【开源复刻】EDA-Piano简易电子琴-电子DIY-芯查查

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【开源复刻】EDA-Piano简易电子琴

项目介绍
本项目基于ESP8266模组构建，是一个支持12键触摸检测的智能钢琴，具备OLED显示、Web控制、教学模式等功能。采用SC12B触摸芯片实现高精度多键检测，支持和弦演奏和混音播放。
本项目的硬件成本来说应该是比较低的，主要的部分就是ESP8266和SC12B，TP4056不需要也可以删掉。

小时候，玩家很少，留存至今的一件玩具是二舅小时候送我的电子琴玩具，前些年还记得修修补补还能发声，后来被家里的小朋友玩坏了，也没有多少修的必要了，恰逢嘉立创EDA开源硬件平台有开源这个简易的电子琴项目，制作复刻相对也比较简单，遂制作两个给宝宝玩。

项目功能

ESP8266具有强大的 WiFi 功能和丰富的 GPIO 接口，本项目充分利用这些特性，实现了一个功能完整的智能钢琴系统。通过 SC12B 触摸芯片实现 12 键同时检测，结合蜂鸣器音频输出和 OLED 显示，为用户提供完整的钢琴演奏体验。

固件功能

✅ 支持12键同时触摸检测，实现和弦演奏
✅ OLED实时显示当前按键和音符信息
✅ Web界面远程控制，支持手机操作
✅ 教学模式，内置小星星、两只老虎等经典曲目，OLED预览教学
✅ 混音播放，支持多音符同时发声
✅ 可调节音符持续时间、八度偏移、触摸灵敏度
✅ 自动播放功能，可播放预设曲目

项目参数

采用ESP8266作为主控，内置WiFi功能
SC12B触摸芯片，支持12路电容触摸检测
128x32 OLED显示屏，实时显示演奏信息
无源蜂鸣器音频输出，支持多音符混音
支持5个八度音域，共60个音符
Web界面支持响应式设计，适配手机和电脑

硬件设计

主控电路主控选用ESP8266，集成WiFi功能，提供丰富的GPIO接口。

Flash：4MB

触摸检测电路

采用SC12B触摸检测芯片，支持12路电容触摸检测，并且自带消抖处理，支持持自动校正，2.5V ~ 6.0V 宽电压。
通过I2C接口与主控通信，可同时检测多个按键按下状态，实现和弦演奏功能。

检测通道：12路
通信接口：I2C
检测精度：高精度电容检测
响应时间：<10ms
支持同时多键检测

原理图

PCB设计

触控PAD正面

在电容触控的PCB设计中为了使其有较强的抗干扰能力，本项目触控PAD与铺地间距控制在1.5mm，使其有效平衡系统抗干扰度和触控灵敏度。

触控PAD背面

在电容触控PAD的背面做了镂空处理，减少寄生电容，改善灵敏度，在触控区和主电路区域放置地过孔隔离。

走线规则

对于相邻触摸信号线距离及铺地距离设置在15mil，避免串扰

对于触控信号线走线线宽设置为5mil

所有信号线均不跨越其他信号线，走线周围0.5mm内不走其他信号线

如果想让触控延时尽量保持一致，还可为每条触控信号线设置等长处理

封装

钢琴键已设计成封装，方便引用。

丝印部分参考：https://oshwhub.com/47uF/mini_piano 工程修改

显示电路使用128x32像素的OLED显示屏，通过I2C接口连接。实时显示当前按键状态、音符信息、模式状态等。支持图形和文字混合显示。

分辨率：128x32像素
驱动芯片：SSD1306
通信接口：I2C
显示内容：钢琴键盘、音符、状态信息

音频输出电路使用无源蜂鸣器作为音频输出设备，通过PWM信号驱动。支持不同频率的音符输出，可实现混音播放效果。

输出设备：无源蜂鸣器
驱动方式：PWM
音域范围：5个八度
支持功能：单音、和弦、混音

电池充电电路使用TP4056锂电池充电芯片。

稳压电路使用TP4056锂电池充电芯片。

接口使用TP4056锂电池充电芯片。

复刻问题：为了精简及成本考虑，未板载下载电路，实际固件烧录过程中发现成功率比较低，需要些耐心，建议加上CH340系列串口芯片，烧录更加丝滑。

记得还有些ESP-12F模块来着，翻了大半天没有找到，最终使用了两片ESP-07,同样是ESP8266，引脚和程序都兼容。

焊接好，经历多次烧录失败，终于成功之后，发现进入WEB页面可以播放内置的音频，触摸却没有声音，调节可调电容也没有任何变化，询问好几天，终于得到作者解答，对比发现元器件没有买错，最后短接可调电容，可以出声了。奈何还是不太清楚问题所在！

外壳使用嘉立创3D打印，需要注意的是，现在免费打印限制比较多，开源复刻可能遇到不能直接使用模型打印，提示需要原创或者二创才行，可以导入Fusion360等软件进行修改修改。X树脂每天限量，可以在头一天或者当天8点多提交，9点进行付款。X树脂包邮，有打印券的话可以一起下单其他的壳，绑定发货省一个邮费。