Современная музыкальная шкатулка своими руками. Механизм для музыкальной шкатулки. Принцип работы схемы

Вот и пришло время рассказать о том, что же такого было внутри моей шкатулки, выпиленной лобзиком из фанеры . В основе всего была принципиальная электрическая схема на контроллере, питающаяся от 2 батареек Krona (9+9 В). Музыку я записал на SD-карту объемом 16-32 Мб. Причем шкатулка при каждом открывании проигрывала новую мелодию. Начнем по порядку!

Элементная база содержимого шкатулки

Ядром схемы является микроконтроллер Atmega16, 40-пиновый, который как раз управляет воспроизведением мелодий. Корпус у него DIP, чтобы легко можно было вставлять и вынимать из панельки, расположенной на плате. Картинка Atmega16 следующая:

Другой не менее важной микросхемой служит аудиоусилитель LM4860M на 1 Вт, 16-пиновый, с выходов которого усиленный сигнал идет на 8-Омный динамик. Исполнение данной микросхемы я взял в корпусе SO16.

Также потребуются 2 микросхемы – преобразователя напряжения: 7805 в корпусе TO-220, на выходе которого получается постоянное напряжение +5 В, и IRU1117-33 в корпусе SOT-223, с постоянным выходным напряжением +3,3 В, от которого питается SD-карта. Изображение этих микросхем ниже:

Для запуска контроллера нужен кварцевый генератор на 16 МГц. SD-карта на 16-32 Мб, сейчас такую маленькую по объему флеш-карту сложно достать, а раньше они шли с некоторыми моделями фотоаппаратов в комплекте. Все резисторы и конденсаторы – в SMD исполнении для поверхностного монтажа.

Принципиальная электрическая схема музыкальной шкатулки

Электрическая схема шкатулки выглядит так:

Как видно, из 40 ножек микроконтроллера используются всего лишь 18. Выводы с 5 по 8 – обмен с SD-картой, 9-й – для сброса контроллера, 10 – питание +5В, 11,31 – земля, 33-40 – через делитель на аудиоусилитель. Микроконтроллер Atmega16 нужно прошить, но не на самой плате, а на специальном устройстве, подключенном к компьютеру через RS-232. Обмен с компьютером идет через SPI интерфейс контроллера (выводы 5-8). Прошивка закачивается с помощью компьютерной программы PonyProg. Сама прошивка (Music_box_16.hex) и скриншот устанавливаемых фьюзов в PonyProg (PonyProg_Mega16_Fuses.bmp) находятся в приложенном архиве. Также в нем найдете технические описания (datasheets) на используемые микросхемы и микроконтроллер.

Схема печатной платы

Разводку дорожек по печатной плате я делал в программе Sprint Layout4. Соответственно файлик shkatulka.lay находится в архиве. Плата размерами 130х70 мм из одностороннего фольгированного гетинакса. Все SMD резисторы и конденсаторы, микросхема LM4860M, IRU1117-33 размещаются на стороне дорожек, а микроконтроллер, слот для SD-карты, электролитические конденсаторы, микросхема 7805 – на другой. Рисунок печатной платы представлен ниже:

Для травления платы я использовал старый “метод утюга” и хлорное железо. Потом припаял все элементы, вне платы остались динамик, кнопка включения и питание от двух 9 В батареек. К сожалению, тогда у меня не было под рукой фотоаппарата, да и цели такой не стояло (запечатлеть свою работу), поэтому полученный мною монтаж показать не имею возможности, а разбирать неразборную шкатулку не буду. Тогда я оставил себе возможность только менять батарейки, и перезаписывать флешку.

Запись мелодий для шкатулки

SD-карту нужно отформатировать в FAT16. Мелодии, которые вы хотите, чтобы они проигрывались шкатулкой, следует подготовить. Общее количество мелодий – до 100. Время проигрывания – 1 минута. Формат аудио – .wav PCM 16 кГц 8 бит моно. Файлы назвать – “ring_00.wav”, “ring_01.wav” и т.д.

Архив.7z для скачивания:

Начинка для шкатулки

(5.8 MiB, 281 hits)

Ну вот и все! Собирайте, запускайте и наслаждайтесь!

P.S.

Не забудьте подписаться на рассылку (-> справа в сайдбаре)!

В шкатулке музыкальной, почти на самом дне, тихонько спят мгновенья давно ушедших дней. Популярный некогда аксессуар теперь пылится в музеях или на антресолях, забитых всяким хламом. Так бы оно может и было дальше, если бы дизайнеры не решили возродить музыкальную шкатулку, сделав из нее настоящий предмет роскоши. О самых ярких экземплярах поговорим в нашем обзоре.

Начиная с ноября месяца, все экраны страны заполняет жизнерадостный Дед Мороз с бутылкой кока-колы в руках. Из года в год реклама практически не меняется, поэтому главный герой становится почти родным, а в супермаркете рука сама тянется к шипучему напитку. Теперь он перекочевал и на крышку музыкальной шкатулки. Кока-колы такой Дед Мороз, конечно, не принесет, но музыкой порадует.

Главное – крыша над головой. Как выяснилось, эта истина актуальна не только для людей, но и музыкальных шкатулок.

Такая музыкальная шкатулка делается под заказ. Дизайнер не только выбирает понравившуюся клиенту мелодию, но и создает фигурки-портреты именинников или членов семьи заказчика.

Музыкальная шкатулка в виде медальона, стилизованная под старину. Дизайнеры утверждают, что одним таким подарком можно покорить сердце девушки.

Если капризная прелестница осталась равнодушной к поющему сердцу, можно попробовать подарить ей музыкальную шкатулку в виде карусели. Только сначала стоит поинтересоваться: а любит ли девушка музыку или все же лучший подарок для нее находится в ювелирном отделе.

До чего дошел прогресс! Производители придумали музыкальную шкатулку для Ipad. Чтобы привести ее в действие, нужно загрузить на Ipad специальное приложение, и можно наслаждаться мелодиями.

