Таблица кодирования нот, длительности их звучания и пауз.

АККОМПАНЕМЕНТ ОДНОЙ КНОПКОЙ (Окончание. Начало в № 8’99)

У рассматриваемого музотрона — кибернетического электромузыкального инструмента (КЭМИ) — шаговая система опроса адресов памяти, отлично зарекомендовавшая себя на практике. В ее состав входят: триггер (для подавления дребезга контактов медиатора), «двигатель» нот (со счетчиком на DD1 типа К561ИЕ10), система выбора и индикации номера мелодий, дисплей-самоучитель и кнопки управления SB1—SB3 (обозначения здесь и далее даются в соответствии с принципиальной электрической схемой, опубликованной в предыдущем номере журнала).

Триггер собран по типовой, знакомой практически каждому радиолюбителю схеме. С «двигателем» нот сложнее. Его работу удобно рассматривать совместно с функционированием кнопок SB1 и SB2, учитывая при этом, что главное предназначение второй — «сбрасывать в ноль» К561ИЕ10, а первой (именуемой еще медиатором) — изменять при каждом нажиме на нее выходной двоичный код DD1 по кольцу, в сторону увеличения.

Вникая в подробности реализованного технического решения, нельзя не заметить: SB1 синхронно с коммутацией «двигателя» нот включает еще и звук (через управляемый напряжением усилитель — УНУ). Более того. Поскольку выходы К561ИЕ10 соединены с адресными входами микросхемы памяти, то одновременно с изменением выходного кода DD1 будут поочередно открываться ячейки памяти, управляя звуком и «сидящими» на выходной информационной шине МС DD3 светодиодами VD3-VD9.

Переход от одного номера мелодии к другому в музотроне осуществляют одновременным нажатием кнопок «мульти» и «медиатор». Но здесь есть своя особенность. Если немного затянуть с возвратом SB1 в исходное состояние, то автоматически последует изменение выходного кода микросхемы DD2 (значит, и входного кода для МС памяти), что оказывается весьма удобным при ускоренном хаотичном «переборе» мелодий. Манипулируя кнопками SB1, SB2 и ориентируясь при этом на индикацию светодиодного дисплея, легко подготовить исполнение любого номера из запрограммированной «Стороны А» (см. предыдущий номер журнала), а кратковременным нажатием на SB3 — заменить его на музыкальный двойник из списка «Сторона Б».

Выбор мелодий во втором случае осуществляет микросхема DD8, а также программа, заранее записанная в память DD3. Кроме того, МС DD8 управляет и частотой ведущего генератора, имитируя звучание гавайской гитары (частотное вибрато).

Таблица кодирования нот, длительности их звучания и пауз.
Таблица кодирования нот, длительности их звучания и пауз.

Дисплей-самоучитель — не что иное как адресованная новичку оперативная подсказка с помощью семи светодиодов. Вспыхивая в соответствии с записанной программой, они сигнализируют о рекомендуемой продолжительности нот и пауз, ничуть не меняя саму канву исполняемой мелодии. Причем VD3-VD9 смонтированы так, что по индикации, скажем, правого крайнего светодиода на лицевой панели КЭМИ можно судить, что в данный момент должен проигрываться «музыкальный квант» длительностью 1/16 ноты. Соответственно, вспышка соседнего светодиода свидетельствует об 1/8, а одновременное свечение обоих — о 3/16 ноты. Аналогичным образом работает и остальная сигнализация. Исключением являются лишь два левых светодиода — подсказка о рекомендуемой длительности пауз, на которую надо реагировать своевременным отпусканием кнопки «медиатор».

Вся индикация на дисплее-самоучителе выглядит броско: примененные здесь VD3—VD9 — красного свечения, яркость их вспышек определена соответствующим выбором номинала у резистора R10.

