計(jì)算機(jī)接口使19世紀(jì)管風(fēng)琴自行彈奏
加入技術(shù)交流群
正如許多新奇的創(chuàng)造一樣，這一切都始于酒吧里的一次談話。
“您知道樓上森林咖啡屋里的管風(fēng)琴嗎？”
“知道?！?
“我們應(yīng)該創(chuàng)造一個機(jī)器人管風(fēng)琴手來演奏它?！?
“當(dāng)然，我們應(yīng)該這樣做！”
一次漫不經(jīng)心的交談促使我們著手開展“WaldflOte項(xiàng)目”。
我的日常工作是擔(dān)任賽靈思蘇格蘭公司IP部門的設(shè)計(jì)經(jīng)理，但在業(yè)余時間，我是“dorkbot”這個非正式組織的一分子，該組織旨在推進(jìn)工程科學(xué)界與藝術(shù)界之間的草根協(xié)作；活動口號是“用電做離奇的事情”。我屬于愛丁堡地區(qū)的dorkbot（可以稱作“dorkbot alba”或“dorkbot Edinburgh”，主要取決于您對誰講）。我們的成員創(chuàng)造了很多新奇的東西，包括像素映射LED禮帽、自動牙刷、幻覺魔術(shù)設(shè)備、電磁改錐和各種噪音發(fā)生盒。鮮有意外傷害事故發(fā)生。
dorkbot Edinburgh團(tuán)隊(duì)每隔一周于周二在森林咖啡屋聚會，這間咖啡屋位于愛丁堡大學(xué)附近，是由志愿者經(jīng)營的非贏利性聚會場所。我參加了幾周在這家咖啡屋舉行的聚會，一天晚上，當(dāng)我到樓上修理舞臺照明設(shè)備時，驚奇地發(fā)現(xiàn)自己置身教堂之中，這里有布道臺和唱詩班樓座，最重要的是，這里有一臺16英尺高的管風(fēng)琴。
事實(shí)上，咖啡屋所在的建筑曾經(jīng)是愛丁堡公理教會的會場——因此有管風(fēng)琴。但這里并不是這臺管風(fēng)琴最初的家。19世紀(jì)末，倫敦著名的管風(fēng)琴制造商Gray和Davison首次將這臺管風(fēng)琴安裝在愛爾蘭的都柏林城堡，1900年，不知什么原因，這臺管風(fēng)琴被轉(zhuǎn)移到愛丁堡。自此，這臺管風(fēng)琴經(jīng)過數(shù)次維修，一直留在愛丁堡。
酒吧閑聊之后，我們并沒有立即行動起來。在隨后7個月的聚會中，我們不斷地思考、探究、討論，最后設(shè)計(jì)出了幾種操縱管風(fēng)琴鍵盤的方式。
我們將這個項(xiàng)目取名為“Project WaldflOte”，是因?yàn)楣茱L(fēng)琴上的一個音栓叫“WaldflOte”。在德語中，它的意思是“森林長笛”。由于管風(fēng)琴位于森林咖啡屋，因此聽起來還有些詩情畫意。
采用正確的機(jī)械部件
在開發(fā)的初始階段我們就明確地將問題分為機(jī)械和電子兩部分。如果我們能夠找到解決機(jī)械問題的方案，就能相對獨(dú)立地打造這兩個部分。
制約我們的主要因素之一是資金——我們沒有多少資金可用，全部資金僅為我們幾個核心成員自己籌集的資金。我們走遍尾貨市場，找到了一些價格合適的電磁鐵。我們能夠以1英磅左右（約合1.5美元）的單價得到100個這樣的電磁鐵，我們訂購了6個在管風(fēng)琴上進(jìn)行試驗(yàn)。
我們發(fā)現(xiàn)電磁鐵的尺寸非常理想，但電磁鐵芯的運(yùn)動距離比要始終如一地觸動管風(fēng)琴白鍵所需的運(yùn)動距離略短。盡管我們可以直接利用電磁鐵芯來驅(qū)動黑鍵，但我們?nèi)匀恍枰撤N杠桿來驅(qū)動白鍵。
電磁鐵組裝的首個原型如圖1所示，圖1為電磁鐵的工作原理圖。對于白鍵而言，頂部的膠合板杠桿的后面用管道膠帶作鉸鏈連接，當(dāng)電磁鐵通電時，它會受到下拉的力量。當(dāng)電磁鐵斷電時，管風(fēng)琴鍵自身會提供向上力——因此無需另外使用彈簧。對于黑鍵而言，從電磁鐵底部伸出的小銷可以足夠的力量直接按壓琴鍵，彈奏音符。
圖1：電磁體組件原型
圖2：機(jī)械布局
評論