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).

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.

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 U_пит, 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 U_пит. 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).

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).

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.