3D 打印MIDI 控制器（激光竖琴）：免费文件与制作说明

关于激光竖琴

激光竖琴是一种电子乐器，原本放琴弦的位置变成了一道道光束：用手挡住一道光束，它就会奏出一个音。Blitz City DIY 的这个版本以完整的 Adafruit 学习系统指南形式发布。Printables 页面上有文件：打印支架和底座的 STL，以及所有部件都安装在上面的亚克力拱架的 DXF 和 SVG 轮廓。

它的工作原理有个巧妙之处。它不是在每个激光器对面放一个光传感器，而是让每根“琴弦”都由一个小型飞行时间测距传感器组成，紧挨着一个红色激光模块安装。激光只是用来让你看清在哪里演奏。由于传感器测量的是你的手有多远，而不仅仅是光束有没有被挡住，代码可以把距离转换成 MIDI 表情控制，比如调制、延音和力度。一个 I2C 多路复用器让八个相同的传感器共用一条总线。

声音来自 Music Maker FeatherWing，它内置 MIDI 合成器，有一长串乐器音色，你可以在 CircuitPython 代码里选择。Feather 也可以通过 USB 发送 MIDI，驱动电脑上的软件合成器。

适合谁。能熟练焊接小电路板、看得懂接线图，并且能切割亚克力或找人激光切割的创客。指南说，也可以把文件打印在纸上当模板，手工切割亚克力。打印本身是最简单的部分：所有打印件都无需支撑。

安全。指南使用的是 5 mW 红色激光二极管（IIIa 类）。不要直视光束，也不要对着人照射。我们自己还没有做过，所以本页是对指南的概括，而不是评测。

所需物品

打印件

8 个支架，每个激光器和传感器一个（让传感器与激光器对齐）
2 个底座，让亚克力立起来（其中一个有安装 FeatherWing Doubler 的孔）
亚克力连接件，仅在拱架用两块较小的板材切割时需要

外购零件

一块 Feather RP2040 或 Feather M4 Express
一块 Music Maker FeatherWing（MIDI 合成器和音频输出）
一个 TCA9548A I2C 多路复用器
8 个 VL53L4CD 飞行时间传感器和 8 根 STEMMA QT 线缆
8 个红色激光二极管模块（5 mW，650 nm）和 8 个固定式激光器座
一块 FeatherWing Doubler 和一个控制激光的迷你拨动开关
M2.5 螺丝、螺母和铜柱；硅胶连接线和热缩管
一张 18 × 24 英寸、1/8 英寸厚的亚克力板

工具

一把电烙铁
用于切割亚克力的激光切割机或 CNC，或者手工工具加纸模板
一台用来加载 CircuitPython 和代码的电脑
接在 Music Maker 音频输出上的耳机或有源音箱

制作概览

这是我们对制作过程的概要。Adafruit 指南中有完整接线图、每一步的照片和代码。

切割亚克力。 用一整张大板切出拱架，或者用拆分文件从两块较小的板材上切，可以用激光切割机、CNC，也可以用打印的纸模板手工切割。
打印零件。 打印八个支架、两个底座，如有需要再打印连接件。都不需要支撑。
搭建框架。 如果拱架是两块，就用打印的连接件和 M2.5 螺丝把它们连起来。把两个底座拧到亚克力背面。
安装激光器和传感器。 每根“琴弦”都要把一个激光器座和一个打印支架对准亚克力上的孔，穿过激光器的导线，用三套 M2.5 螺丝和螺母固定。再用四颗螺丝把一块 VL53L4CD 板拧到支架顶部。重复七次。
接线。 用 STEMMA QT 线缆把各传感器的电源串起来，再把每个传感器的数据线接到 TCA9548A 多路复用器上各自的通道。把所有激光器接到拨动开关上。把 Feather 和 Music Maker FeatherWing 插到 Doubler 上。
载入代码并演奏。 安装 CircuitPython 和项目代码，在代码中选择一个乐器音色，插上耳机或音箱，然后打开激光。