LUKULINO Klaus Schwarz LUKULINO. Lern-Ukulele mit Arduino Unterstützung. Klaus Schwarz. Oktober Dokumentenversion 002

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Roland Fleischer
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1 LUKULINO Lern-Ukulele mit Arduino Unterstützung Klaus Schwarz Oktober 2015 Dokumentenversion

2 Inhaltsverzeichnis IDEE 3 KONZEPT 4 LERNKONZEPT 4 BEDIENKONZEPT 5 SCHALTPLAN 6 STÜCKLISTE 7 BAU 8 INSTRUMENT 8 EINBAU LEDS 8 EINBAU ARDUINO & ELEKTRONIK 9 PROGRAMMIERUNG 10 BEISPIELLIED

3 Idee Manchmal überlege ich, ob es nicht sinnvoll wäre ein Musikinstrument spielen zu können oder es zumindest mal zu versuchen. Da mein zweiter Vorname "Unmusikalisch" ist, muss ich entweder viel Geld für einen Musiklehrer bezahlen oder eine andere Strategie entwickeln. Also habe ich mal überlegt wie ich das Spielen eines Instrumentes noch erlernen könnte. mit einem Buch DVD Youtube Musikschule Volkshochschule Gruppe Das war alles nicht so meine Welt. Als Instrument habe ich mir vorläufig mal eine Ukulele ausgeguckt, weil die nicht viel Platz weg nimmt und ein Übungsexemplar günstig zu haben ist. Weil ich ganz gerne selbst was erlerne habe ich mir ein Lernkonzept für eine Ukulele ausgedacht. Von dem erhoffe ich mir, dass ich damit weiter komme. Zu diesem Thema habe ich mir diverse Artikel, Videos und Bilder angesehen und dabei für mich beschlossen eine Ukulele mit LED so umzubauen, dass zu spielende Akkorde durch leuchtende LEDs dargestellt werden können. Mit den 12 Bünden und 4 Saiten ist der Aufwand überschaubar. Hier gibt s so etwas Ähnliches als Flash-Animation. So ungefähr stell ich mir das vor. Die LEDs werden von einem Arduino angesteuert, auf dem die Akkorde von vielen Liedern abgespeichert sind. Zusätzlich soll die Geschwindigkeit einstellbar sein

4 Konzept Lernkonzept Für meine Bastelei verwende ich eine einfache Sopran-Ukulele mit 12 Bünden und 4 Saiten. Daraus ergeben sich 48 LEDs, die in das Griffbrett versenkt eingebaut werden. In diesem ersten Schritt wird nur das Spielen von Akkorden auf der Ukulele unterstützt. Auf dem Arduino befinden sich diverse Dateien mit den Akkorden von den Liedern, die man erlernen möchte. Diese Dateien muss man sich selber erstellen. Wie das funktioniert, wird sich bei der Umsetzung dieses Projektes ergeben. Am Lukulino kann man sich eines der vorhandenen Lieder auswählen und das Lied starten. Daraufhin beginnt der Lukulino die Akkorde des gewählten Liedes auf dem Griffbrett durch Leuchten der entsprechenden LEDs anzuzeigen. Diese sollte man nachspielen. Weil es am Anfang etwas länger dauert bis man die angezeigten Saiten gegriffen hat, kann man die Geschwindigkeit nach Lernfortschritt einstellen. Ob die Idee für das Lernkonzept gut ist, kann ich noch nicht mit Bestimmtheit sagen, aber ich gehe mal davon aus. Akkorde für diverse Lieder zu finden sollte nicht so schwer sein. Das Problem werden die Zeiten zwischen den Akkorden sein

5 Bedienkonzept Die Bedienelemente befinden sich auf der Rückseite des Lukulino, wobei die Taster versenkt sind damit sie nicht versehentlich bedient werden können. Auf einem TFT-Bildschirm werden die verfügbaren Titel angezeigt. Mit den Tasten Lied vor und Lied zurück kann durch die Titelliste gescrollt werden. Mit Lied auswählen wird ein Titel ausgewählt. Den ausgewählten Titel kann man mit der Start-Taste stoppen bzw. anhalten. Mit der Taste Liedanfang kann man wieder an den Anfang des Liedes springen mit Liedende an das Ende. Wahrscheinlich werden noch zwei weitere Tasten für schnellen Vor- und Rücklauf vorgesehen. Als zukünftige Erweiterung ist hier noch die Auswahl einer Tonart denkbar. Dies wird im ersten Schritt aber nicht umgesetzt

6 Schaltplan Die 48 LEDs werden über eine Matrix 4 x 12 (16 Leitungen) angesteuert. Hierfür werden Treiber-IC ULN2803A bzw. ULN2804A verwendet. Hierfür werden zwei Digitale Ports benötigt. Ein weiterer Port wird für die Taster gebraucht und das Display kommt auch nicht ohne Anschlüsse aus. Deswegen wird ein Arduino Mega 2560 zum Einsatz kommen. Für die geplante Stromversorgung mit einer Nennspannung von 7,4V ist keine weitere Spannungsaufbereitung notwendig. Schaltplan kommt später

7 Stückliste Für den ersten Prototyp verwende ich eine ganz einfache Ukulele. Damit kann man sehr gut die ersten Erfahrungen im Bau einer Lern-Ukulele machen ohne allzu viel Geld zu verbrennen. Eventuell ist ein Stimmgerät noch ganz sinnvoll, weil ich wahrscheinlich die Saiten für den Umbau abnehmen muss. Ein paar Ersatzsaiten für 1 können auch nicht schaden. Die anderen Artikel sind für die Erstellung der Lernfunktion bzw. den Einbau der Elektronik notwendig

8 Bau Instrument Einbau LEDs Für den Einbau der LEDs werden abgeflachte, zylindrische LEDs verwendet, damit diese beim musizieren nicht stören. Dazu wird das vorhandene Griffbrett entfernt, Löcher für die LEDs in das Griffbrett gebohrt und die Kabellage verlegt. Nach einem Test kann dann das Griffbrett wieder montiert werden. Das könnte dann in etwa so aussehen:

9 Einbau Arduino & Elektronik Auf der Rückseite der Ukulele wird ein schmaler Rahmen aufgebracht. Dadurch entsteht ein Raum für die erforderlichen Komponenten. Diese werden in dem Raum sinnvoll angeordnet. Auch der Akku soll hier Platz finden und kann über eine eigene Klappe ausgetauscht werden. Der Raum für die Komponenten wird mit einer transparenten Kunststoffscheibe (Plexiglas) abgedeckt. Das Glas wird mit einer Folie so beklebt, dass nur noch das TFT-Display zu sehen bleibt

10 Programmierung Wird lustig Zuerst muss ich mir Gedanken machen, wie die Akkorde in den jeweiligen Tonarten abgespeichert werden (Akkord-Bibliothek). Wenn das gelöst ist referenzieren die Akkorde eines Liedes auf die Akkorde in der Bibliothek. Die Akkorde eines Liedes müssen dann auf die LED-Matrix im Griffbrett übertragen werden. Dabei müssen dann ggf. weitere Parameter (z.b. Geschwindigkeit) berücksichtigt werden. Dazu mache ich mir dann Gedanken, wenn es soweit ist. Auch hier gibt es für eine weitere Ausbaustufe Potential (Integration Metronom, )

11 Beispiellied

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