計算機接口使19世紀管風琴自行彈奏
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正如許多新奇的創(chuàng)造一樣，這一切都始于酒吧里的一次談話。
“您知道樓上森林咖啡屋里的管風琴嗎？”
“知道。”
“我們應該創(chuàng)造一個機器人管風琴手來演奏它。”
“當然，我們應該這樣做！”
一次漫不經(jīng)心的交談促使我們著手開展“WaldflOte項目”。
我的日常工作是擔任賽靈思蘇格蘭公司IP部門的設計經(jīng)理，但在業(yè)余時間，我是“dorkbot”這個非正式組織的一分子，該組織旨在推進工程科學界與藝術界之間的草根協(xié)作；活動口號是“用電做離奇的事情”。我屬于愛丁堡地區(qū)的dorkbot（可以稱作“dorkbot alba”或“dorkbot Edinburgh”，主要取決于您對誰講）。我們的成員創(chuàng)造了很多新奇的東西，包括像素映射LED禮帽、自動牙刷、幻覺魔術設備、電磁改錐和各種噪音發(fā)生盒。鮮有意外傷害事故發(fā)生。
dorkbot Edinburgh團隊每隔一周于周二在森林咖啡屋聚會，這間咖啡屋位于愛丁堡大學附近，是由志愿者經(jīng)營的非贏利性聚會場所。我參加了幾周在這家咖啡屋舉行的聚會，一天晚上，當我到樓上修理舞臺照明設備時，驚奇地發(fā)現(xiàn)自己置身教堂之中，這里有布道臺和唱詩班樓座，最重要的是，這里有一臺16英尺高的管風琴。
事實上，咖啡屋所在的建筑曾經(jīng)是愛丁堡公理教會的會場——因此有管風琴。但這里并不是這臺管風琴最初的家。19世紀末，倫敦著名的管風琴制造商Gray和Davison首次將這臺管風琴安裝在愛爾蘭的都柏林城堡，1900年，不知什么原因，這臺管風琴被轉移到愛丁堡。自此，這臺管風琴經(jīng)過數(shù)次維修，一直留在愛丁堡。
酒吧閑聊之后，我們并沒有立即行動起來。在隨后7個月的聚會中，我們不斷地思考、探究、討論，最后設計出了幾種操縱管風琴鍵盤的方式。
我們將這個項目取名為“Project WaldflOte”，是因為管風琴上的一個音栓叫“WaldflOte”。在德語中，它的意思是“森林長笛”。由于管風琴位于森林咖啡屋，因此聽起來還有些詩情畫意。
采用正確的機械部件
在開發(fā)的初始階段我們就明確地將問題分為機械和電子兩部分。如果我們能夠找到解決機械問題的方案，就能相對獨立地打造這兩個部分。
制約我們的主要因素之一是資金——我們沒有多少資金可用，全部資金僅為我們幾個核心成員自己籌集的資金。我們走遍尾貨市場，找到了一些價格合適的電磁鐵。我們能夠以1英磅左右（約合1.5美元）的單價得到100個這樣的電磁鐵，我們訂購了6個在管風琴上進行試驗。
我們發(fā)現(xiàn)電磁鐵的尺寸非常理想，但電磁鐵芯的運動距離比要始終如一地觸動管風琴白鍵所需的運動距離略短。盡管我們可以直接利用電磁鐵芯來驅動黑鍵，但我們?nèi)匀恍枰撤N杠桿來驅動白鍵。
電磁鐵組裝的首個原型如圖1所示，圖1為電磁鐵的工作原理圖。對于白鍵而言，頂部的膠合板杠桿的后面用管道膠帶作鉸鏈連接，當電磁鐵通電時，它會受到下拉的力量。當電磁鐵斷電時，管風琴鍵自身會提供向上力——因此無需另外使用彈簧。對于黑鍵而言，從電磁鐵底部伸出的小銷可以足夠的力量直接按壓琴鍵，彈奏音符。
圖1：電磁體組件原型
圖2：機械布局
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