|
Met dit goedkoop bouwpakketje knutselt u in een uurtje een leuk kinderpianootje in elkaar dat niet met echte toetsen werkt, maar met foto-elektrische koppelaars die met de vinger worden onderbroken. |
Kennismaking met de 'photoelectric piano music player'
Het eindresultaat van dit bouwpakket
In de onderstaande video, die wij hebben overgenomen van een verkooppagina op AliExpress, ziet u hoe u met dit pianootje simpele deuntjes kunt spelen. Het instrumentje heeft maar zeven 'toetsen', maar dat is tóch voldoende om wat simpele liedjes te spelen. Let er wel op dat dit pianootje niet polyfoon werkt, maar monofoon. Het instrumentje kan dus slechts één toon tegelijk ten gehore brengen. 'Drukt' u twee 'toetsen' tegelijk is, dan gebeurt er niets.
Waar te koop en wat kost het?
Het bouwpakket is te koop via AliExpress, Amazon en IC-Station. U betaalt er, zonder verzendkosten, het onderstaande voor:
- AliExpress: € 9,04
- Amazon: € 6,31
- IC-Station: $ 12.59
Bij IC-Station kunt u deze kit vinden onder het bestelnummer GY21489.
De levering van het bouwpakket
De onderdelen worden nu eens niet in het veel te kleine plastic zakje geleverd, dé standaard voor Chinese bouwpakketten, maar in een ruim kartonnen doosje. De componenten zitten verpakt in diverse plastic zakjes. Van transportschade aan onderdelen kan, dank zij deze verpakking, geen sprake zijn. Het ene IC en de IC-voet daarvoor zijn in een stukje schuim geprikt ter bescherming van de pootjes. Een bouwbeschrijving wordt niet meegeleverd, maar is te downloaden.
 |
| De verpakking van de onderdelen. (© 2025 Jos Verstraten) |
De geleverde onderdelen
In de onderstaande foto zijn alle onderdelen die in het pakket zitten overzichtelijk uitgestald. De plaatjes met een bruine kleur zijn de zes plexiglazen onderdelen die de behuizing van de piano vormen. Zoals u in de video hebt gezien zijn deze zwart. De bruine kleur is afkomstig van de schutvelletjes die op weerszijden van het plexiglas geplakt zijn om dit te beschermen tegen krassen. Linksonder ziet u het voedingssnoer, waarmee u het apparaat via een USB-A connector op een 5 Vdc voeding kunt aansluiten. Helemaal rechts ligt een stukje krimpkous, dat een belangrijke rol speelt bij de constructie van de lichtsluizen die de 'toetsen' vormen.
 |
| Overzicht van alle geleverde componenten. (© 2025 Jos Verstraten) |
De handleiding
Op internet is een prachtige Engelstalige handleiding van zeventien pagina's te vinden, waar werkelijk iedere stap van de bouw door middel van een foto wordt uitgelegd. Wij veronderstellen dat deze is samengesteld door IC-Station, want de meeste door dit bedrijf geleverde bouwpakketten worden begeleid door dergelijke fraaie handleidingen. U kunt deze handleiding via onderstaande link downloaden:
Aanklikbare link ➡ Photoelectric_Piano_Music_Player_Kit_Manual.pdf
De print voor de foto-elektrische piano
In de onderstaande foto hebben wij beide zijden van de 60 mm bij 89 mm grote print samengevoegd. De complexiteit valt erg mee, zelfs een absolute beginner op het gebied van solderen kan deze print, na wat oefenen, zonder problemen volbouwen.
 |
| De twee zijden van de print. (© AliExpress) |
De elektronica van deze piano
Helaas konden wij nergens op internet het schema van deze piano vinden. Echter, de werking is duidelijk. Hart van de schakeling is een 89C52 microcontroller. De 'toetsen' bestaan uit zeven witte LED's die even veel LDR's beschijnen.
In rust hebben deze dus een zeer lage weerstand. Als u op zo'n 'toets' drukt wordt de lichtstraal onderbroken en stijgt de weerstand van de betreffende LDR tot in het MΩ-bereik. Deze actie wordt door de microcontroller gespot en de firmware zorgt ervoor dat de controller een toon van een bepaalde frequentie genereert. Dit signaal wordt via een een-transistor versterkertje aan een mini-speakertje aangeboden.
De behuizing monteren rond de print
Het uitgangssignaal
De gegenereerde frequenties
(AliExpress sponsor advertentie)
Photoelectric Piano Music Player Kit
In rust hebben deze dus een zeer lage weerstand. Als u op zo'n 'toets' drukt wordt de lichtstraal onderbroken en stijgt de weerstand van de betreffende LDR tot in het MΩ-bereik. Deze actie wordt door de microcontroller gespot en de firmware zorgt ervoor dat de controller een toon van een bepaalde frequentie genereert. Dit signaal wordt via een een-transistor versterkertje aan een mini-speakertje aangeboden.