Несколько слов об использовании электронной памяти. По адресам 0000Н…1 FFFH закодированы ноты в «компактном» виде. Информация о длительности звучания каждой, сведения о паузах, а также номера мелодий «прошиты» по адресам 2000H…3FFFH.

При самостоятельном кодировании согласно таблицам (приводится лишь их начало) удобно на этапе экспериментов использовать микросхему с меньшим объемом памяти. Например, 27с64 (8 кБайт), куда записывать только коды нот (без длительностей и пауз). При игре мелодий в этом случае светодиоды будут высвечивать шестнадцатиричные коды в инверсном виде. На время экспериментов можно ограничиться использованием отечественной К573РФ2 (с учетом ее цоколевки).

Теперь о монтаже. Для него потребуется плата 115×55 мм толщиной 1 — 1,5 мм из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Центры отверстий под распайку радиоэлементов намечают керном. При этом в качестве шаблона используют рисунок платы в натуральную величину, который накладывают на заготовку. Сами же отверстия выполняют микродрелью, сверлом диаметром 0,8 мм. А требуемую конфигурацию печатных проводников получают любым из известных способов. Например, вырезая «дорожки» и удаляя все лишнее монтажным ножом с коротким и острым лезвием. Чтобы не возникало случайных ошибок, ход работы как можно чаще контролируют по дополнительному,увеличенному в 3—5 раз рисунку печатной платы.

Топология печатной платы.
Топология печатной платы.

Тщательно зачистив получившийся «полуфабрикат», приступают к установке проволочных перемычек, позволяющих не только уменьшить габариты музотрона до приемлемых, удобных для игры на инструменте, но и упростить дальнейший монтаж КЭМИ.

Резисторы, кремниевые диоды, конденсаторы, транзисторы, светодиоды и микросхемы DD1, DD2, DD4—DD8 впаивают в отведенные для них места. А под МС DD3 заранее устанавливают контактную панель на 28 выводов, что позволит впоследствии оперативно обновлять электронную память записью современных шлягеров или заменить микросхему 27с128 на более емкую 27с256 с увеличенным числом «прошитых» мелодий. Монтаж такой панели ведут с особой тщательностью, не допуская случайных замыканий между соседними выводами.

К самой печатной плате припаивают три (желательно разноцветных) гибких провода: +5 В, 0 В и «нагрузочный» для динамика, звуковая катушка которого вторым своим концом подключена непосредственно к «плюсу» источника питания (а это — от 4,5 В до 6 В при токе 0,3—0,7 А). Проверив правильность подсоединения шины +5 В и подготовив авометр, на смонтированный вчерне музотрон подают (при отсутствующей МС памяти!) электропитание. Убеждаются, что на печатную плату поступает Uпит, соответствующее выходному напряжению источника. В противном случае находят и устраняют огрехи монтажа. Ну а затем нажимают кнопку «медиатор».

Реакцией музотрона должен быть чистый тон, издаваемый динамиком. Наличие каких-либо других звуков или вибрации указывает на плохую фильтрацию Uпит. Можно попробовать на этом этапе наладки КЭМИ заменить сетевой блок питания на четыре гальванических элемента с общим напряжением 6 В. В процессе эксплуатации музотрон можно питать от такой батареи, правда,только при использовании в качестве микросхем DD4, DD5— К555ИЕ7 (тогда потребляемый ток в режиме молчания составит всего-навсего 0,1 А, а его увеличение при воспроизведении мелодии не превысит 0,3 А).

Пример использования для аккомпанемента на музотроне (мелодия № 1 из списка «Сторона А», опубликованного в предыдущем номере журнала) типового песенника с нотами.
Пример использования для аккомпанемента на музотроне (мелодия № 1 из списка «Сторона А», опубликованного в предыдущем номере журнала) типового песенника с нотами.

Если звук после нажатия на «медиатор» почему-то «не прорезался», то параллельно кремниевому VD2 подключают резистор 2—5 кОм ( при этом кнопки не нажимают): появление звука указывает на неисправность данного диода. Другой будет реакция музотрона при неправильно впаянном VD2 — сразу же после первого включения громко подаст «недовольный голос» динамик.

