Vibrationserkennung Instrument mit Bronzeschlüssel

Eine einfache optische Lösung ist die Verwendung eines gepaarten IR-LED / Sensor-Moduls, wie es in verschiedenen Bastlerprojekten zur Herzschlagerfassung verwendet wird .

Zum Beispiel der Vishay Semiconductor TCRT5000 :

_{(Quelle: Digikey )}

Diese Emitter-Sensor-Paare werden auf eBay.com für nur 1,89 $ für 10 Stück verkauft , einschließlich Versand.

Wie Sie anhand des oben verlinkten Heartbeat Sensor-Projekts sehen werden, ist die Implementierung eines Systems, das wirklich kleine Bewegungen erfasst, ziemlich einfach. Ob die Schwingungsamplitude der Gamelan-Tasten ausreicht, um so erkannt zu werden, kann nur durch Experimente bestimmt werden.

Um die Empfindlichkeit zu maximieren, müssten die reflektierenden optischen Sensoren vielleicht 1 mm von der unteren Oberfläche jeder Taste entfernt positioniert werden, genau in der Mitte der Länge der Taste, gemessen zwischen den Aufhängungspunkten – das ist der Punkt mit der maximalen Amplitude von Vibration.

Angesichts der Tatsache, dass die Schlüssel aus Messing sind, besteht ein alternativer Ansatz darin, ein Paar winziger Drahtspulen unter jeder Taste zu befestigen, wiederum vielleicht 1 mm unter der Bodenfläche: Eine Spule an einem Ende der Taste (dem Emitter), die andere an der Totpunkt (der Sensor). Alternativ könnte eine einzelne Emitterspule, die in einem gestreckten schmalen Rechteck gewickelt ist, die Enden aller Tasten gleichzeitig überspannen.

Erregen Sie jede der Emitterspulen mit einer kleinen AC-Sinuswelle, die weit über das menschliche Hörvermögen hinausgeht, sagen wir 50 KHz. Die Mittelspulen nehmen abhängig vom unterschiedlichen Abstand der Mitte der Taste von der Spule eine unterschiedliche Signalmenge auf. Der Messingschlüssel fungiert als Induktions-Shunt und überbrückt die Emitter- und Sensorspulen.

Dieser Ansatz ist bestenfalls experimentell und erfordert einige Versuche und Irrtümer in Bezug auf die Anzahl der Windungen der Spule, die ideale Frequenz zum Ansteuern der Emitterspule und Interferenzen mit anderen elektronischen Geräten wie Mikrofonen oder Tonabnehmern.

Der Vorteil liegt in der Größe, da wirklich dünne und winzige Spulen aus feinem Lackdraht verwendet werden, da die beteiligten Ströme winzig sind.

Ein weiterer Vorteil ist, dass der tatsächliche Ton oder die Geschwindigkeit / Intensität des Anschlagens jeder Taste aufgenommen werden kann - diese können als Audio-Tonabnehmer und nicht nur als Aufprallsensoren verwendet werden.

Für den letzteren Zweck wäre eine Emitterfrequenz von mehr als 50 KHz vorzuziehen - Nyquist-Grenze kommt ins Spiel.

Wenn es keine Überlegungen wie eine erstaunlich niedrige Latenz gibt, würde ich ein Mikrofon mit etwas Frequenzverarbeitung in Betracht ziehen, um Noten zu unterscheiden.

Ich stimme Anindo Ghosh zu, ein Infrarot-Transceiver ist eine der besten Möglichkeiten, diese kleinen Bewegungen zu erkennen, ohne die Oberfläche zu berühren. Aber ich möchte einige Ratschläge hinzufügen, wie man diese richtig verwendet.

Erstens ist der abgebildete nicht der beste Typ. Du brauchst wirklich so einen:

Es ist oben flach, was bedeutet, dass Licht nicht so viel ein- und austritt wie bei dem offeneren Design.

Zweitens müssen Sie eine geeignete reflektierende Oberfläche auswählen. Etwas wie glänzendes Metall funktioniert sehr schlecht , weil es das Licht einfach direkt zurück in den Sender reflektiert. Die optimale reflektierende Oberfläche ist tatsächlich weißes Papier, sodass etwas Licht seitlich in den Empfänger gestreut wird. Wenn Sie also einen kleinen runden weißen Papieraufkleber auf die Rückseite jeder Taste kleben können, ohne den Klang zu beeinträchtigen, ist das eine gute Idee. Allerdings sehen die Tasten nicht wie glänzendes Metall aus, sondern wirken etwas diffuser, sodass Sie das Papier möglicherweise nicht benötigen.

Drittens der optimale Abstand zum Platzieren des Reflektors: Sie müssen tatsächlich den Abstand des Geräts, den in der LED fließenden Strom und den vom Fototransistor benötigten Pull-up-Widerstand auswählen. Hier ist, wie ich vorgehen würde. Wählen Sie zunächst den Widerstand der LED aus, indem Sie das Datenblatt für das Gerät konsultieren. Wie viel Strom empfehlen sie für die LED? Als nächstes entscheiden Sie sich für den Abstand, den Sie zwischen dem Sensor und dem Messing benötigen. Wie viel bewegen sich diese Tasten tatsächlich, wenn sie gedrückt werden? Biegen sie viel? (Manchmal können sich die Dinge viel mehr biegen, als Sie erwarten ).

Sobald Sie den erforderlichen Abstand bestimmt haben, damit das Messing den Detektor nicht berühren kann, können Sie den Pull-up-Widerstand für den Fototransistor auswählen. Wählen Sie diesen Wert so, dass das Ausgangssignal bei stehendem Messing 50 % der Versorgungsspannung beträgt.

Schließlich möchten Sie wahrscheinlich das Signal von diesen Sensoren mit dem Rest Ihrer Elektronik koppeln, damit Dinge wie Temperaturschwankungen keine falsche Erkennung verursachen.