Музыкальная шкатулка, созданная специально к юбилею группы «Битлз». Впрочем, об этом весьма красноречиво говорит крышка изделия. Что касается репертуара шкатулки, то он состоит исключительно из песен легендарной группы.

Такая шкатулка наверняка понравится детям. Главных героев шкатулки дизайнеры периодически меняют. Одно остается неизменным – характер изделия.

Музыкальная шкатулка для тех, кто пишет музыку. Создавайте мелодии, фиксируйте их на специальной карте и наслаждайтесь полученным результатом.

Такую коробочку с песнями дизайнеры предлагают создать самостоятельно: раскрасить в любимый цвет, добавить всевозможные фигурки, надписи и подарить дорогому человеку. Ведь лучшие подарки, как известно, делаются своими руками. Если сделать музыкальную шкатулку самостоятельно не получается, можно подарить имениннику . Уверены, такой подарок придется по душе любому.

Если зажать музыкальный механизм в кулаке, то его звуки будут еле слышны. Только если закрепить его на доске, служащей резонатором, он наполнит комнату мелодичным звоном. Поместите его в красивую шкатулку, и ее счастливая обладательница будет наслаждаться серенадой каждый раз, приоткрывая кленовую крышку.

Из фурнитуры, кроме музыкального механизма, потребуется лишь пара латунных петель с ограничителем открывания, удерживающим крышку вертикально, пока играет музыка.

• Габаритные размеры: ширина — 229 мм; глубина — 165 мм; высота — 73 мм.
• Шпонки усиливают соединения и создают контрастные акценты.
• Откройте крышку, чтобы услы­шать мелодию и увидеть латун­ный механизм в отделении с про­зрачным окошком.
• Музыкальные механизмы зву­чат по-разному, и вы можете выб­рать один из них с понравившей­ся мелодией.

Создайте корпус шкатулки

1. Из 19-миллиметровой доски выпилите заготовку 67×254 мм для передней стенки А

и две заготовки 67×178 мм для боковых стенок
В
.

2. Прямой 12-миллиметровой фрезой, установленной в фрезерный стол, сделайте фальц на заднем конце каждой боковой стенки В (рис. 1).

3. Передвиньте продольный упор фрезерного стола, чтобы сделать 10-миллиметровый фальц для крышки на внутренней стороне передней А

и боковых
В
стенок
(рис. 1, 2).
Обратите внимание, что боковые стенки должны быть зеркальными копиями друг друга.

4. Опилите скосы на концах передней стенки А

, придав ей окончательную длину 229 мм
(рис. 1).
Затем сделайте скосы на переднем конце каждой боковой стенки
В
, чтобы их длина стала равной 165 мм.

5. Опилите заднюю стенку С

по ширине с учетом расстояния от нижней кромки боковой стенки
В
до края фальца для крышки
(рис. 1, 2).
Чтобы определить длину задней стенки, соедините насухо (без клея) переднюю
А
и боковые
В
стенки, скрепив их малярным скотчем. Подгоните длину задней стенки к расстоянию между фальцами боковых стенок.

6. Прямой 6-миллиметровой фрезой, установленной в фрезерный стол, сделайте в передней, задней и боковых стенках А, В, С

шпунт 6×5 мм для вставки дна
D(рис. 1
и
2).

Музыкальная шкатулка на PIC16F753

Меня в свое время очень впечатлил этот пост о создании светомузыкального устройства на микроконтроллере в подарок любимой. И однажды пришло мое время сделать такой подарок. Учитывая отличия от автора упомянутого проекта в навыках и инструментарии; будучи сильно ограничен во времени подготовки (3-4 дня), я пошел другим путем и разработал свое музыкальное устройство для установки в купленную в сувенирном магазине шкатулку. Оно отличается более простой схемой и легкостью изготовления. В статье описываются подробности моего проекта и их мотивация. Осторожно, фотографии (всего около 1Мб).

Схема

Как видите, деталей очень мало. Питание в диапазоне +3..+4.8В от трех батареек типа AAA подходит без применения стабилизаторов как микроконтроллеру D1 (PIC16F753), так и усилителю DA1 (TDA7052A). Данная микросхема усилителя является уникальной в своем роде, потому что среди своих аналогов она требует минимальное количество внешних элементов. Применение усилителя мощности необходимо: при попытке подключить выход микроконтроллера напрямую к динамику, достаточную громкость получить не удастся.
Для работы усилителя необходим конденсатор C1 емкостью 220мкФ. Без конденсатора нельзя: если внутреннее сопротивление источника питания недостаточно мало, то звучать будет тихо и с сильными искажениями. Также необходим конденсатор C4 для развязки аудиосигнала по постоянному току. Подстроечным резистором R2 регулируется громкость. R1 ограничивает диапазон регулировки. Совместно с конденсатором C3 он также образует фильтр низких частот. В принципе C3 можно не ставить. Я поначалу так и хотел сделать, но потом мне показалось, что для уменьшения искажений звука лучше убрать из него ультразвуковые частоты, поставив C3.

TDA7052A (в отличие от TDA7052) имеет отдельный вход управления громкостью путем подачи на него соответствующего напряжения (на схеме не показан). Но попытка использовать его нисколько не упрощает схему и не улучшает ее работу. К счастью, при оставлении этого входа неподключенным нормальная работа усилителя не нарушается.

