基于ESP32的卡林巴琴制作教程

張鵬

作為一個理工男，對音樂總有著迷之興趣。但是在這方面一直缺乏指導，只在小學的時候上過幾節音樂，記得少許簡譜的概念。后來中學忙于文化課，大學選擇了電子專業，與音樂就越來越遠。筆者現在已經參加工作了，小時候埋在心里的種子終究會發芽，工作閑暇利用自己專業相關的知識，設計了一款電子樂器，與諸君分享。

1卡林巴琴簡介

卡林巴琴本是非洲的一種民族樂器，通過彈撥發出聲音。本設計模仿卡林巴琴的外觀，采用圖1所示的鼠標按鍵代替卡林巴琴的金屬彈片，藍牙連接手機，在手機上發出聲音。

2硬件設計

該設計采用ESP32作為主控單元，ESP32是一顆功能強大的物聯網芯片，可同時支持WiFi和藍牙功能，20+可用GPIO，運行頻率最高可達240 MHz，可以采用C語言、Ardiuno、MicroPython等方式進行開發。

整體的設計思路是先使用ESP32的藍牙功能實現 MIDI協議，連接手機后，與手機上的APP配合，手機在手機上發出聲音。編程語言使用的是MicroPython，上手相對比較簡單，非電子專業的同學也可以嘗試做一下。

工作原理也非常簡單，當程序檢測到有按鍵按下時， ESP32通過藍牙發送相應的MIDI指令到手機，手機收到相關的指令后，在手機上播放對應的音符。

講完了工作原理，接下來我們看下硬件設計。如果你沒有PCB板設計經驗，可以嘗試制作如圖3所示的簡易版本，使用現成的ESP32_Dev_Kit開發板配合鼠標按鍵，在一款較大的洞洞板上簡單焊接就完成了。注意，使用鼠標按鍵的上面;上面兩個引腳分別連接 GND和ESP的引腳。

如果你有一定的PCB設計能力，建議制作圖4所示的版本，集成了鋰電池充電電路和WS2812彩燈，同時外觀也更為美觀，電路原理圖見圖5，元器件布局見圖6。為了追求美觀，所有的走線都放置在了 PCB板的背面。

3軟件設計

編程語言使用的是MicroPython，開發環境使用的是uPyCraft，程序的邏輯是先通過藍牙實現MIDI服務，等待手機連接，手機連接成功后當檢測到有按鍵按下，就發送相關的MIDI指令到手機上。

核心代碼請參考電子產品世界網站論壇。代碼運行后，根據手機平臺的不同，使用如下方式與設備建立連接，iOS平臺見圖7，安卓平臺見圖8。連接成功就可以在手機上演奏了。