雄::gsyan: 3DP : 自製音樂盒唱盤

以前對怎麼自製音樂盒就很感興趣，剛好回收了一部人家不要的唱盤式音樂盒，拿到了，第一件事當然是拆開來研究一番。常見的音樂盒是用音筒上的針來撥動簧片振動，發出聲音；而唱盤式的音樂盒則是利用碟形鋼片上的突起來撥動星形輪，星形輪再撥動簧片振動，發出聲音。

在網路上找到碟盤式音樂盒的相關專利說明書：

手上這部碟盤式音樂盒用的碟盤和 CD/DVD 是一樣的大小，最大的差別是音樂盒用的鋼片比較薄，另外，鋼片上還多了一個孔可以在旋轉時固定。

在反覆的量測後，我拿舊光碟片鑽了孔、並直接以打火機加熱 3D printer 用的 PLA 線後，沾黏在光碟片上，放到音樂盒碟片座上，真的可以發出樂音。

初試成功後，當然不可能這樣一個個音符的燒出來。所以利用 OpenSCAD 寫了支程式來產出樂曲所需要的「小凸點」。

程式經過不斷的測試與修正後，放到 GitHub 上，MusicBoxCustomDisc 專案的網址如下：

https://github.com/gsyan888/MusicBoxCustomDisc

準備工作 QA

這次的專案可以產出兩種模型，一種是只製作樂曲的「小凸點」，然後將小凸點印在不要的光碟片上；另一種則是印整張的光碟。印在廢光碟片上的好處是可以節省很多等待的時間，如果失敗或是想換別首樂曲時，只要將列印的凸點「鏟掉」後，就可以重印。所以個人喜歡這種可以重覆使用的方法。底下列出印在廢光碟片上，可能遇到的問題：

Ｑ1 : 孔要鑽在哪裡？

光碟片在距離圓心 15mm 有一小圈，在那圈上以 3.2mm 的鑽頭鑽個孔就可以。實際的位置，可能還是要量音樂盒碟片座上的固定柱。

Ｑ2 : 怎樣讓「小凸點」黏緊一點？

光碟片表面很光滑，以 PLA 來說，直接印在上面，應該很容易脫落。我的經驗是可以先在光碟片上抹上一層白膠(個人都用南寶樹脂)，以吹風機吹乾以後，如果 3D printer 第一層的距離調得剛好在光碟表面上，應該可以牢牢的黏在上面。

抹過白膠的光碟片

Ｑ3 : 怎樣快速的調整 3D printer 噴嘴的高度？

個人的三部 3D printer ，有兩部是得調 Z 軸限位的位置，而另一部 Delta 型的 3D printer 則可以用 M665 的 G-code 來調整 Z 軸的初始高度，不用動到硬體的部份。所以如果有 Delta 型的 3D printer ，用它比較方便。(可以參考雄 : 3DP : 以 M665 調整 Delta 的設定)。

Ｑ4 : 光碟片怎樣固定在列印平台上？

建議先在平台的正中央(切片軟體預設把物件放正中央)印一個直徑 14.98mm 、高度 1mm 的圓(光碟片中央的圓孔是 15mm)，這樣要印在光碟上時就很好定位，光碟片放上去以後，只要在邊緣再貼一、兩小塊膠帶就能固定好。

當然囉～如果覺得前面那些很麻煩，可以利用 MusicBoxCustomDisc 直接製作整張碟片的模型，然後用 3D printer 印完整的音樂盒碟片就好。

如何編樂曲

專案中有好幾個附檔名是 .scad 的檔案，它們都是 OpenSCAD 的 scripts，除了 music-box-custom-disc.scad 是主程式以外，其它的都是範例樂曲。以 music-box-disc-it_s-a-small-world.scad 來說，它就是 It's a small world 這首的樂曲模型產生器。如果想編寫自己的樂曲，可以先複製這個檔案，然後再打開來編輯裡面的樂曲。

打開檔案以後，找到 musicScore 這一行

musicScore = [

樂曲的音符是用數字表示，一個聲部的音符通通包在一對中括號裡。每個音符間用逗號分隔。

//1st. track
[
3,4,
5,0, 30,0,
10,0, 20,10,
10,0, 7,0,
...
],

上面第一部代表的樂譜是：

C4 D4
F4 - E5 -
C5 - D5 C5
C5 - B4 -

至於數字和音樂盒「音梳」上的簧片怎麼對應，可以打開 music-box-custom-disc.scad 主程式，修改裡面的「notesIndexMap」，左起第一欄是音符代號(數字)，第二欄則是音梳簧片的編號。

notesIndexMap = [
//note number, teeth number
[0, 0], //pause
[-1 , 1], //C3
[-2 , 2], //D3
[-3 , 3], //E3

上面 noteIndexMap 的定義是：

[0, 0] : 代號 0 是休止符
[-1, 1] : 代號 -1 是音梳上的第一片簧片
[-2, 2] : 代號 -1 是音梳上的第一片簧片
[-3, 3] : 代號 -1 是音梳上的第一片簧片

預設音符代號定義的邏輯是：

0 : 休止符。
-1 ～ -7 低音的。
1～7 中音的。
10～70 高音的。
高半音的則為帶 .5 的小數。

節奏的部份則以最短的音當作一拍，較長的音則用暫停記號的 0 來填補剩下的，例如整首最短的音是八分音符，以四分音符的 C4 ( 代碼 1)加一個八分音符的 E4 (代碼 3)來說，就輸入：

1, 0, 3,

有了上面的基本概念以後，就可以開始編寫自己的樂曲，並製作碟盤的模型來印了。

自製碟片播放的問題

前面提到音樂盒鋼製碟片的厚度比較光碟要薄，這製造了播放時的困擾。碟盤式音樂盒有一根壓桿，上面有滾輪，可以壓在碟片上方，讓它可以穩穩地播放樂曲；但是以光碟自製的音樂碟片太厚，無法用壓桿來壓，怎麼辦呢？

我原來是這樣玩：

但是後來發現效果最好是直接在靠金屬星形輪的上方，放兩個小的圓形黑磁鐵(在大創買的)，下壓的力量剛剛好：

雄::gsyan

2021年1月13日星期三