Пару слов о выборе микроконтроллера. Самый главный критерий — диапазон напряжения питания. Когда батарея почти разряжена, напряжение на ней проседает до 3В (по 1В на элемент). В свежем же состоянии напряжение может подниматься до +4.8В и даже более. К сожалению, более современные 16-битные микроконтроллеры, имеющие высокую скорость и много памяти, обычно требуют питание в диапазоне +2.7..+3.6В. Чтобы понизить напряжение, пришлось бы применять стабилизатор, причем не любой, а с малым падением напряжения (Low Drop-out), учитывая напряжение на батарее под конец ее службы. Я решил не усложнять. Из контроллеров фирмы Microchip (с ними у меня больше всего опыта и имеется программатор), поэтому, подходят только 8-битные. Также можно было бы использовать 16-битные из серии PIC24F. В следующей музыкальной шкатулке я, наверное, так и сделаю. Все-таки PIC16F753 очень уж тесноват как по скорости, так и по объему памяти. Но зато у него имеется встроенный 9-битный ЦАП, что очень подходит для синтеза звука.

Для простоты и надежности я также решил не использовать какие-либо схемы управления питанием и энергосбережением. Простой выключатель (на схеме не показан) разрывает цепь батареи, и все.

Сборка

Покупаем подходящих размеров и вида шкатулочку. Я нашел вот такую. К сожалению, прямоугольной шкатулки не нашлось, с ней было бы проще работать.

Печатную плату я не делал. Дома нет для этого условий, а на заводе заказывать — слишком долго и дорого. Поэтому собирал схему на макетной плате. Удалось вырезать лобзиком кусок платы по размерам шкатулки. Размеры и форма предопределили компоновку деталей. Вот фотка на промежуточных стадиях сборки:

Проводами на время написания и отладки прошивки подключен программатор. Микросхемы поставил на панельках, и не зря: из купленных на радиобазаре двух микросхем усилителя одна оказалась битой. Удалось избежать ее перепайки.

Вид с обратной стороны платы. Как видите, длинные или пересекающиеся соединения выполнены проводом МГТФ, а короткие — обрезанными ножками от конденсаторов и резисторов. После проверки работоспособности схемы на тестовой прошивке можно приступать к разработке и отладке основной программы. Подробнее о ней ниже.
После того, как прошивка полностью отлажена, отключаем программатор, перепаиваем динамик и ставим выключатель. Последняя проверка.

После этого нужно смонтировать все в шкатулку и закрыть сверху картонкой для эстетики. Из черного картона по форме шкатулки вырезаем и сгибаем такую конструкцию.

Прорезаем ножиком дырку для выключателя. Шилом протыкаются дырочки над динамиком. Далее приклеиваем выключатель к картонке и динамик на штатное место платы:

Окончательный вид открытой шкатулки:

Программа для PIC и подготовка музыки

Синтез звука

Имея 9-битный ЦАП, в принципе, можно получить достаточно сложный звуковой сигнал, однако в случае PIC16F753 возможности ограничены из-за малого размера памяти программ микроконтроллера — всего 2048 слов. Как показывает опыт, даже простая программа-проигрыватель, написанная на ассемблере и оптимизированная по размеру кода, занимает около 1000 слов, так что для нот остается совсем немного. И совсем ничего не остается для хранения сэмплов при использовании такого метода синтеза звука, как Wavetable. Использованию же таких мощных методов, как FM-синтез, препятствует недостаточная скорость процессора и отсутствие в нем аппаратного умножителя. Поэтому остается только синтез прямоугольников — симметричных, либо с переменной скважностью. Второй вариант дает некоторое разнообразие тембров — см., например, сборник «This is Tritone 2» (также имеется на Youtube). Этот метод я и реализовал в шкатулке. Удалось реализовать полифонический звук: 4 независимых звуковых канала. Можно управлять громкостью каждого канала.
Находим частоту, соответствующую нужной ноте, по формуле равномерной темперации: f = 440*2^(n/12), где n — номер ноты в полутонах, n=0 соответствует «ля» первой октавы. Так как у нас 4 канала, то нужно одновременно генерировать 4 сигнала и суммировать их перед выводом. Наиболее распространенное решение — использовать для всех каналов общую частоту дискретизации. При этом процессор через равные промежутки времени вычисляет выходной отсчет для каждого канала. Полученные значения суммируются и подаются на ЦАП.

Желаемые периоды прямоугольных сигналов, в общем случае, не являются кратными периоду дискретизации. Скажем, для ноты «ля» второй октавы у нас n=12, f=880 Гц. При частоте дискретизации Fs=27777.8Гц каждый период сигнала должен длиться ~31.57 выходных отсчетов, что нереализуемо. Здесь есть три выхода:

1. Округлить период до целого числа отсчетов. При этом получаемый период будет отличаться от заданного, т.е. музыка будет фальшивить.
2. Варьировать длительность периода в пределах плюс-минус одного отсчета так, чтобы средний период получаемого сигнала был равен 1/f. С точки зрения теории обработки сигналов это эквивалентно интерполяции методом ближайшего соседа. В результате в звуке возникают существенные негармонические искажения, в спектре появляются пики на посторонних частотах. На слух сигнал просто становится «грязным».
3. Провести интерполяцию по Шеннону. Этот подход исключает фальшь и дает наилучшее качество звука, но в 8-битных микроконтроллерах неприемлем из-за сложности вычислений.

Так что на практике можно выбирать между вариантами 1) и 2). Оба они используются при программном синтезе многоканальной музыки на 1-битном звуковом выходе в таких компьютерах, как ZX Spectrum. Я лично предпочитаю вариант 1). При достаточно высокой частоте дискретизации, на не слишком высоких нотах, округление частоты незначительно, и фальшь практически незаметна.
Частота дискретизации должна быть дольной от тактовой частоты процессора и достаточно низкой, чтобы процессор успел провести все необходимые вычисления для каждого выходного отсчета. С другой стороны, она должна быть по возможности высокой, чтобы уменьшить фальшь и расширить диапазон воспроизводимых нот. Для работы программы-плеера необходима таблица с периодами каждой ноты. Для расчета этой таблицы и вычисления отклонения получаемых частот сигнала от желаемых была написана
программа на Матлабе
fs = 2e6/72; notes = -24:26; f = zeros(size(notes)); d = zeros(size(notes)); fa = zeros(size(notes)); ndifs = zeros(size(notes)); for i=1:length(notes) f(i) = 440*2^(notes(i)/12); k = round(fs/f(i)); fa(i) = fs/k; na = 12*log2(fa(i)/440); ndifs(i) = na-notes(i); d(i) = k; fprintf(‘%10.1f %10.1f %3d %4.2f\n’,f(i),fa(i),notes(i),ndifs(i)); end plot(ndifs); ylim([-0.5 0.5]); fprintf(‘\n\n’); for i=1:length(notes) fprintf(‘\tretlw\tH»%02X»\n’,d(i)); end Для каждой ноты программа вычисляет период сигнала в отсчетах на выбранной частоте дискретизации, округляет его до целого и производит обратный пересчет в номер ноты. В этих логарифмических единицах и оценивается отклонение, график которого выводится на экран:

