Mini Orgel 3D gedruckt

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    • Mini Orgel 3D gedruckt

      :moin:
      Was passiert wen man als Modellbauer grade mal 5 min. Langeweile hat, sich vor einer anderen lästigen Arbeit drücken will und man noch ne halbe Idee im Kopf hat? :kratz:
      Ganz logisch, man fängt an eine Orgel zu Bauen :saint:
      Die Maße der Pfeifen hab ich von drehorgelchristian.de/bauchorgel.html.
      Der erste Prototyp war auch schnell zusammengebaut.
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      Danach schnell an Rechner und mit Fusion eine Parametrierbares Modell erstellt und mal eben schnell Ausgedruckt.
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      Der unterbau ist aus 4mm Sperrholz, das was halt grade in der Werkstatt rumlag.
      Das erste Gebläse was ich konstruiert habe stehlte sich als ziemlich laut heraus, arbeite grade an einem neuen. Gefertigt wurde es aus 10mm Plastik platten und angetrieben von einem altem Festplattenmotor.
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      Zudem ist das ne riesen Sauerei beim Fräsen, den die Plastikschnipsel bleiben überall kleben.
    • Weiter geht mit den Ventilen. Diese kommen aus dem SLA Drucker und sind mit 1000 Umdrehungen (10m) 0,1mm Kupferlackdraht bewickelt, Mit dem Akkuschrauber dauert das nur 30s pro Spule. Die Spulen haben ca. 14 Ohm. Das erste CAD Modell. In die Mitte kommt nachern ein Nagel der dann von der Spule angezogen wird um das Ventil zu Öffnen.
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      Danach bewickeln mit dem Kupferdraht und sichern der Wicklungen mit Sekundenkleber.
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      Dann noch die Federn aus Versilbertem Kupferdraht biegen und das ganze dann 12 mal. Um die Anziehungskraft zu verstärken ist oben und unten eine Unterlegscheibe und Außenrum Trafoblech. Die schraube dient zum einstellen des Luftspalts zwischen dem Nagel ( der eine Pol ) und der Schraube (dem anderen Pol ).
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      Durch aein stück 2mm Moosgummi am bewegtem teil vom Ventil, soll das ganze auch Luftdicht abschließen. Hat aber nicht funktioniert.
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      Danach wurden Alle 12 mit Sekundenkleber unten in den Kasten geklebt.
      Dateien
    • Ventile Version 2:
      Da die Ventile nicht dicht wahren, hab ich das Design nochmal Überarbeitet. Diesmal soll auf der Gegenseite ein Stück Moosgummi mit einem 6mm Loch sein und der Kegelförmige Stopfen vom Ventil soll dieses verschließen. Zudem wurde die Befestigung der Ventile und Pfeifen verändert, so das man sie jederzeit Ausbauen kann. Außerdem wurde ein neuer Unterkasten Konstruiert.
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      Und Wen alles Zusammengebaut ist sieht das so aus. Diesmal halten auch alle Ventile dicht.
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    • Jetzt noch zusammen bauen.
      Die Pfeifen sind alle einzielt angeschraubt und mit einer Dichtung versehen. Zudem ist noch platz für weitere 12 Pfeifen eine Oktave höher. Das ganze ist ein Block, hab noch vor ein paar mehr davon zu bauen.,
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      Gesteuert wird die Orgel nachern über Midi vom Rechner aus. Dazu verwende ich ein Arduino Pro Mini da dieser sehr klein ist. Es geht auch ein Leonado, Due oder Zero, Hauptsache er hat ein USB Host. Damit der Arduino mit dem Rechner und Umgekehrt kommunizieren kann, benutze ich die MidiUSB Librarie. Dann hab ich den Pro Micro so Programmiert, das er die Empfangenen Daten Umwandelt und entsprechende befehle per I2C verschickt. Dies hab ich gemacht, damit ich bei bedarf mehrere Blöcke zusammen schalten kann. Außerdem verträgt sich die Librarie nicht mit PWM Ausgängen, da anscheint der Timer gebraucht wird. Allerdings brauch ich PWM, damit die Spulen nicht überlastet werden.
      In der Orgel sitzt ein Arduino Pro Mini. Da es nicht so viele Mikrocontroller gibt die 12 bzw. 24 PWM Ausgänge haben und ich da auch keine 12 Arduino Megas oder ähnliches reinsetzen möchte, hab ich das mit 2 bzw. 3 Schieberegistern gelöst. Der Pro Mini empfängt also über I2C welche Pfeife An oder Aus geschaltet werden soll und Schiebt das dementsprechend in die Schieberegister. Da mir aber momentan keine GPIO expander oder Schieberegister mit PWM Funkion bekant sind, muss man etwas tricksen.
      Und zwar hab ich die Ausgangs Enable Pins der drei Schieberegister mit je einem PWM Pin des Arduinos verbunden (9,10,11) also nur Timer1 und 2, da Timer0 für delay, millis etz. gebraucht wird. Wen jetzt ein Ventil öffnen soll, wird der Ausgang Enable Pin vom entsprechendem Schieberegister für 100ms auf GND gelegt (Low Activ). Wen das ventil geöffnet ist und der Luftspalt gleich Null ist, reicht auch eine Kleine Spannung aus um diesen zustand zu halten, außerdem wird die Verlustleistung über der Spule deutlich reduziert. Den sonst würde bei voller Spannung nach relativ kurtzer Zeit die Spule so heiz, das sie sich selbst zertören würde durch die Hitze. Deshalb wird die Leistung nach 100ms, über PWM, auf ca. 30% gedrosselt. Somit sind auch lange Töne kein Problem.
      Die Schieberegister steuern dann die BC337 Transistoren an die dann wiederum das Ventil Schalten. Da die Ausgänge vom Schieberegister bei Nichtaktivierung hochohmig sind, funktioniert diese Schaltung nicht mit Mosfets. Dies ist aber nicht so schlimm da die Ventile nur 500mA bei voller Spannung und 100mA bei reduzierter Leistung brauchen und die BC337 800mA schalten können.
      Zuletzt wurde noch der Prescaler von den Timern 1 und 2 geändert, so das das PWM Signal jetzt eine Frequenz von ca. 31kHz hat und somit außerhalb des Hörbaren liegt.

      Die Platine wurde auf der CNC Fräse gefertigt.
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      Ganz Wichtig, die Freilaufdioden über den Spulen. Sonst sind die Transistoren sofort kaputt.
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      Dann noch die Stopfen zum Schließen und Stimmern der Pfeife basteln-
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      Und noch etwas Programmieren, und schon gibt es ein Ton.
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      Und hier ein Test Video von der Orgle.
      Test Video
      Talent hab ich nicht wirklich, deshalb ja die Midi Steuerung, somit kann ich die Aufgabe schön dem PC überlassen.
      Angetrieben wird die Orgel momentan von einer Handluftpumpe. Der Windspeicher ist im MacGyver Stil, aus etwas Holz, stück Kupfer Rohr, Plastikfolie, Heißklebe, Klebeband und zwei Alten Trafos als Gewicht. Primitiv, funktioniert aber. Es wird auch noch was schönes gebaut. Vornedran ist auch noch eine Druckanzeige, der Blaue strich ist bei 55mm sprich 550pa Druck.