Инструмент обнаружения вибрации с бронзовым ключом

Простым оптическим решением является использование спаренного модуля ИК-светодиод/датчик, который, например, используется в различных проектах любителей для определения сердцебиения .

Например, Vishay Semiconductor TCRT5000 :

_{(Источник: Digikey )}

Эти пары излучатель-сенсор продаются на eBay.com всего за 1,89 доллара за 10 штук , включая доставку.

Как вы увидите из проекта «Датчик сердцебиения», ссылка на который приведена выше, реализация системы, которая улавливает очень маленькие движения, довольно проста. Достаточна ли амплитуда колебаний ключей Gamelan для обнаружения таким образом, можно определить только экспериментально.

Чтобы максимизировать чувствительность, отражающие оптические датчики должны быть расположены примерно на расстоянии 1 мм от нижней поверхности каждой клавиши, точно посередине длины клавиши, измеренной между точками подвеса, — это точка с максимальной амплитудой колебаний. вибрация.

Альтернативный подход, учитывая, что ключи латунные, состоит в том, чтобы закрепить пару крошечных проволочных катушек под каждой клавишей, опять же, возможно, на 1 мм ниже нижней поверхности: одна катушка на одном конце ключа (эмиттер), другая на мертвая точка (датчик). В качестве альтернативы одна эмиттерная катушка, намотанная в виде узкого вытянутого прямоугольника, может охватывать концы всех клавиш одновременно.

Подайте на каждую из эмиттерных катушек небольшую синусоидальную волну переменного тока, далеко за пределами человеческого слуха, скажем, 50 кГц. Центральные катушки будут улавливать различное количество сигнала в зависимости от различного расстояния от центра ключа до катушки. Латунный ключ будет работать как индукционный шунт, шунтирующий катушки эмиттера и датчика.

Этот подход в лучшем случае является экспериментальным и потребует некоторых проб и ошибок в отношении количества витков катушки, идеальной частоты для возбуждения катушки эмиттера и помех для другого электронного оборудования, такого как микрофоны или звукосниматели.

Преимущество будет заключаться в размере при использовании очень тонких и крошечных катушек из тонкой эмалевой проволоки, поскольку задействованные токи будут незначительными.

Еще одно преимущество заключается в том, что можно улавливать фактический звук или скорость / интенсивность удара по каждой клавише — их можно использовать в качестве звукоснимателей, а не только датчиков удара.

Для последней цели предпочтительнее частота излучателя выше 50 кГц - вступает в игру предел Найквиста.

Если нет таких соображений, как удивительно низкая задержка, я бы рассмотрел микрофон с некоторой частотной обработкой, чтобы различать ноты.

Я согласен с Аниндо Гошем, инфракрасный трансивер — один из лучших способов обнаружить эти небольшие движения, не касаясь поверхности. Но я хотел бы добавить несколько советов о том, как правильно их использовать.

Во-первых, тот, что на фото, не самый лучший. Вам действительно нужен такой:

Он плоский сверху, а это означает, что свет не проникает внутрь и наружу так сильно, как более открытый дизайн.

Во-вторых, вам нужно будет выбрать подходящую отражающую поверхность. Что-то вроде блестящего металла работает очень плохо , потому что просто отражает свет обратно в передатчик. Оптимальной отражающей поверхностью на самом деле является белая бумага, так что некоторое количество света рассеивается в сторону приемника. Так что если вы можете приклеить маленькую круглую белую бумажную наклейку на заднюю часть каждой клавиши, не влияя на звук, то это хорошая идея. Тем не менее, клавиши не выглядят как блестящий металл, они на самом деле выглядят немного более размытыми, так что бумага вам может и не понадобиться.

В-третьих, оптимальное расстояние для размещения отражателя: вам действительно нужно выбрать расстояние до устройства, ток, протекающий через светодиод, и подтягивающий резистор, необходимый для фототранзистора. Вот как бы я поступил. Во-первых, выберите резистор светодиода, ознакомившись с техническим описанием устройства. Какой ток они рекомендуют для светодиода? Затем определите необходимое расстояние между датчиком и латунью. Сколько на самом деле двигаются эти клавиши при нажатии? Они сильно гнутся? (иногда вещи могут сгибаться намного больше , чем вы ожидаете ).

После того, как вы определили необходимое расстояние, чтобы латунь не касалась детектора, вы можете выбрать подтягивающий резистор для фототранзистора. Выберите это значение так, чтобы выходной сигнал составлял 50% от напряжения питания, когда латунь неподвижна.

Наконец, вы, вероятно, захотите подключить сигнал от этих датчиков к остальной части вашей электроники, чтобы такие вещи, как колебания температуры, не вызывали ложного обнаружения.