Можно поэкспериментировать, меняя частоту дискретизации, то есть количество тактов процессора, приходящихся на один ее период. Эмпирически я подобрал коэффициент 72, который дает минимально достижимые отклонения нот в заданном диапазоне.

Архитектура прошивки

У PIC16F753 имеется три таймера, но только таймер 2 можно запрограммировать на генерацию прерываний с заданным периодом. С его помощью получаем прерывания на частоте дискретизации звука, т.е. каждые 72 такта процессора. Процедура обработки прерываний вычисляет очередное значение для вывода на ЦАП. Чтобы избежать искажений звука, необходимо обновлять уровень на ЦАП через строго равные промежутки времени. Так как вычисления могут занимать различное время в зависимости от состояния программы, здесь есть два варианта. Первый — «подравнять» все ветки вычислений, чтобы они исполнялись за одинаковое число тактов. Второй — сразу вывести в ЦАП значение, рассчитанное во время обработки предыдущего прерывания, а потом уже рассчитать значение для вывода в следующем прерывании. Я избрал второй путь. При этом процедура обработки прерывания выполняется каждый раз за разное время, но зато между прерываниями остается в среднем больше процессорного времени для фоновых вычислений.
По прерываниям работает генерация стационарных сигналов — прямоугольников неизменной частоты, скважности и амплитуды. Эти параметры хранятся в соответствующих ячейках памяти. При работе прошивки прерывания никогда не запрещаются. Это обеспечивает отсутствие в звуке каких-либо неоднородностей и разрывов, за исключением моментов переключения параметров генерации. Получается такой же режим работы, как если бы в системе был звуковой чип, наподобие Atari Pokey или AY-3-8910: эти чипы тоже формируют на каждом канале стационарные сигналы до тех пор, пока процессор не изменит значения параметров во внутренних регистрах этих чипов.

Обновление параметров генерации осуществляется процедурами, работающими в фоновом режиме (т.е. между прерываниями). Здесь я задействовал таймер-1 для обеспечения периодичности вызова процедуры обновления параметров — 50Гц. Такая же или близкая частота используется для этих целей в музыкальных проигрывателях на 8-битных компьютерах.

В остальном архитектура прошивки определяется представлением музыки в памяти. Я пошел по принципу трекерной музыки, по которым в основном создавалась музыка на 8-битных компьютерах. Не буду вдаваться здесь в детали, материалов на эту тему много в интернете.

Подготовка музыки

Чип-музыку надо в чем-то редактировать, и на сегодняшний день один из наиболее легких путей — это использовать Open Modplug Tracker. Нужно подготовить несколько сэмплов, которые звучат хотя бы приблизительно похоже на звучание чипа, и создать с их помощью музыку в трекере, используя не более 4 каналов. При этом также нельзя пользоваться спецэффектами трекера, кроме тех, которые реализованы в нашем чип-плеере. В результате создается трекерный файл в формате .it. Я также написал программу-конвертор, которая конвертирует ноты из it-файла в формат, распознаваемый моей прошивкой PIC16F753. Конвертор ругается, если встретит в it-файле ноты за пределами диапазона или неподдерживаемые прошивкой команды. Инструменты из it-файла полностью игнорируются конвертором. Они нужны только для контроля звучания музыки во время редактирования.
Сэмплы прямоугольников различной скважности, которые нужны во время редактирования музыки, я сгенерировал специальными программами на Матлабе. Но это было проделано давно в рамках другого проекта — конверсия музыки с ZX Spectrum, так что сейчас я просто взял инструменты из тех старых модулей и сделал на их базе музыку для шкатулки.

В результате работы конвертора создается текстовый файл в формате ассемблера PIC. Его содержимое нужно скопировать в конец исходника прошивки и скомпилировать. В результате получится прошивка в виде hex-файла с нужной музыкой.

К сожалению, у меня нет таланта композитора или аранжировщика, поэтому удалось лишь завести кусок известной вещи В. Моцарта. Часть возможностей плеера при этом даже осталась неиспользованной. Было бы несложно добавить в плеер шумовые эффекты и многое другое, но опять-таки, где взять человека, который сможет на них сделать красивое звучание?

Если среди читателей найдутся желающие и способные создавать красивую чип-музыку для шкатулок и тому подобных музыкальных поделок на микроконтроллерах — буду рад сотрудничеству.

Исходники

Полный исходный текст прошивки, программы-конвертора музыки, а также it-файл с той музыкой, которую я использовал в данной шкатулке, можно скачать с Github.

Как делается углубление в передней стенке

1. Чтобы сделать углубление для ручки крышки I

, изготовьте шаблон такого же размера, как передняя стенка
А
, из 12-миллиметровой фанеры
(рис. 1а).
Выпилите в шаблоне вырез и двухсторонним скотчем прикрепите шаблон к передней стенке
А
, выровняв края.

2. Закрепите в цангу фрезера 6-миллиметровую прямую фрезу. Затем установите 12-миллиметровую копировальную втулку.