De bouw van de schakeling
Het solderen van de onderdelen op de print
Hoewel het vol solderen van de print uitgebreid wordt beschreven in de Engelstalige handleiding geven wij hier een korte Nederlandstalige samenvatting van de soldeervolgorde:
- Soldeer 7 x 1 kΩ weerstand
- Soldeer 7 x 4,7 kΩ weerstand
- Soldeer 2 x 10 kΩ weerstand
- Soldeer 1 x 100 Ω, 1 W weerstand
- Soldeer 1 x 12 MHz kristal
- Soldeer 7 x volledig transparante witte LED in de locaties D8 tot en met D14, de kortste aansluitdraad is de kathode. De aansluitdraden moeten echter eerst 90° gebogen worden in de juiste richting, zie de onderstaande figuur.
 |
| Het buigen en de montage van de witte LED's. (© IC-Station, edit 2025 Jos Verstraten) |
- Soldeer 2 x 22 pF ceramische condensator
- Soldeer 1 x DIP-40 IC-voetje, let op de juiste positie!
- Soldeer 1 x 10 μF elco op de locatie C2, deze moet u plat midden in het IC-voetje monteren. Let op de polariteit!
- Knip vervolgens zeven stukjes van 1 cm af van de krimpkous en monteer deze op de LDR's, zie de onderstaande figuur. Krimp deze met een heteluchtpistool en buig de aansluitdraadjes onder een hoek van 90°. Bij deze onderdelen maakt het niet uit in welke richting u dat doet. Soldeer deze onderdelen vervolgens op de print op de locaties 5516 en richt de stukjes krimpkous zo uit dat de witte LED's rechtstreeks naar binnen schijnen.
 |
| Voorbereiden van de LDR's. (© IC-Station, edit 2025 Jos Verstraten) |
- Soldeer 7 x blauwe LED in de locaties D1 tot en met D7. Deze onderdelen hebben een licht melkachtige kleur. Let op de polariteit, de kortste draad is de kathode.
- Soldeer 1 x S8550 transistor op de locatie Q1. Let op de positie!
- Soldeer de tweede 10 μF elco op de locatie C1. Let op de polariteit!
- Soldeer het speakertje op de locatie BEL1. Let ook hier op de polariteit!
- Soldeer de voedingsconnector op locatie DC5V.
- Soldeer de aan/uit-schakelaar op de locatie K1. Monteer het rode knopje op de as van de schakelaar.
- Druk voorzichtig de microcontroller in het IC-voetje. U zult eerst de pennetjes iets naar binnen moeten verbuigen. Let op de positie en zorg ervoor dat alle pennetjes in de contacten van het voetje zitten.
Het eindresultaat
In de onderstaande foto ziet u de compleet gemonteerde print. Sluit de print met de meegeleverde voedingskabel aan op een USB-connector van uw PC of laptop. U kunt uiteraard ook een goedkope 5 V netstekkervoeding gebruiken. Na het indrukken van de aan/uit-schakelaar doorlopen de zeven blauwe LED's even twee cycli, waarna het apparaatje klaar is om bespeeld te worden.
 |
| De compleet gesoldeerde print. (© 2025 Jos Verstraten) |
De behuizing monteren rond de print
Dat is uitgebreid met foto's gedocumenteerd in de handleiding, dus daar gaan wij hier geen woorden aan vuil maken. Het eindresultaat ziet er, zie de onderstaande foto, werkelijk schattig uit!
 |
Het eindresultaat van dit bouwpakketje. (© AliExpress) |
Onze ervaring met deze elektronische piano
Het apparaatje werkt zoals het hoort en is gemakkelijk te bespelen. Slechts één opmerking: de tweede 'toets' klinkt veel luider dan de overigen omdat de frequentie van die 'toets' blijkbaar in de buurt van de resonantiefrequentie van het zoemertje ligt.
Het uitgangssignaal
Uiteraard konden wij het niet laten het uitgangssignaal dat naar het speakertje wordt gestuurd even te bestuderen op het scherm van onze oscilloskoop. Het resultaat ziet u in het onderstaande oscillogram.
 |
| Het signaal over de buzzer. (© 2025 Jos Verstraten) |
De gegenereerde frequenties
Onze oscilloscoop zet, desgewenst, de frequentie van het gemeten signaal op het scherm. Waarom dan niet even de signalen van de zeven 'toetsen' gecontroleerd? Dit zijn de gemeten frequenties:
- Toets 1 (Do): 561,8 Hz
- Toets 2 (Re): 627,9 Hz
- Toets 3 (Mi): 794,2 Hz
- Toets 4 (Fa): 738,6 Hz
- Toets 5 (Sol): 837,5 Hz
- Toets 6 (La): 937,1 Hz
- Toets 7 (Si): 1.048 Hz
Het pianootje is dus blijkbaar gestemd in het vijfde oktaaf, waar de officiële frequenties van de noten Do en Si zijn:
- Do (C5): 523,25 Hz
- Si (B5): 987,77 Hz
Het pianootje klinkt dus behoorlijk vals, wat echter bij het spelen van de eenvoudige kinderdeuntjes nauwelijks opvalt.
Photoelectric Piano Music Player Kit