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屌丝乐队终结篇之手工电子吉他

#设计思路# 屌丝乐队终结篇之手工电子吉他图1

下面两篇是之前屌丝乐队家族的架子鼓和电子钢琴
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-301762-1-1.html
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-301929-1-1.html

电子钢琴，架子鼓已经完结很久了，是时候献上终结篇手工电子吉他了，这次吉他还是继承了之前便携，可充电，可编程，自带喇叭单元，灯带显示等特点，其中还有一个强大的特点是可以切换6种不同的吉他发音，这midi非常厉害的功能，我们一起来看一下从想法设计到加工制作再到演示的全过程，视频如下：

#硬件清单#

好搭 nano*1

nano扩展板*1

midi音乐模块*1

ws2812灯带1m

5V功放模块*1

喇叭4R5W*1

尼龙琴弦*6

铜箔胶带*1

充电锂电池*1

3.5mm音频线*1

开关*1，充电接口*1

杜邦线，导线若干，螺丝铜柱若干

3mm奥松切割板材

2mm亚克力透光板

电源及转接模块

#制作过程#

首先我们要先了解一下吉他的组成部分，对吉他有一定了解方便阅读全文，下面图片来源于网络

1.图纸设计

利用cad设计图纸，采用激光切割加工3mm奥松板和2mm亚克力透光板，图纸设计时注意提前将各类电子器件的尺寸、孔位预留，图纸与实物如下：

2.电子线路设计

本次电子吉他的设计采用的是好搭 nano主控加midi音乐模块，

nano主控6个触摸引脚【8,9,10,11,12,13】作为6根琴弦【6,5,4,3,2,1】，6个触摸引脚【6,7,4,3,2,5】作为6个和弦【C,F,G,Am，Dm，Em】，触摸引脚【1】作为音色切换，可以切换6种不同的吉他发音，这midi非常强大的功能

midi音乐模块接nano主控引脚【A0】，灯带接引脚【A7】

琴弦弹奏和灯带显示对应，实现弹奏灯带变换的效果，midi音乐模块利用3.5mm音频线与功放板连接作为功放板音源输入，功放板实现声音播放

本次作品的电源模块为之前无人机上的锂电池，通过充放电保护板进行稳压输出5V的电压为主控板和功放板供电，同时支持外部充电功能

6根【琴弦】和6个和弦【琴钮】的接线引脚编号如下图：

3.琴弦、和弦、发音单元设计

琴弦采用尼龙弦，为了实现触摸发音，在每根琴弦上附着铜箔胶带，如下图：

为了实现和弦切换，在【琴钮】部位设计了6颗铜柱与主控触摸引脚相连，用手或金属触摸可以触发不同的和弦，同时预留足够长的引线，可以利用铜箔胶带将引线附着在【琴颈】部位的琴弦上，达到左手弹奏吉他的真实效果

发音单元采用的是一颗4R5W的喇叭，由5V的功放板进行驱动，安装在吉他【音孔】部位

4.灯光设计

灯带的安装是部署在吉他【琴颈】部位，由三组，每组12颗2812的led组成，灯带安装好后上方安装亚克力遮光板增加美观性

#吉他乐理知识普及#

了解吉他的乐理知识对编程会有很大帮助，第一个要知道的就是吉他的谱子，下图为一个C调《虫儿飞》的吉他谱子，可能不熟悉吉他的伙伴是看不懂的，不过没关系，我们不需要弹奏，只需要了解部分知识学会编程就可以了，从下面谱子里可以看到几个关键的内容，音调调，和弦，音符和指法

可能有的伙伴还是有点陌生，我们通过下面的介绍再详细了解一下，谱子不是重点

通过上面的介绍，我们知道了吉他的一些基本指法，品格，琴弦，音调等知识，通过左手切换不同的品格，可以发出各种各样的和弦声音，音调有【C调，D调，F调，E调】等

吉他的和弦很多，没有具体的数字记载，根据不完全统计的话，吉他指板上能构成9000余个和弦，每个调的按法也不一样，但真正需要掌握的也就几十个，而最基础的也就二三十个

接下来重点来了，敲黑板

本次作品我们制作的是一个电子吉他，理论上它可以发出所有的声音，但如果我们要将吉他所有的声音全部通过一个程序模拟出来，显然是不现实的，为了降低难度，但又不失吉他的功能，我们来做一个减法，本次作品我们以C调为例将6个常用的和弦【C，F，G,Am，Dm，Em】模拟出来，弹奏一些简单的乐曲基本就够用了，如果遇到复杂的曲子可以针对曲子修改程序，到达完美演奏的效果

（本次乐理知识的学习通过网络查资料和江西刘老师的指导，这里要特别感谢刘老师）

C调下6个和弦【C，F，G,Am，Dm，Em】发音如下：

知道了6个和弦在6根琴弦下的发音情况，整理如下表格就可以进行编程了和弦音符表格以及接线引脚

#程序编写 #1.程序初始化

初始化程序对变量进行了定义，对音色和灯光进行了设置

2.灯光上升下降函数

灯光控制采用带参数的函数方便使用，实现了流水灯式的效果，当然灯光也可以有更多的变换形式去尝试

3.音色切换程序

音色切换利用【触摸引脚1】实现，在六个不同的吉他类型中进行选择，6个吉他类型分别是【尼龙弦吉他（古典吉他）】，【钢弦吉他（民谣吉他）】，【爵士电吉他】，【清音电吉他】，【闷音吉他】，【吉他和音】

4.主程序

主程序的功能是音色切换和触摸琴弦发音，触摸引脚【6,7,4,3,2,5】分别对应【C，F，G，Am，Dm，Em】6个和弦，触摸引脚【8,9,10,11,12,13】分别对应【6,5,4,3,2,1】6根琴弦，在不同的和弦下弹奏不同的琴弦会发出不同的声音，每个和弦对应6根琴弦的音符可以参考上面的和弦音符表格，这里将一个和弦下的音符进行程序展示，其他和弦同理，由于篇幅原因就不全部展开了，程序如下图：

#总结#

至此屌丝乐队三巨头已经集结完毕，坐等通告演出了，我们来看一下全家福

有趣的是三个乐器做完，对于之前对乐器一窍不通的我来说，谈不上会弹奏但基本能看懂不同乐器的谱子，这是我对项目完成后最大的感受，不单单是技术上的能力提升，更多的是综合能力的提升，三个不同乐器的制作，从构思制作，资料查找，图纸设计，电路设计，程序编写各个环节都会遇到预想不到的问题，制作的过程也是不断发现问题，改进解决问题的过程，这个过程是非常宝贵的，其实一个项目的实现过程正是stem综合类课程的浓缩，科学，工程，技术，数学，音乐等综合能力也是在过程中不断提升的，更多的去享受制作过程带来的乐趣和成就感会让自己轻松很多，希望大家也能一起动手造起来，造物让生活更美好

联系请加旺仔爸爸 18752544995

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