Примечание.
Фреза должна быть достаточно длинной, чтобы она выступала на 27 мм из подошвы фрезера.
3. Положите переднюю стенку А

с закрепленным на ней шаблоном на антифрикционный коврик или зафиксируйте на верстаке двухсторонним скотчем. Установите глубину фрезерования равной 1,5 мм и сделайте проход по краю выреза в шаблоне
(фото А).
Острым ножом или стамеской сделайте надрезы по краям получившегося мелкого углубления, чтобы при удалении остального материала на кромке не появились сколы
(фото В).
Подрежьте внутренние уголки углубления стамеской.

Сняв фрезой немного материала, сделайте на краях углубления с верхней стороны детали А надрезы острым ножом. Фрезеруйте дальше до глубины 14 мм, чтобы получилось углубление с вырезом для ручки в верхнем крае стенки А.

4. Для определения размеров дна D

насухо соберите стенки и измерьте внутренние размеры коробки. Добавьте к каждому размеру 5 мм и выпилите дно из 6-миллиметровой фанеры. Отшлифуйте внутренние стороны всех стенок и дна наждачной бумагой № 220.

5. Соберите коробку (фото С).

Не вклеивайте дно
D
в шпунты, чтобы оно могло свободно изменять свои размеры при изменении влажности.

Склейте заднюю стенку С с боковыми стенками В и зажмите сборку струбциной. Вдвиньте в шпунты дно D. Добавьте переднюю стенку А и скрепите угловые соединения на ус полосками малярного скотча.

Расположите пропилы глубиной 16 мм в верхней части стенок. Поднимите диски переверните корпус в приспособлении, чтобы сделать нижние пропилы глубиной 22 мм.

Добавьте акценты

1. Чтобы сделать прорези для контрастных шпонок, изготовьте приспособление (фото
D).
Закрепите коробку на приспособлении струбцинами и сделайте пропилы для шпонок
(рис. 1).
Стандартный диск для продольного пиления или диск с чередующимися заостренными и плоскими вершинами зубьев дают пропилы с плоским дном. Если дно пропила неровное, прочитайте «Совет мастера», где описано, как решить проблему.

Пропилы с плоским дном. Пильный диск с чередующейся заточкой зубьев, вершины которых скошены вправо или влево, оставляет на дне пропила треугольный выступ, который мешает плотному прилеганию шпонок. Чтобы устранить проблему, острогайте или отшлифуйте тонкую планку, чтобы она легко входила в пропил. Приклейте к ее кромке узкую полоску наждачной бумаги № 150, с помощью которой легко избавиться от мешающего выступа.
2. Острогайте или распилите и отшлифуйте кленовую заготовку 25×430 мм до требуемой толщины, чтобы она плотно входила в пропилы. Распилите заготовку на шпонки Е

указанной длины и вклейте их в пропилы. Убедитесь, что каждая шпонка вставлена до конца и упирается в дно пропила.

3. Для ножек F

выпилите заготовку 3x45x254 мм. Отпилите от нее ножки указанной длины и сделайте скосы на двух углах
(рис. 4).

Выровняйте срезанные углы ножек F с метками на нижних кромках стенок. Затягивая струбцины, убедитесь, что ножки не сдвинулись с места.

4. Переверните коробку и поставьте метки на расстоянии 38 мм от каждого угла (фото Е).

Приклейте ножки
F
на место, выравнивая по этим меткам. Когда клей высохнет, мелкозубой ножовкой удалите выступающие края шпонок
Е
и ножек. Отшлифуйте шпонки и ножки вровень со стенками коробки наждачной бумагой № 150.

5. Выпилите вставку G

по размерам углубления в передней стенке и приклейте ее на место
(рис. 2, 4).

Последние штрихи

На боковой поверхности шкатулки вокруг ручки можно нанести стрелку, указывающую направление поворота ручки для воспроизведения мелодии. Это стоит сделать, если планируете показывать свою работу посторонним людям.

Из листа плотного картона или же фанеры вырежьте перегородку, которая будет отделять механизм от остальной части. Если шкатулка достаточно большая и для механизма выделен отдельный угол, то перегородок будет две. Они будут составлять прямой угол между собой. По размеру он должны соответствовать габаритам механизма плюс по 5 миллиметров на технологический зазор. В высоту такие перегородки должны быть чуть выше самой высокой точки поверхности шарманки.

Окрасьте эти детали в тон шкатулки. Установите перегородку при помощи универсального клея или горячего пистолета и дайте ей надежно приклеиться к основанию. Затем при помощи линейки или штангенциркуля измерьте размеры получившейся камеры. По этим размерам вырежьте кусочек оргстекла или плотного прозрачного пластика. Приклейте пластик сверху музыкальной камеры в качестве защиты.

Для чего делается прозрачная верхняя перегородка? Для эстетического удовольствия — интересно наблюдать, как рождается мелодия из комплекта пластинок, крючков, борозд, молоточков при повороте ручки шарманки. К тому же так музыкальный механизм будет защищен от всего того, что будет храниться внутри шкатулки. Но если шкатулка имеет прозрачный пластиковый корпус, то устанавливать такую верхнюю крышку совершенно не обязательно.

Опилите скосы на стенках

1. Прикрепите к головке поперечного (углового) упора длинную деревянную накладку толщиной 38 мм. Установите пильный диск под углом 8°, опустите его, затем включите станок и поднимите диск, чтобы сделать пропил в новой заготовке для противоскольного вкладыша (рис. 3).

Поднимите диск до высоты 70 мм и сделайте пропил в накладке поперечного упора.

Прежде чем опилить скосы на боковых стенках В, сделайте скос под тем же углом на передней стороне накладки поперечного упора, чтобы она плотно прилегала к передней и задней стенкам А, С.

2. Пропил в накладке поможет правильно ориентировать коробку при опиливании скосов на передней и задней стенках А, С
(рис. 3).
Удалите большую часть материала при первом проходе, а затем сделайте еще один проход, чтобы диск прошел вдоль нижнего ребра ножки
F
.

3. Снимите накладку поперечного упора и опилите скос под углом 8° на одной из ее граней. Снова прикрепите накладку к упору, расположив ее узкую грань внизу (фото
F).
Опилите скосы на боковых стенках С точно так же, как и ранее на продольных. Затем отшлифуйте внешние стороны всех стенок наждачной бумагой № 220.

Займитесь крышкой

1. Определите размеры крышки Н

, измерив расстояние от заднего края задней стенки С до переднего края фальца передней стенки
А
. Уменьшите его на 2 мм, чтобы получить ширину крышки. Длина крышки на 3 мм меньше расстояния между внешними краями фальцев боковых стенок
В
. Опиливая заготовку крышки по ширине, сделайте на заднем крае скос под углом 8°, соответствующий скосу на задней стенке
(рис. 4).
2. Выпилите ручку I

. Приклейте ее к крышке
Н
, выровняв посередине и вровень с нижней стороной крышки
(рис. 4).
3. Сделайте углубления для петель, как описано в «Совете мастера» внизу.

Сделайте в крышке и стенке шкатулки идеально совпадающие углубления для петель с помощью шаблона и копировальной втулки для вашего фрезера.

Из 12-миллиметровой фанеры выпилите шаблон, плотно вставляющийся в фальцы на верхней стороне коробки. Закрепите в цанге фрезера прямую фрезу и установите копировальную втулку.

Чтобы углубления точно соответствовали толщине петель, настройте глубину фрезерования с помощью самих петель. Положите две петли под шаблон справа и слева от выреза. Опустите фрезу до касания с поверхностью верстака и зафиксируйте настройку глубины. Закрепите шаблон на коробке и отфрезеруйте углубления.

Выровняйте этот же шаблон относительно центра крышки, прижав его к крышке той же стороной, которая прилегала к коробке, и зафиксируйте. Отфрезеруйте углубления для петель в крышке. Подрежьте уголки всех четырех углублений стамеской.

На заднем крае каждого углубления отшлифуйте небольшую фаску для размещения петельного цилиндра. Просверлите в задней стенке С

и крышке
Н
направляющие отверстия диаметром 1,6 мм и прикрепите петли шурупами. (Проверьте длину шурупов, прежде чем ввернуть их в крышку. Если они могут пройти крышку насквозь, укоротите их.)

Перед тем как ввернуть укороченные шурупы, нарежьте в отверстиях резьбу, ввернув стальной шуруп такого же размера, а затем вывернув его.

А теперь немного музыки

1. Вырежьте из тонкого картона шаблон по размерам основания музыкального механизма. Разметьте на шаблоне центры отверстий для заводного ключа, звукового канала и крепежных винтов.

Вместо того чтобы измерять расстояния в тесном корпусе шкатулки, выпилите из обрезков проставки, чтобы с их помощью точно разместить монтажный шаблон музыкального механизма.

2. Расположите шаблон внутри шкатулки (фото
G).
Шилом отметьте на дне центры отверстий.

3. Чтобы избежать сколов при сверлении сквозных отверстий, прижмите к дну шкатулки снизу обрезок доски. Для имевшегося у нас механизма мы сделали звуковой канал диаметром 13 мм и 5-миллиметровое отверстие для заводного ключа. Просверлите крепежные отверстия, немного увеличив их диаметр для точной регулировки положения механизма.

4. Из 10-миллиметровой заготовки выпилите переднюю/заднюю J

и боковые
К
внутренние стенки, ограждающие механизм
(рис. 4).
Сделайте скос на одном конце передней и задней стенок, придав деталям окончательную длину. Затем опилите скосы на обоих концах боковой стенки до окончательной длины 76 мм. Сделайте небольшой вырез в передней стенке
J
, через который будет пропущен проволочный рычаг музыкального механизма.

5. Отшлифуйте внутренние стенки J, К

наждачной бу­магой № 220 и склейте их, скре­пив углы малярным скотчем и вложив временную про став­ку, чтобы сборка получилась прямоугольной.

6. При изготовлении прозрачной крышки прикрепите кусок 3-миллиметрового акрилового оргстекла к несущей доске, что­бы в нем не было сколов и тре­щин. Выпилите прямоугольник по наружным размерам коро­бочки (рис. 4).

Сделайте кром­ки оргстекла гладкими наждач­ной бумагой № 400 для сухой и мокрой шлифовки.

7. Положите оргстекло на вну­тренние стенки и тонким мар­кером разметьте центры отвер­стий для шурупов посередине каждой стенки J, К.

Просверлите в этих местах отверстия диаме­тром 2,8 мм, а затем раззенкуйте их. Прикрепите прозрачную крышку к внутренним стенкам шурупами, а затем приклейте ко­робочку к дну
D
.

Монтаж опор шкатулки

Следующий этап работы — оформление ножек у шкатулки. Для этого можно использовать крупные бусины от 1,5 до 2,5 сантиметров в диметре. Будет намного удобнее, если они будут иметь форму куба или параллелепипеда. Бусины следует разместить по углам дна шкатулки, отступив от края половину их диаметра плюс 0,5 сантиметра от каждого края. Если это бусины или какие-то предметы, не имеющие места для специального крепежа, то их можно приклеить при помощи горячего пистолета или же универсального клея. Если же вы выбрали специальные детали, предназначенные для этой цели, то их следует закрепить при помощи винтов, входящих в комплект.

Торжественное завершение

Используйте узконосые плоскогубцы для придания пусковому рычажку изгиба, чтобы мелодия звучала при открывании крышки и затихала при закрытии.

1. Удалите петли и прозрач­ную крышку. Отшлифуй­те все детали наждачной бума­гой № 220. Затем приступайте к отделке. Мы нанесли методом распыления три слоя полуматового нитролака, выглаживая каждый высохший слой сталь­ной шерстью #0000.

