MIDI Tesla Coil Controller
Программно-аппаратный проект музыкальной катушки Тесла построенной по топологии SSTC полумост. Состоит из непосредсвенно катушки Тесла, MIDI-контроллера состоящего из прерывателя bsvi на Atmega8 и микрокомпьютера Raspberry Pi 3B генерирующего MIDI мелодии.
Hardware-software project of a musical Tesla coil built on the SSTC half-bridge topology. It consists of a Tesla coil itself, a MIDI controller consisting of a bsvi interrupter on an Atmega8 and a Raspberry Pi 3B microcomputer that generates MIDI melodies.
Представляет собой python-скрипты выполняющиеся на Raspberry Pi B3:
- MainMidi.py - python скрипт генерирующий MIDI последовательности в serial-порт raspberry pi. Осуществляет переключение мелодий путём опроса кнопки.
- lcd1602.py - python скрипт осуществляющий вывод информации о состоянии raspberry на LCD экран 1602 (в проекте опционален).
- runScripts.sh - исполняемый bash скрипт необходим для запуска скриптов MainMidi.py и lcd1602notButton.py в скрытом режиме при старте системы. Запуск скрипта runScripts.sh прописан в системном файле crontab. Для открытия файла необходимо набрать:
crontab -eВ файле добавить запись:
@reboot /home/pi/Desktop/runScripts.shВторой вариант запуска (вместо runScripts.sh) В crontab файле добавить запись:
@reboot python3 /home/pi/Desktop/MainMidi.py &
@reboot python3 /home/pi/Desktop/lcd1602.py &Cтруктурная схема всего комплекса:
Cхема электрическая принципиальная трансформатора Тесла(приведена в директории shemes):
Схема подключения MIDI OUT и схема подключения LCD 1602:
Написание MIDI-мелодий происходит непосредственно в файле MainMidi.py используя функцию playNote(note, timeOn, timeOff), где note - номер ноты от 36 до 71; timeOn - время звучания в секундах; timeOff - время паузы в секундах (нет звучания). Соотношение нота-номер и нота-время приведено на рисунке:
Доступные мелодии:
- Gershon Kingsley - Popcorn
- Super Mario Song
- Mortal Kombat Theme Song
- Valces Dogs melody
- Star Wars - The Imperial March
- Mission impossible theme
- The Prodigy - Omen
https://www.youtube.com/shorts/8kgel5WYpHc
- https://bsvi.ru/preryvatel-dlya-drsstc/ - прерыватель использованный для проекта
- https://bsvi.ru/malleus-maleficarum-apgrejd/ - дизайн SSTC
- http://teslacoil.ru/katushki-tesla/tranzistornyie-katushki/polumostovaya-sstc/ - дизайн SSTC
- https://stevehv.4hv.org/SSTC5.htm - дизайн SSTC
- https://kaizerpowerelectronics.dk/tesla-coils/sstc-design-guide/ - советы по конструкции SSTC
- https://teslafon.ru/techno/calcs - калькулятор для расчёта резонансного трансформатора
- https://www.loneoceans.com/labs/ud27/ - Universal DRSSTC Tesla Coil Driver 2.7 Rev C
- https://www.osaelectronics.com/learn/setting-up-raspberry-pi-for-midi/ - работа с midi на raspberry
- https://www.midi.org/specifications-old/item/midi-din-electrical-specification - спецификация аппаратного уровня MIDI
- http://flyback.org.ru/viewtopic.php?p=4425021#4425021 - ссылка на форум по данной конструкции
- https://pinout.xyz/ - The Raspberry Pi GPIO pinout guide
PEP8
VNC Viewer: http://wiki.amperka.ru/rpi:installation:vnc
Для автоматического запуска VNC запустить скрипт runVNC.sh
Емкость тороида: 6 пФ
Индуктивность первичной обмотки: 2.94 мкГн
Индуктивность вторичной обмотки: 32901 мкГн
Количество витков вторичной обмотки: 840
Емкость вторичной обмотки: 5.8 пФ
Общая емкость вторичного контура: 11.8 пФ
Резонансная частота катушки тесла: 255.4 кГц
Доп. информация для искушенных:
Длина волны: 1565 м
Длина провода вторичной обмотки (фактическая): 290 м
Длина провода 1/4 длины волны (расчетная): 391.25 м
Процент совпадения фактической и расчетной длин: 74.1 %
Сопротивление первичной обмотки: xL = 2 * ПИ * F * L = 2ПИ * 255.4 кГц * 2.94 мкГн = 4,73 Ом
Ток первичной обмотки: Ipeack = U/xL = (310 В/2)/4,73 Ом = 32,8 А (выбрал ключи W45NM60 - 45 А)
Переработать проект под чтение готовых файлов .mid