制作太鼓达人_电鼓_过程记录（已开源 多图）

digitking

日子过得飞快，一转眼已经2026年年中了，就当给各位大哥哥小姐姐们做个年中汇报吧。

上次发帖还是26年年初，我发的贴子[外设] 制作太鼓达人Taiko_Hitbox过程记录（已开源 多图）得到了大家的好评和热议，同时也被加精，我备受感动。
我的一个小爱好和残废的动手能力得到肯定，我感动万分。同时，我也在看大家给我的评论，其中就包括类似“做个真鼓”的建议。这不就来了么？！

老规矩，先上效果图：


开源地址：
硬件：https://oshwhub.com/crazyevan/project_ifmxcpnd
软件代码：https://github.com/stevenpaul007-creator/PicoSwitchDrumController
固件下载：https://github.com/stevenpaul007-creator/PicoSwitchDrumController/releases

来说说思路吧，流水账

• 家里有一套电鼓，是罗兰的TD-4K，给小孩儿玩的入门级电鼓。总体来说鼓面的手感还可以。
• 逛小黄鱼，一个鼓面20，包邮，直接买入4个，花费巨资80元。
• 我琢磨着，直接用单片机ADC转换测一下电压就行了吧。
• 现实打脸，鼓面的电压很低，20-200mV左右。（万用表测的，没有示波器的痛）
• 上网找罗兰电鼓的电路图，参考一下专家的杰作
• 原来是用了运算放大器，这不是我大学模拟电路的噩梦么？？？？？？？？
• 还是双电压的，我学废了。大概就是前面C163和R151构成了一个RC 高通滤波结构，后面等效的两个电阻构成了放大倍数，而且是反向放大，大约是4倍左右吧
  

我的电路设计（如有不正确，欢迎批评指正）
先说子板，负责鼓面采集和放大

• 开始设计我的电路，走了弯路，最开始用的是NE5532，哎，是双电源的，我焊接上以后才知道，后来改成了单电源的MCP6002，单电源。（我其实是做了电路模拟的，估计是电路模拟软件也不太行）
• 简单说一说，前面电容电阻构成高通滤波电路，根据公式f=1/(R*C*2pi)=159Hz。低于159Hz的我们认为是噪音，可以忽略的
• 关于放大倍数，我在设计电路图的时候还不知道确切的阻值，所以预留了并联电阻的位置，R2和R3是并联，R4和R5是并联。后来继续分析罗兰的电路发现放大倍数大约是4倍。
• 所以这里采用了5倍正相放大，即R2用1K，R4用5.1K。R3和R5不接。
• 后面的两个二极管是为了防止输出电压超过3.3v，损坏单片机ADC的保护。由于我给运放的电压只有3.3v，其实可以不焊接
• 最左面采用3.5mm二级插孔作为输入，方便。两个声道对应两个鼓面，对应一个运放芯片的两个单元。
  

PCB效果图:

再说母板，负责ADC转换、按钮响应和USB手柄的模拟

• 母版就简单多了，就一些引脚的引出。注意一下，MCU采用的是RP2040-Zero，因为这个板子支持4路ADC。官方的PICO开发板只支持3路ADC，最后一路给板子上的电源电压采集了。
• 
  

PCB效果图:


问：为什么要分母板子板？
答：1. 可以放在一起，我懒；
       2. 模块化。每个子板负责2路输入，符合鼓、线的逻辑，4个鼓面我需要焊接2个子板即可
       3. JLC免费打样给5个板子！！！！


来说说制作过程吧，多图，流水
一如既往，感谢嘉立创给的免费打样优惠券。白嫖他家这么多年了，质量好没得说。在原材料全面涨价的当下，希望jlc能继续下去。
1. 母版焊接


