatecznie wyszło to, co możecie zobaczyć na obrazku poniżej (jednak w czasie realizacji tego projektu trochę się zmieniło). Podstawa bębna ma rozmiar 20x20 cm.

Przygotowanie materiałów

Z takim planem (i sporządzonymi wymiarami) mogłem wybrać się po zakup desek. Wybrałem się do lokalnego sklepu z deskami, listwami i innymi rzeczami z drewna. Pan w sklepie nie miał narzędzi, aby przyciąć deski do rozmiarów, których potrzebowałem, ale polecił mi osobę ulicę obok, która się tym może zająć. Z zakupionymi deskami poszedłem na następny dzień do niego i opowiedziałem o swoim planie. Jednak zanim pracownik zakładu stolarskiego zabrał się do pracy, postanowiłem zapytać go o cenę takiej usługi (w końcu to ma być budżetowa perkusja). I bardzo dobrze, że spytałem, ponieważ kwota przecięcia tych desek przewyższała nie tylko ich cenę, ale także i pozostałej elektroniki (wyłączając Arduino). Wycofałem się z tego, postanawiając… że sam to potnę. W domu znalazłem wyrzynarkę i był to w zasadzie pierwszy mój kontakt z tym urządzeniem, na szczęście wciąż mam wszystkie palce całe :D

Do sklepu z narzędziami wybrałem się po wkręty i kołki, z kolei w internecie zamówiłem eko-skórę (Allegro) oraz pałeczki perkusyjne z Chin (Aliexpress).

Kiedy wszystko było już gotowe (deski po szlifowaniu), można było zabierać się za złożenie tej konstrukcji.

Budowanie bębna

W czasie budowy instrumentu uświadomiliśmy sobie, że część wymyślonych rozwiązań nie działa tak, jak to sobie wyobrażaliśmy. Na samym środku znajdować się miał piezoelektryk, a na nim stożek z gąbki, który byłby przyciskany pod wpływem uderzenia w naciągniętą skórę. Po małym teście okazało się, że w ten sposób uderzenia nie są wykrywane, dlatego musieliśmy zmienić tę koncepcję.

Po złożeniu korpusu przykleiliśmy na środku drewniany bloczek, który był pozostałością po cięciu deski, z kolei na nim umieściliśmy piezoelektryk (między nim, a bloczkiem, przykleiliśmy też trochę gąbki, aby był bardziej ruchomy, ponieważ zauważyliśmy, że bezpośrednie przyklejenie go uniemożliwiało poprawne działanie). Problemem okazał się także otwór na gniazdo minijack, ponieważ musieliśmy wykombinować jakiś sposób zamontowania gniazda. Ostatecznie zrobiliśmy wielką dziurę wiertarką i włożyliśmy w niego port, wypełniając resztę klejem na gorąco. Zakupiona skóra, jak się okazało, posiadała pod spodem dodatkową, cienką warstwę gąbki. Nie spodziewaliśmy się tego, jednak dzięki temu była lepsza, niż chcieliśmy. Gdy wszystkie elementy zostały skręcone i sklejone, nałożyliśmy (po przetestowaniu) skórę i przybiliśmy ją zszywaczem do tapicerki. Tego samego dnia, w którym skończyliśmy bęben, przyszły także pałeczki.

Kilka słów na koniec

Nastąpił czas testów na symulatorze DTXMania (https://osdn.net/projects/dtxmania/). Bęben w kilku miejscach reagował lepiej niż w innych, jednak na to już nie mogliśmy nic poradzić. Mimo to, radość ze skończonego elementu była nie do opisania. To jednak jeszcze nie koniec projektu, ponieważ jeden bęben nie wystarcza. Choć wyszło sporo błędów w konstrukcji i przemyśleniach dotyczących jego działania, jak na samodzielną pracę dwóch braci, którzy sporo nowych rzeczy musieli się nauczyć, żeby to osiągnąć, wykonanie jest chyba bardziej niż poprawne.

Długo się zabierałem do spisania całej tej relacji i mam nadzieję, że już niedługo pokażę Wam dalsze postępy, w kolejnych częściach cyklu. Poniżej znaleźć możecie tabelkę z cenami materiałów, których użyliśmy do stworzenia bębna (choć trochę z nich jeszcze zostało, co wykorzystamy przy kolejnych elementach). W poniższym zestawieniu nie znajduje się jednak Arduino i inne elementy “stacji bazowej”, dlatego trzeba się liczyć z dodatkowym kosztem (tutaj w zależności od wersji i producenta, ponieważ istnieją też nieoficjalne kopie tej elektroniki, cena może się wahać od kilkunastu do kilkudziesięciu złotych). Samą stacją zajmiemy się też w przyszłości.

Ceny materiałów

Podobał się ten post? Udostępnij znajomym: