공대식 피아노 만들기

작품 설명

  스텝 모터 진동의 주파수를 음정의 주파수와 일치시켜 동물의 숲 '나비보벳따우'를 연주하는 영상을 보고, 만들고 싶어진 작품이다. MIDI파일에 맞춰 해당 음을 연주하게 하는 것말고 센서를 추가해 건반을 추가했다.

작동 설명

1. 센서 - 제어기 : 초음파 센서를 통해 10-15cm, 18-23cm, 26-31cm에 해당하는 구간에서 물체를 인식한다.
2. 제어기 - 액츄에어터 : 각 구간에서 물체가 인식되면 각각 '도', '레', '미'의 해당하는 주파수로 모터가 회전한다.
3. PC - 제어기 : PC에서 명령어를 실행시키면 해당하는 주파수로 모터가 회전한다. 미리 만들어둔 곡을 연주시키는 명령어도 있다.
   초음파 센서를 통해 물체를 인식하면 해당 거리에 해당하는 음을 PC에서 알려준다.

전자/제어

회로도

부품 설명

스텝 모터(17HS3430)

펄스 모양의 전압에 의해 일정 각도 회전하는 전동기이다.
음의 각 주파수를 잡아내기 위해선 스텝 모터를 사용해야한다.

모터 드라이버(L298N)

2개의 DC모터 혹은 1개의 스텝모터를 제어할 수 있는 모듈이다.

두 부품의 자세한 사양은 해당 구매처인 [메카솔루션]에서 확인 할 수 있다. (http://mechasolution.com/shop/main/index.php)

제어기(Nucleo-F429ZIG)

MCU를 탑재한 메인 보드이다. 센서나 액츄에이터, PC와 연결하여 두 부품을 PC로 제어 할 수 있게 한다.



핵심 설명

소리의 정의 및 진동

"소리는 공기나 다른 매질을 통해 전파되어 사람이나 동물의 귀에 전달되었을 때 들을 수 있는 진동"

옥스포드 사전에 있는 소리의 정의이다.

예를 들어보자, 피아노의 경우 피아노의 건반을 누르면 피아노 내부에 있는 현을 해머로 쳐서 떨림을 만든다. 이 떨림은 공기라는 매질의 떨림을 유도시키며 그 떨림이 사람의 귀에 전달되어 우리는 피아노의 소리를 들을 수 있는 것이다. 결국 소리는 진동이라는 것이다.

이런 원리를 이용하여 모터를 프로그램으로 빠르게 ON/OFF를 하여 진동, 즉 소리를 만들어 내는 것이다.