Электронные барабаны из USB-джойстика

Предлагаемое устройство — ими­татор электронных музыкальных ударных установок, в котором для вос­произведения звуков барабанов ис­пользован компьютер с акустической системой. В компьютере должна быть установлена хотя бы самая простая зву­ковая карта. Звуки барабанов исполь­зуют в различных игровых и развлека­тельных программах, но для их вос­произведения обычно требуется нажи­мать на клавиши компьютера, соот­ветствующие определённому барабану, либо щёлкать мышью по соответствующему изображению на экране, что очень неудобно.

Описываемое устройство создаёт более привычное ощущение игры на барабанной установке, хотя тоже об­ладает недостатками. Например, гром­кость извлекаемого звука не зависит от силы удара и всегда одинакова. При быстрой игре случаются пропуски ударов, а иногда за одним ударом сле­дуют несколько звуков барабана. Уст­ранить эти дефекты с помощью имею­щихся в устройстве органов управле­ния довольно сложно. Из этого следу­ет, что рассматриваемый инструмент не предназначен для профессионального исполнения музыки, но может быть использован начинающим музыкантом.

В качестве датчиков ударов барабан­ными палочками первоначально были применены пэды от электронных бара­банов “RMIF Еlsita” на основе низко­омных динамических головок. Но впо­следствии они были заменены телефон­ными капсюлями ТК-67-У сопротивле­нием 1700 Ом, имеющими меньшие габариты и массу. Низкоомные капсюли этой серии тоже работают, но у высоко­омных выше чувствительность. Пульт от электронных барабанов “RMIF Еlsita” теперь не нужен.

В качестве устройства, передающе­го в компьютер команды, сформиро­ванные датчиками ударов, использо­ван контроллер USB-джойстика. Его можно заказать в Интернете вместе с необходимыми для подключения кабе­лями. Можно использовать и плату от USB-джойстика, припаяв провода к её контактам для кнопок джойстика.

На рис. 1 изображена схема усили­теля-формирователя, необходимого для подключения к контроллеру джойс­тика двух датчиков удара (пэдов). В нём два идентичных канала. Рассмотрим устройство и работу одного из них.

Предусилитель на транзисторах VT1 и VТ3 усиливает сигнал удара по пэду В1. Переменным резистором R1 регу­лируют чувствительность канала.

Усиленный сигнал поступает через конденсатор С5 на инвертирующий вход компаратора напряжения на ОУ DA1.1, постоянное смещение на кото­ром задано резисторами R11 и R12. К неинвертирующему входу ОУ подклю­чён делитель напряжения из резисто­ров  R15-R17. Переменным резисто­ром R16 регулируют порог срабатыва­ния компаратора, добиваясь отсутствия на выходе повторных импульсов после одного удара. Резистор R24 между выходом и неинвертирующим входом компаратора создаёт положительную обратную связь, устраняющую дребезг при переключении компаратора. К выходу ОУ DА1.1 через резистор R26 подключены последовательно светодиод HL1, визуально подтверждающий удар по пэду, и излучающий диод оптро­на U1, обеспечивающего гальваниче­скую развязку устройства и контролле­ра джойстика.

При ударе по пэду фототранзистор оптрона U1 открывается и открывает транзистор VТ5, имитирующий замыка­ние кнопки джойстика, вместо которой к контроллеру подключён его участок коллектор-эмиттер.

Резистор R23  устраняет опасность повреждения источника питающего на­пряжения +5 В (обычно это порт USB компьютера) в случае замыкания на плате устройства.

Всего в устройстве шесть каналов, идентичных описанному, собранных попарно на трёх платах. Имеются также две кнопки, подключённые к контролле­ру джойстика по схеме, показанной на рис. 2. Ими имитируют нажатия на педали ударной установки. При нажатии на кнопку происходит зарядка конден­сатора С1, причём длительность имити­руемого нажатия на педаль получается равной длительности этой зарядки. Отпускание нажатой кнопки приводит к полной разрядке конденсатора, что готовит его к следующему нажатию.

Детали устройства смонтированы на печатных платах, которые помещены в корпус от автомобильного зарядного устройства, экранированный медной фольгой, соединённой с общим прово­дом. Для подключения использованы разъёмы серии DB9. В цепи питания (+5 В) установлена плавкая вставка на 0,2 А.

“Нажатия” кнопок джойстика отобра­жались на клавиши клавиатуры компью­тера с помощью программы Xpadder. Для имитации звуков различных бара­банов применена программа FL Studio. С той же целью можно использовать флеш-игры формата SWF, но качество звучания их барабанов хуже.

Автор: А. КУЗНЕЦОВ, пос. Малошуйка Архангельской обл.