Если же какое-либо звучание при поступлении на КЭМИ электропитания отсутствует, то проверяют наличие импульсов на выводах 11DD7, 8DD6. А после этого — и на «ножке» 5 микросхемы К155ТМ2 (здесь будет меандр низкой частоты, который можно контролировать высокоомными головными телефонами или стандартным абонентским громкоговорителем, установив регулятор громкости на максимум).

Начало кодов «прошивки» МС памяти (полные таблицы — в редакции).
Начало кодов «прошивки» МС памяти (полные таблицы — в редакции).

Экспериментируют и с информационными входами программируемого делителя частоты, подключая их в любой комбинации к «общему» проводу. Это достаточно просто сделать, соединяя выводы 12, 13, 15, 16, 17, 18, 19 в панели МС памяти (сама микросхема при этом не установлена!) с 14 выводом, который замкнут на «общий» провод. Для удобства можно сделать пульт из семи кнопок, на котором легко «сыграть» мелодию, наблюдая, как вспыхивают при этом светодиоды на дисплее-самоучителе.

Сняв временный пульт, соединяют между собой выводы панели 4—10, 12, 13, 15—19 в любой, самой замысловатой комбинации и «играют», манипулируя кнопкой «медиатор». Соединение между собой выводов 11 и 14 панели разрешит работу счетчика DD8 — и в динамике слышатся звуки гавайской гитары, причем глубину вибрации определяет номинал резистора R3.

Уменьшение резистора R4 делает звук похожим на удар по струне, а увеличение емкости конденсатора С4 увеличивает время затухания колебаний «струны» (послезвучание). Закорачивание же диода VD1 и конденсатора С2 сильно сжимает огибающую. Тогда музотрон по звучанию все больше напоминает старинную фисгармонию.

Таким образом, самостоятельно разработав узел формирования огибающей, можно имитировать трубу (с плавным нарастанием и затуханием звука), орган и другие акустические инструменты. А применив фильтр, управляемый напряжением от кнопки «медиатор», легко сформировать и оригинальный тембр, и различные спецэффекты (от «квакушки» до завывания ветра).

В дальнейшем музотрон можно дополнить имитацией ударных инструментов (большого и малого барабанов, хэтов, треугольника), а также возгласов типа «э-эх», «оп-па» и так далее, в нужных местах соответствующих мелодий. Необходимый запас для реализации вышеуказанной идеи в инструменте есть — это сетка частот, снимаемая с выходов DD8 во время игры на инструменте и достаточная для опроса 2 кбайт (или меньше) заранее запрограммированной (например, даже в МС К573РФ2 или К573РФ5) памяти. Выходы такой микросхемы легко соединить через цифроаналоговый преобразователь и дополнительный УЗЧ со вторым динамиком, который и воспроизведет перечисленные выше звуки. Применение же более современной МС типа 27с128 позволит увеличить число сэмплеров до восьми, при этом минимальный объем памяти будет равен 16 кбайт.

А.СИМУТИН,

Брянская обл.

Рекомендуем почитать

  • ТОЧИТ… СОКОВЫЖИМАЛКАТОЧИТ… СОКОВЫЖИМАЛКА
    Не обойтись домашнему мастеру без электроточила. Ножи, сверла, отвертки, стамески, керны, бородки и многие другие инструменты будут всегда в порядке, если в доме есть наждачный круг. Тем...
  • ОТ ИКАРА ДО НАШИХ ДНЕЙОТ ИКАРА ДО НАШИХ ДНЕЙ
    Мечта овладеть воздушным океаном давно волнует человечество. Это нашло отражение и в преданиях старины, и в трудах ученых древности. Крылья мифологического Икара были сделаны из птичьих...
Тут можете оценить работу автора: