DIY一个无框激光竖琴：用光束奏响音乐！
本帖最后由 RRoy 于 2025-7-2 16:08 编辑你是否曾梦想像电影里的未来音乐家一样，用手指轻触激光束就能奏出美妙的旋律？今天，给大家介绍一个酷炫的开源项目——无框激光竖琴！这个项目不仅让你亲手打造一件独特的乐器，更能让你深入了解光电、机械与音乐的奇妙结合。
### 项目亮点
* **未来感十足**：告别传统琴弦，用闪烁的激光束演奏，科技感与艺术感并存。* **亲手打造的乐趣**：从3D打印到电路焊接，每一步都充满挑战与成就感，是提升动手能力的绝佳机会。* **深入理解原理**：通过制作过程，你会了解激光、步进电机、光电传感器如何协同工作，将光信号转化为音乐。* **无限创意空间**：掌握了基本原理，你可以进一步探索，比如增加更多音阶、优化交互方式，甚至与其他智能设备联动。
这款激光竖琴的设计灵感来源于著名音乐家让-米歇尔·雅尔的表演，它通过检测激光束的中断来实现发声。下面，我们来详细了解它的核心组件和关键步骤：
### 核心组件
- **“大脑”**：两块Arduino（一块Leonardo，一块Uno）分别负责处理传感器数据、控制激光和电机，以及生成MIDI音符。- **“眼睛”**：光敏电阻（LDR）和超声波传感器，它们是检测手部动作和测量距离的关键。-**“心脏”**：一台强大的3W TTL激光器，它是构建“琴弦”的核心。-**“舞者”**：步进电机（NEMA 16）及驱动器，用于精确控制激光束的扫描。- **“镜面反射”**：一块小型镜子（可以利用旧硬盘的碟片），用于反射激光束，形成扇面。-**安全“卫士”**：继电器模块，确保激光器的安全开启与关闭。- **3D打印件**：盖子、外壳、镜子支架和电机支架，为项目提供结构支撑。- 其他：12V电源、电阻、红外反射传感器、木质底板、导线、热熔胶等。
### 关键制作步骤（部分细节与要点）
**3D打印结构件**：首先，利用3D打印制作激光竖琴的外壳、盖子以及内部的电机和镜子支架。这些部件的精度对后续组装非常重要。
**底板与电机安装**：选择一块稳固的木质底板作为支撑，这不仅能增加稳定性，还能有效减缓步进电机工作时的振动。将步进电机牢固地安装在底板上。
**镜面系统搭建**：切割一块薄镜片（旧硬盘的碟片就非常不错，表面平整，反射效果好），小心地将其固定在3D打印的镜子支架上，再将支架连接到步进电机。
**传感器与安全电路**：将光敏电阻（LDR）和超声波传感器（US-100）安装在指定位置，它们负责检测手部对激光束的阻断。同时，务必接入继电器模块，它能在激光器与电源之间形成安全屏障，防止激光意外全功率运行，这是非常关键的安全措施。
**Arduino电路制作**：根据提供的电路原理图，在洞洞板上焊接Arduino扩展板。这一步需要一定的焊接技巧和耐心，确保所有连接准确无误。
**组件固定与布线**：将所有电子组件（Arduino、激光器、电机驱动等）有序地固定在木质底板和3D打印外壳中，并理线。良好的布线不仅美观，也便于后续的故障排查。
**代码上传与调试**：将项目提供的代码分别上传到Arduino Uno和Arduino Leonardo。Uno负责控制激光和电机扫描，Leonardo则处理传感器数据并发送MIDI音符。代码地址：`https://github.com/cybercraftics/laser_harp`
**最终测试与演奏**：连接Arduino Leonardo到电脑，打开你的DAW（数字音频工作站）软件，例如GarageBand。为了让激光束清晰可见，有条件的话还可以搞一台烟雾机。当你的手穿过激光束时，美妙的音符就将响起！
**升级：**
- Galvo 扫描仪：用 galvo 扫描仪替换步进电机可以使竖琴能够拥有更多的弦和更亮的光束，因为目前的设置由于步进电机的速度和精度限制，仅能支持七根弦。galvo 扫描仪将实现更快和更精确的光束定位。
- 传感器高度：将传感器安装在更高的位置将进一步提高它们检测光束中断的能力，并更好地跟踪手的高度。这会让音符的触发更准确，并可能对声音进行更动态的控制。如果你仔细观察让-米歇尔的竖琴，你会注意到传感器的位置要高得多。
这些升级可以显著提高竖琴的性能和可玩性，使其更加灵敏和多功能。
### 重要安全提示！
该项目使用了功率较高的3W激光器，它能够对眼睛和皮肤造成严重伤害。请务必：
* 佩戴符合认证的激光安全眼镜。* 在受控环境中进行操作。* 在进行任何调整时，务必切断激光器电源。* 建议新手从低功率激光器开始熟悉。
### 结语
这个激光竖琴项目充满了挑战，但也带来了无与伦比的乐趣和成就感。它不仅是一件独特的乐器，更是一次探索未来科技与音乐融合的奇妙旅程。
一起动手，用光束奏响你的音乐吧！
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