电脑琴完全DIY手册

Author: 张章 Date: 2000年 第23期

  假如你是个电脑音乐爱好者,你肯定需要一台MIDI键盘,可那不菲的价格又令你望而却步,于是你不得不去用键盘或是鼠标把一个个“蝌蚪”输入。一曲下来使你累得疲惫不堪,更使得谱曲的灵感变得支离破碎。现在不必那么做了,你只要按本文的介绍就可以DIY一台“准MIDI键盘”(姑且称作电脑琴)。当然你必须具备初级的电子技术和使用烙铁的功夫。如果这些对你不算什么的话,那么就跟我来!
  一、原理简介:大家都知道,我们平常使用的大多数音乐制作软件,如CAKEWALK等都支持电脑键盘输入音符。可是普通的101键电脑键盘怎么也不能和钢琴键盘相比,因为它的排列不符合标准的琴键排列方式。也正是这种不标准的排列,再加上电脑键盘较小的键位使得我们很难做到连续输入曲谱或是演奏音乐。因此,我做这台电脑琴的初衷就是把不规则排列转移到标准的电子琴键盘上,以实现模仿MIDI键盘的功能。
  真正的MIDI键盘是通过声卡上的MIDI接口向电脑传送信息的,而我们要自制的电脑琴是通过普通的键盘接口向电脑传送信息。具体做法是把键盘的电路接到电子琴的琴键上,说白了电脑琴就是一台有着琴键的电脑键盘。
  二、制作详解:要制作这台电脑琴所需的东西不是很多,首先得有一台电子琴。对这台电子琴的要求不高,只要求琴键部分是好的即可,至于内部电路的好坏是无所谓的。随便到旧货市场捡一个二三十块钱的就行。当然如果你对琴键的手感有特殊要求,那么你可以选个稍微高档点的电子琴。其次,你如果不想你的电脑键盘引出一大堆电线的话,还得再配一只电脑键盘。这只键盘亦可以选二手的,只要电路部分是正常的就行了。一般在开机时BIOS自检没有报告键盘控制器出错,就可认为电路部分是好的。这种键盘在旧货市场很便宜,十多块可以拿下。另外要准备的是排状电缆,它跟硬盘的数据线很相似,一般是四五十根线一排,大约五块钱一米,两米足矣。排线如找不到可以用废弃的硬盘数据线代替。最后还要买一块敷铜板,就是空白的PCB线路板,大约要3cm×7cm。
  在开始制作之前,我们有必要了解一下电脑键盘的原理。电脑键盘的核心是一块单片机,它有一个16×8的开关矩阵,如^23030204a^1所示。当按下一个键时,单片机就向电脑送出数据,电脑接收到数据后做出反应。我们要把键盘接到琴键上,其关键就是把这个开关矩阵接到琴键上。
  另外,为了不影响原电脑键盘的使用,还得用一个开关来切换这两个键盘。其实,完全可以用一个电路来实现一台电脑同时接两个键盘,出于多数DIY爱好者电子水平不高的事实,只好作罢。因而这里给出的只是制作相对容易的开关切换方式。
  下面让我们来看一下具体的制作。首先把准备好的第二键盘拆开,把里面的电路板取出。我们可以看到大多数的电路板是如图2 A的样子。那一排黑色的导电手指就是开关矩阵的接口。由于这一排导电手指面积较小,不便于大量导线的焊接。所以我们要准备一小块敷铜板,让敷铜板起过渡连接的作用。让我们把敷铜板用刀子刻成如图2 B所示的样子备用。把排线撕成24根,再把敷铜板和键盘电路上的导电手指用排线焊接起来,如^23030204b^2所示。
  连好了之后把这只“裸键盘”接到电脑上,并启动你平时常用的作曲软件(我用的是CAKEWALK中的Virtual Piano)。用一根导线试探着组合短接这个矩阵,并用笔记下结果。比如把前16脚作为A组,后8脚作为B组。当我用导线连接A1和B2时,软件提示我按下的相当于琴键的C1,那么我就把C1和A1、B2记下。直到把所有的音符全找出来为止。其实,这是个比较笨的方法,你完全可以分析一下键盘的电路走线,把电脑按键直接转换为上面的代码,然后再转换成音符代码。我就是这么做的,只不过不同的键盘电路走线不同,所以这里不便给出一个标准,只好给大家一个“笨招”。对了,大家还可以把一些常用的键连到电子琴上。这样做的目的是方便使用,那样可以直接在琴上按一些常用键,省得来回切换。
  做好了以上的工作就可以开始连线了。把电子琴拆开,去掉原电路板。把上面连好的键盘电路和琴键连起来。具体说就是,把相应的琴键连到敷铜板上。如C1琴键对应的矩阵码是A1、B2,取两根导线把C1琴键分别和敷铜板上的A1、B2脚相连。以此类推连好所有的琴键。
  连好所有的琴键后,把这个尚未完工的电脑琴连到电脑的键盘口上。再次运行软件,试着检验一下是否有接错的琴键。检验完毕后,就可以把键盘电路板和敷铜板固定到电子琴的内部了。
  最后要做的工作是键盘切换电路制作,你总不能反复插拔琴与键盘吧。具体的电路见^23030204c^3,图上的开关用普通的双刀双掷开关。切换电路不需要制作电路板,用导线焊好即可。把这个切换电路也固定到琴壳里。值得注意的是,键盘插头的引脚定义如图3所示,连接时不要把引脚弄错了。如果你的原键盘是小口(PS2)的,第二键盘是大口(AT)的。你还应准备一根键盘专用的小转大的过渡线和一个小口(ps2)插头。
  做好了上面一切,让我们回头看一下我们的作品:这台电脑琴具有成本低(不超过60元)、制作容易的特点,当然也有缺点了。缺点是琴键的定义是和软件配套的,如果换了软件琴键就有可能乱了。笔者不是编程高手,否则可以编个软件来软定义键盘的键位。那样即使换了软件也不会乱了琴键。好了,插上电脑琴(真正的即插即用),演奏一曲,享受一下无拘束的快感。不用的时候也不用拔下,只要把开关一推就可以继续使用原键盘了。
  最后要告诉大家的是,把第二键盘上的方向键和游戏中的常用键接到废游戏机手柄上,就是一个超级兼容的游戏手柄了。