自制高靈敏MEMS壓力傳感器

ID:283954 · 發(fā)表于 2021-5-29 04:02

本帖最后由 dalaoshi 于 2021-5-29 04:04 編輯

前些日子為了制作電子吹管樂器，在網(wǎng)上搜尋1KPa的壓力傳感器，國產(chǎn)的很難買到，國外名牌的相當(dāng)貴，后來終于找到一款國產(chǎn)的1KPa的，卻發(fā)現(xiàn)原來其主要部件MEMS傳感器是10KPa的，是用運(yùn)算放大器放大靈敏度，于是就自制了一款，選用德州儀器INA333放大器，起放大倍數(shù)達(dá)到1000，采用國產(chǎn)XGZP010SB1SOP MEMS壓力傳感器，制作完畢后，用吹管輕輕一吹就滿度數(shù)了，也不知靈敏度是多少KPa，后來忙別的事，差點(diǎn)把這個成績給忘了，今晚把樣本和資料找出來，上載到51黑存放，就不會再忘記了。

10K電位器是調(diào)整輸出電壓的位移，這個IC能輸出地+0.1V到天-0.1V的輸出電壓，工作電壓1.8V-5.5V，靈敏度調(diào)整的電阻是100R，有1000倍的放大率，1K電阻必須根據(jù)MEMS的內(nèi)阻選擇阻值，這里用了2.2K的阻值配合選用的MEMS傳感器，傳感器的安裝是倒裝法，讓進(jìn)氣口朝下通過底板。

ID:328014 · 發(fā)表于 2021-5-30 00:22

很好奇你這個電吹管制作出來是什么樣子的?音色怎么樣,音源是如何獲取的啊

ID:430492 · 發(fā)表于 2021-5-30 12:42

樓主有沒有樂器的照片瞅瞅啊？錄一段聽聽唄！！

ID:283954 · 發(fā)表于 2021-5-30 15:26

這是電子吹管樂器的一個關(guān)鍵部件，ADC后獲得壓力數(shù)字，以MIDI控制碼發(fā)送給音源控制音量大小。有了這個，其他的都可用一個51單片機(jī)解決，我是想做十幾把給自己組織樂隊用，公開表演時音源會采用專業(yè)用的羅蘭硬音源，業(yè)余玩玩時就用電腦的軟音源或者玩具檔次的硬音源如VS1053B。

ID:539649 · 發(fā)表于 2021-6-2 14:46

樓主水平可以！學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。

ID:283954 · 發(fā)表于 2021-6-3 00:10

cooleaf 發(fā)表于 2021-5-30 12:42
樓主有沒有樂器的照片瞅瞅啊？錄一段聽聽唄！！

我過去都是用MIDI音源編寫歌曲音樂，現(xiàn)在打算制作電子樂器來現(xiàn)場演奏這些曲譜，用鍵盤很難表現(xiàn)管樂器連續(xù)變化的力度（音量），必須真的用氣來吹才行，國外也有很多人在自制這個類樂器，這是澳洲的一位網(wǎng)友做的，用的是PIC的MCU, 給你看看，就是這樣：

這是我用MIDI音源做的音樂（電腦編曲）：

https://www.ixigua.com/6857407529681748488?logTag=b8b2c661b4b467015c16

https://www.ixigua.com/6857407529681748488?logTag=b8b2c661b4b467015c16

ID:283954 · 發(fā)表于 2021-8-27 17:38

終于做出自己的電吹管，我會吹笛子，所以就做成笛子的演奏方式，橫著來吹，有別于市售的電吹管都是直吹的，外殼是從TB買到的塑料笛子，10塊人民幣。

ID:328014 · 發(fā)表于 2021-8-27 19:42

牛啊,左邊那2個小按鈕是做什么用的?音階怎么只有6個?

ID:283954 · 發(fā)表于 2021-8-28 16:49

本帖最后由 dalaoshi 于 2021-8-28 17:22 編輯

笛子的指法是六個手指，全按是5，由右向左逐個放開是432176，共有7個音，拇指位置有一個按鍵，能升半個音，合共12個音，為全音階，另右尾指有一按鍵升八度，左尾指二按鍵可升另外兩個八度，合共4個八度。

ID:253767 · 發(fā)表于 2021-8-30 07:55

牛啊。謝謝分享!!!

ID:22266 · 發(fā)表于 2021-9-16 22:55

51hei論壇果然牛人輩出啊,感覺這個聲音有點(diǎn)像單簧管,不知道樓主這個音色怎么樣

ID:283954 · 發(fā)表于 2021-9-19 04:08

電子樂器的聲音是由音源決定的，與樂器本身無關(guān)，樂器只是作為“控制器”，音源有軟音源（軟件）和硬音源（設(shè)備），好的硬音源很貴，除非是專門搞音樂的，一般人是用軟音源，有些是免費(fèi)的。

ID:932917 · 發(fā)表于 2021-9-22 15:25

看到pcb的直角線就覺得好厲害

ID:345426 · 發(fā)表于 2021-11-24 08:46

這個創(chuàng)意不錯，自己制作笛子，不用氣吹，直接觸摸

ID:283954 · 發(fā)表于 2021-11-25 03:56

是啊！天增歲月人添壽，年華越長氣越短，幸有電笛橫空出，輕觸微吹就巨響。

ID:688460 · 發(fā)表于 2022-8-20 11:56

樓主厲害！文采也牛！

ID:881196 · 發(fā)表于 2022-8-22 10:41

樓主厲害！文采也牛！

ID:283954 · 發(fā)表于 2022-8-30 17:36

自制電子設(shè)備最難的是外殼，往往電路設(shè)計多么優(yōu)秀，軟件編寫多么完美，但沒有好看的外殼，也就金玉其內(nèi)，敗絮其外，所以我制作電吹管是先選定了現(xiàn)成的豎笛，才開始電路板設(shè)計，把肉身塞進(jìn)殼里，就像蝸牛一樣，一旦確定底板設(shè)計有可能實現(xiàn)，就即刻進(jìn)貨100支，以免肉身設(shè)計完成時已經(jīng)買不到殼了。我上次設(shè)計的橫吹電吹管就是選錯了工廠已經(jīng)倒閉而在某寶上便宜賣的存貨，結(jié)果只做了兩支就沒殼了，這次學(xué)乖了，先確定工廠沒倒才選定開工。

要在真正的豎笛上開多幾個孔以便安裝開關(guān)和指示燈，而且必須保證每次都開在準(zhǔn)確的位置，不得不說是一件艱難的事，除非有什么數(shù)控鉆床，而且這豎笛是不規(guī)則形的，孔的位置也在圓柱體的不同角度，我曾用人工測量的辦法開孔，忙了一天，結(jié)果只開了一支，孔還是開歪了，想了幾天，終于想出“做模”的方式解決這個問題，這是我花費(fèi)三天做出來的開孔模具，把經(jīng)驗寫在這里與大家分享：

1. 在現(xiàn)有的孔的底部開一個通過圓心的孔：用打樁的方式，選用一個與圓孔吻合，中心有通孔的樁，由于笛身有厚度，而且與孔的平面成90度，打進(jìn)去的樁就能準(zhǔn)確直達(dá)底部，再用麻花鉆通過樁的內(nèi)孔鉆，就得到準(zhǔn)確的孔了。說起來很容易，但要找到吻合的樁得靠運(yùn)氣，還好我的零件箱有許多隔離柱，有個M3的尼龍六角隔離柱很接近，削去一點(diǎn)六角邊，放點(diǎn)油硬硬就給塞進(jìn)去，哈哈！成功了。

2，在笛身側(cè)面開孔，這兩個孔是為了半音與八度而設(shè)，孔的位置也不通過圓柱體的中心，所以更難開得準(zhǔn)確，于是我用銅隔離柱和銅片搭了一個架子，從現(xiàn)成的孔延伸到預(yù)定的孔位，校正后加錫焊固定，每次開孔將“模具”插入現(xiàn)成的孔，預(yù)定的孔位就確定了，用麻花鉆開孔，一鉆一個準(zhǔn)。

3，在笛頭開了孔：這個孔是固定底板用的，也要很準(zhǔn)確，但附近沒有現(xiàn)成的孔用，得另想辦法，還好吹嘴有一條細(xì)縫，于是剪了一塊1MM厚的ABS片塞進(jìn)去，直達(dá)預(yù)定的孔位處，經(jīng)過測量糾正后在ABS上開了個定位孔，以后把吹嘴插上另一把豎笛，就能開出在正確位置的孔。

有了四個土辦法，現(xiàn)在每天要開10支也沒問題了，不知各位是否認(rèn)為這辦法土得掉渣？有其他好辦法請分享，若你有一天能開100支的辦法，我愿意由你代工，我好省下力氣設(shè)計新底板去了。

ID:513213 · 發(fā)表于 2022-9-1 08:35

牛，佩服

ID:297393 · 發(fā)表于 2022-9-18 15:12

樓主您好：電路板上6個引腳的元件是電感嗎

ID:297393 · 發(fā)表于 2022-9-18 15:20

知道了，是壓力傳感器。

ID:434962 · 發(fā)表于 2022-9-20 13:38

這個不錯，可以做著玩

ID:97678 · 發(fā)表于 2022-9-24 18:31

大神啊！！！能夠分享原理圖和制作說明嗎？

ID:283954 · 發(fā)表于 2022-9-24 21:33

jovew 發(fā)表于 2022-9-24 18:31
大神啊！！！能夠分享原理圖和制作說明嗎？

這個真的很難做的，等完善了我會找個廠家來生產(chǎn)然后以白菜價賣給大家享用，畢竟用豎笛殼來做電吹管是創(chuàng)造，會受到市場喜好的。

ID:1049806 · 發(fā)表于 2022-11-13 10:34

希望能買一個來學(xué)習(xí)一下

ID:282850 · 發(fā)表于 2022-11-16 19:11

樓主牛人，我是音盲

ID:657009 · 發(fā)表于 2022-11-18 14:14

這水平可以

ID:283954 · 發(fā)表于 2022-11-19 16:12

要造一把電豎笛自己用不難，但要造十把給大家用就得有一些工藝手段，否則造出來沒有一把是一樣的，為了能把附加孔開在同樣的位置，我造了個開孔機(jī)，配件是從網(wǎng)上買來的，都是做佛珠的微型車床部件，加上一些螺絲，墊片，隔離銅柱就做好了。底座是專用的鋁條，頭尾安裝頂針，把豎笛夾住，就能保證其軸心實在水平方向，中間槽安裝兩個隔離柱，能準(zhǔn)確插入原有豎笛的孔，就能保證豎笛的翻滾角為180度，在側(cè)面安裝兩個T狀的通孔隔離銅柱，銅柱的孔插入同口徑的麻花鉆，就能保證不偏移在豎笛的一側(cè)開兩個孔，一切固定好后，十把豎笛開出來的孔就會在同樣的位置，把PCB塞進(jìn)豎笛，安裝后就會做出十把一模一樣的電豎笛。

ID:283954 · 發(fā)表于 2022-11-23 04:01

本帖最后由 dalaoshi 于 2022-12-22 18:46 編輯

題目：我是如何學(xué)會單片機(jī)的?

修改補(bǔ)充中，擇日另文發(fā)表。

ID:283954 · 發(fā)表于 2022-11-24 01:20

電吹管的重要部件是一個能測定吹氣壓力的傳感器，就是吹大力就大聲，吹小力就小聲，而能測定氣壓的電子元件就叫MEMS（Micro Electro Mechanical Systems 微機(jī)電系統(tǒng)），這種元件在很多領(lǐng)域應(yīng)用得很普遍，比如輪胎的胎壓，血壓計，抽風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)壓等，通常是40KP以上的大壓力，也很便宜，但要用在電吹管靈敏度必須是在1-2KP，因為人吹不出那樣的壓力。