2. Установите в корпус музы­кальный механизм. Аккурат­но согните проволочный пуско­вой рычажок, чтобы механизм останавливался, когда проволо­ка коснется дна фальца в боко­вой стенке В (фото Н).

Люди, которые предпочитают изготавливать памятные вещи и подарки самостоятельно, рано или поздно задумываются о том, как сделать шкатулку своими руками. Для этого вовсе не нужно иметь каких-либо особых навыков в конкретной сфере. Для работы понадобятся набор инструментов и подручные материалы: картон, ткань, фанера, стекло и т. д. Можно использовать и старые открытки или жестяную банку из-под печенья или чая.

Декор крышки шкатулки

При желании вы можете украсить крышку шкатулки, если не устраивает вас в изначальном виде. Если музыкальный механизм вы выбрали с определенной мелодией, вызывающей конкретные воспоминания, то и декор шарманки можно осуществить по тем же мотивам.

Плохо рисуете? Не беда — трафареты, декупаж, наклейки помогут декорировать крышку музыкальной шкатулки. Удобно использовать в этом случае клей-спрей. Дополнить декор можно разными деталями — бусинами, стразами, ракушками, декоративным песком, разместить по центру красивый кабошон, камею. В общем, украшать музыкальную шкатулку можно в любом стиле и технике, в любом дизайне.

Самодельная шкатулка в виде книги из картона

Изготовить шкатулку из картона можно всего за несколько часов

. Для этого понадобятся следующие материалы и инструменты:

• переплётный картон;
• отрез хлопковой ткани размером 300 мм х 600 мм;
• тонкий синтепон;
• скрап-бумага 300 мм х 300 мм;
• кружево из хлопка 300 мм длиной и 30 мм шириной, металлическую рамку для декора и т. д.;
• быстросохнущий и не оставляющий следов клей;
• двухсторонний скотч;
• ножницы;
• канцелярский нож;
• карандаш;
• железная линейка.

Вся работа подразделяется на несколько этапов:

• подготовительный;
• изготовление основы;
• создание «обложки»;
• декорирование.

Подготовительные работы

На этом этапе надо сделать все необходимые заготовки из картона, ткани, синтепона и бумаги для внутренней отделки. Из переплётного картона нужно вырезать восемь элементов:

• 170 мм х 115 мм — 2 шт.;
• 170 мм х 30 мм — 1 шт.;
• 160 мм х 110 мм — 1 шт.;
• 160 мм х 40 мм — 2 шт.;
• 108 мм х 40 мм — 2 шт.

Из синтепона заранее сделать заготовки со следующими размерами:

• 400 мм х 40 мм;
• 170 мм х 115 мм;
• 170 мм х 30 мм.

Работа с каркасом

Алгоритм действий:

Изготовление «обложки»

Порядок действий:

Декор

Для украшения будущей шкатулки целесообразно выбрать любые понравившиеся элементы, которые можно пришить или наклеить. В данном случае использовались бирка, металлическая рамка и кружево.

Порядок действий:

Из открыток

Из старых открыток со схожей тематикой можно изготовить «сундучок» для хранения фотографий. Необходимые материалы и инструменты:

• старые открытки;
• нитки (мулине, вязальные, ирис);
• иголка с широким ушком;
• ножницы;
• карандаш;
• линейка.

Для изготовления целесообразно воспользоваться чертежами:

С помощью данных чертежей необходимо создать выкройки. Для этого нужно перенести элементы на открытки и вырезать детали по контуру.

Алгоритм действий:

Классическая из фанеры

Для начинающих мастеров проще всего изготовить шкатулку из фанеры. Необходимые материалы и инструменты:

Подготовительный этап

Прежде чем переходить непосредственно к изготовлению шкатулки необходимо выпилить из фанеры несколько заготовок со следующими размерами:

• 23 см х 14 см — 1 шт. (дно шкатулки);
• 14 х 7 см — 2 шт. (торцевые боковины);
• 25 см х 7 см — 2 шт. (боковины);
• 25 см х 16 см — 1 шт. (крышка);
• 14 см х 4 см — 2 шт. (внешние перегородки);
• 14 см х 9 см — 1 шт. (внешняя крышка №1);
• 14 х 7,5 см — 1 шт. (внешняя крышка №2).

Также нужно заранее сделать детали для сбора малого короба, который будет располагаться внутри шкатулки:

• 4,5 см х 4,5 см — 4 шт.;
• 4,5 см х 6 см — 2 шт.;
• 6 см х 6 см — 1 шт.

При распиле фанеры лобзиком края получаются неровными. Поэтому их необходимо отшлифовать, так же как и поверхность стенок, которые будут находиться внутри шкатулки.

Сборка внешнего каркаса

На этом этапе необходимо собрать основу. Порядок действий:

Изготовление малого короба и большой крышки

Порядок действий:

1. Изготовить маленький короб по тому же принципу, что и большой.

Обжиг и покрытие морилкой

Алгоритм действий:

1. Слегка обжечь заготовку, чтобы образовались красивые подпалины.

Работать с паяльной лампой нужно очень осторожно. Фанеру необходимо прижигать только слегка, чтобы избежать образования некрасивых жжёных сколов.

Свадебная из стекла

Стеклянная шкатулка для колец может стать хорошим подарком на свадьбу. Для работы понадобятся следующие инструменты и материалы:

• стекло оконное толщиной 3 мм или витражное;
• стеклорез;
• паяльник;
• шлифовальная машинка;
• перманентный маркер синего цвета;
• линейка;
• медная фольга с чёрной подложкой;
• флюс;
• спирт;
• натуральная губка;
• припой;
• антиоксидант.

Свадебная шкатулка делается в форме открытого икосаэдра, который состоит из правильных треугольников со сторонами, равными 6,5 см и высотой 5,6 см. Чтобы правильно нарезать стекло, понадобится выкройка.

Порядок действий:

1. Накладываем выкройку на стекло, обводим контуры маркером.

2. Вырезаем стеклянный треугольник по контуру с помощью стеклореза и линейки. Нажимать на него нужно достаточно сильно, чтобы края получились более ровными.

3. Перевернуть стекло обратной стороной, положить его на линейку и нажать, чтобы отломать получившуюся деталь.

4. Используя выкройку вырезам все остальные стеклянные элементы шкатулки. Всего должно получиться 15 треугольников.

5. Осмотреть края деталей на предмет сколов и неровностей.

6. Чтобы детали получились идеально ровными, края следует отшлифовать с помощью специальной шлифовальной машинки. При этом глаза нужно прикрыть защитными очками, чтобы мелкие осколки не попали в них.

7. Обработанные куски стекла необходимо ополоснуть водой и высушить естественным путём на бумажном полотенце.

8. Прежде чем переходить к декорированию элементов медной фольгой, нужно каждый кусок стекла протереть спиртом.

9. Чтобы украсить детали шкатулки фольгой аккуратно, стекло надо поместить в середину ленты.

10. Обернуть фольгой края треугольника, плотно прижимая её к поверхности и разглаживая любым плоским предметом.

11. Проделать эту операцию со всеми остальными деталями.

12. Теперь нужно обработать края флюсом. Для этого можно использовать ватную палочку или кисточку.

13. С помощью паяльника наносим припой на края деталей. При этом важно следить, чтобы стекло не треснуло от высокой температуры. В процессе работы паяльник нужно периодически вытирать о губку, чтобы убрать с него пригоревшие олово и нагар.

14. Теперь самое время приступить к сборке шкатулки. Детали выставляются по углу.

15. Чтобы соединить их между собой, надо нанести припой с помощью паяльника в двух точках.

16. Постепенно собрать всю шкатулку.

17. Внутренние швы также нужно запаять, чтобы они были ровными.

18. Внешние швы сделать более объёмными, нанося на них припой в несколько слоёв.

19. Отшлифовать швы металлической ватой до гладкости.

20. Обработать антиоксидантом, чтобы предотвратить окисление и придать блеск.

Немного из истории

Музыкальные автоматы были известны и в эпоху раннего средневековья на арабском востоке и в Византии. В начале 18 века, в странах западной Европы, искусство создания часовых механизмов достигает высокого уровня. Можно сказать что музыкальная шкатулка берет свое начало от музыкальных табакерок. Первый музыкальный механизм был сделан в Женеве часовщиком Антуаном Фавром в 1796 году, он встраивал эти механизмы в часы или флаконы из под духов. Эти музыкальные табакерки легко помещались в карман. Уже менее чем через 20 лет, в 1815 году, в Швейцарии открылся первый завод по производству музыкальных шкатулок. Они могли быть как крошечными, так и размером с сервант. Размер, конечно, влиял и на звук, чем больше была шкатулка тем громче и приятнее он был. В самых первых музыкальных шкатулках использовали металлический диск. Механизм с использованием валика стали делать в начале 19 века, как раз ближе к 1815 году. Но интересно, что до 80-х годов всевозможные валики и барабаны использовали активно, затем в серийных моделях стали использовали взаимозаменяемые стальные и даже картонные диски, так как их изготовление было значительно проще.

В конце 19 — начале 20 века дальнейшее развитие получили автоматы на бумажной перфоленте. Это были приставки к фортепиано, а затем и автоматические пианино и рояли, они назывались пианорепродукторами и позволяли слушать игру знаменитых пианистов, записанную на бумажной перфоленте. В тоже время появились и граммофоны, которые могли воспроизводить голос. Старинные музыкальные механизмы работают спустя и сотню лет и могут радовать своих хозяев чудесными мелодиями, изысканным внешним видом и наверняка доброй памятью.

С музыкальным механизмом

Музыкальная шкатулка может стать отличным подарком на день рождения. И для этого необязательно приобретать её в магазине, проще изготовить своими руками.

Для работы потребуются следующие материалы и инструменты:

• жестяная банка (можно из-под печенья или чая);
• шпатлёвка по металлу;
• акриловая грунтовка;
• клей ПВА;
• матовый лак;
• декупажная карта с нотами (или салфетка);
• спрессованный картон толщиной 3 мм;
• бархат;
• лобзик с ювелирной пилкой;
• ножницы;
• кисти;
• клеевой пистолет;
• клей-карандаш;
• линейка;

карандаш.

Также потребуется готовый музыкальный механизм. Его можно взять из старой игрушки или купить в специализированном магазине.

Вся работа будет подразделяться на следующие этапы:

1. Формирование внешнего каркаса.
2. Внутренняя отделка.

Основа шкатулки из жестяной банки

Алгоритм действий:

1. Покрыть поверхность банки автомобильной шпатлёвкой. После подсыхания ошкурить и покрыть грунтовкой в 1–2 слоя.

2. Оклеить декупажной салфеткой все части шкатулки. Нужно вырезать круг с таким же диаметром, как и у крышки, при этом учесть высоту и сделать запас 1–2 см. Кисточкой нанести клей на жестяную поверхность, приложить салфетку, разровнять, чтобы не было складок. По такому же принципу оформить и нижнюю часть шкатулки.

3. Проделать отверстие под музыкальный механизм, куда будет вставляться ключик.

4. После того как поверхность высохнет, нужно покрыть её матовым лаком в два слоя. Каркас шкатулки готов.

Размеры для механизма

Для большинства стандартных музыкальных механизмов подойдет коробка, имеющая следующие габариты: не менее 50 миллиметров глубиной, 75 миллиметров длиной и 50 миллиметров по ширине. Это основные габариты для шарманки, остальное же место может быть отдано под размещение различных мелочей. Деревянная коробка — хорошая основа для создания музыкальной шкатулки, но ведь можно поэкспериментировать, размещая механизм в металлической консервной банке или в коробке, созданной из плотного папье-маше.