高靈敏的氣壓元件歐美有，但非常貴，國產(chǎn)的最近才有一些，價格負(fù)擔(dān)得起的是10KP，所以必須放大提高靈敏度，正規(guī)的做法就是采用精密的儀表放大器，里面由三個運(yùn)算放大器組成零漂移，高線性的放大線路，這方面又是美國廠家的天下，老蔡也采用了德州儀器的INA333來做，以前，這IC才人民幣5塊錢，而且很容易買到，現(xiàn)在一粒十多塊，還要先詢價，有些還是“翻新品”。

但這款儀表放大IC貴到不敢亂用，于是就想到有沒有國產(chǎn)的，幾經(jīng)搜尋，這才找到國內(nèi)有一家出了一款，是模仿AD620的，是去年的事.

由此可見這么多年用外面的貨習(xí)慣了，現(xiàn)在有了危機(jī)感才自己制造，但也不便宜，正牌15元，仿造的10元，競爭力有限，還有人用普通的三粒運(yùn)算放大器自己組裝成儀表放大器來賣，也叫AD620，才12塊錢，但卻是一個板，比3納米和28納米的差別還大，這也許是取代精密晶片的辦法。

折騰了半天，老蔡決定自己用一個低漂移的運(yùn)算放大器來做，買了幾個型號如OPA333，OPA340來試，結(jié)果都是大漂移，其實我買的都是國內(nèi)生產(chǎn)的“替代型號”，不是正品，外面的正品價錢都是10倍以上，最后找到一款叫GS8331的，是國內(nèi)廠家自己設(shè)計的，才9毛錢人民幣，號稱零漂移，昨晚試了一下，零漂移想都別想，開機(jī)30分后輸出電壓飄移了500MV，而INA333只飄移3MV，真的相差太遠(yuǎn)了，這也證明儀表放大器的價值。

ID:45879 · 發(fā)表于 2022-12-19 16:46

看不懂支持一下

ID:283954 · 發(fā)表于 2024-7-16 19:46

三號開孔機(jī)已經(jīng)完成90支豎笛的開孔工作，過程相當(dāng)順利，現(xiàn)將豎笛外殼加工的程序總結(jié)如下：

1. 向豎笛廠家購買100支真豎笛后，送貨到開孔技工家里，由于豎笛是三段結(jié)構(gòu)，注塑成型后才組合成一把豎笛，組合時圓周會有偏轉(zhuǎn)，必須在放大鏡下，用注塑后留下的那條線（下稱注塑線）進(jìn)行圓周矯正，才可進(jìn)行開孔工作。接著進(jìn)行開孔，把豎笛去掉吹嘴后用開孔機(jī)夾緊，夾緊前必須保證豎笛有孔的面精準(zhǔn)朝上，這可通過調(diào)整豎笛讓注塑線與開孔機(jī)上的標(biāo)記對齊而獲得。鉆孔工具是一把20元的鋰電池手握電鉆，用直徑2MM的鉆嘴通過通孔螺絲鉆洞，非常有把握。

2. 鉆好后應(yīng)該觀察四個測孔與注塑線的距離，如果第一步的矯正工作無誤，此孔應(yīng)離注塑線2-3MM，否則即為廢品。接下來才進(jìn)行尾段的擴(kuò)孔，這必須用臺鉆和平底鉗，由于原有的孔在擴(kuò)孔時會自動糾正，所以完全沒有精確度的問題。

3. 接著最后一步是去疙瘩，用雕刻刀及壓機(jī)清除大塊的，再用手握雕刻刀去除殘余，再放入19.5MM銅環(huán)，也就完成開孔工作了。
我估算每支的人工成本大概是2.5元新幣，當(dāng)然啦，讓鋼琴老師來開孔就得25元了，若讓律師來開孔就得250元了，若讓云南山區(qū)的姑娘來做，大概只要1元錢，白菜價就是這么來的啦。

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自制高靈敏MEMS壓力傳感器

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