2. 子板焊接。我这个图还是NE5532的，后面换成了MCP6002。晒一下我的新风扇，给pcb降温的


3. 固定在亚克力板上，我复用了年初制作的HitBox，需要在底板上开孔，放铜柱固定。
摆好位置先


先用3mm开孔，再用4mm扩孔


放好铜柱，用烙铁强势插入


4. 用螺丝固定pcb板，接好电源和adc线


5.给typec开孔，给鼓的入口开孔


6. 按钮接线


7. 简单组装测试按钮和两个彩灯的效果


8. 完成组装用鼓面测试一下



9.最后说说架子。我可能没太仔细拍照片，我采用了4根直径26mm的PPR管（蓝色管），长度是50CM*2和20CM*2。用4个90度弯头连接成一个长方形。固定在一个军鼓架子上了。就是最开头效果图1、2的样子。

说说软件
这次软件部分内容有些长，我就不复制过来了，使用了PlatformIO进行编译。编译环境对于新手来说相对友好。也提供了固件的直接下载。


对于switch来说对于手柄的要求很苛刻。我借鉴了GP2040-CE，使用了相同的手柄。
在太鼓大人中设置，下键、B键是红色（咚），左键、A键是蓝色（咔）。4路ADC对应的4个电鼓面也对应了这四个按钮。
软件中规定的两组阈值，可能需要根据实际情况来修改。

1. # RP2040SwitchControl
   
2. 
   
3. 这是一个面向 **RP2040 + PlatformIO + Earle Philhower Arduino core + TinyUSB HID** 的 Switch 控制器工程。
   
4. 
   
5. ## 特性
   
6. 
   
7. - 保留了原工程的 `SwitchControl` 报告结构
   
8. - 走 **USB HID**，不使用 USB CDC 串口
   
9. - `src/main.cpp` 中实现了 GPIO / ADC 输入汇总
   
10. - ADC 采样放在 **core1**，USB / GPIO / LED 逻辑放在 **core0**
    
11. - GPIO 做去抖；ADC 采用“阈值上升沿 + 短脉冲 + 冷却时间”触发
    
12. - ADC 支持 900 暴击阈值，暴击时会触发组合键
    
13. - GPIO0 输出 WS2812B 指示灯，按键触发后亮约 200ms 并渐隐
    
14. 
    
15. ## PlatformIO 配置
    
16. 
    
17. 默认环境是 `env:pico`，当前使用 Earle Philhower Arduino core：
    
18. 
    
19. ```ini
    
20. platform = https://github.com/maxgerhardt/platform-raspberrypi.git#651837d09a1a58c46bd1bcf4647468d8c5ed92c2
    
21. board = pico
    
22. framework = arduino
    
23. board_build.core = earlephilhower
    
24. ```
    
25. 
    
26. 工程自己提供 TinyUSB HID 描述符并在代码中调用 `tusb_init()`，因此 `platformio.ini` 中使用 `-DNO_USB` 避免 Arduino core 自带 USB 描述符与本工程的 `tud_descriptor_*` 回调冲突。
    
27. 
    
28. ## 编译
    
29. 
    
30. ```bash
    
31. pio run
    
32. ```
    
33. 
    
34. 烧录：
    
35. 
    
36. ```bash
    
37. pio run -t upload
    
38. ```
    
39. 
    
40. 构建产物会生成在 `.pio/build/pico/`，常用固件文件是 `firmware.uf2`。
    
41. 
    
42. ## 按键映射
    
43. 
    
44. ### GPIO1-GPIO15
    
45. 
    
46. - GPIO1 -> ZR
    
47. - GPIO2 -> R
    
48. - GPIO3 -> B
    
49. - GPIO4 -> A
    
50. - GPIO5 -> Y
    
51. - GPIO6 -> X
    
52. - GPIO7 -> PLUS
    
53. - GPIO8 -> HOME
    
54. - GPIO9 -> MINUS
    
55. - GPIO10 -> RIGHT
    
56. - GPIO11 -> DOWN
    
57. - GPIO12 -> UP
    
58. - GPIO13 -> LEFT
    
59. - GPIO14 -> L
    
60. - GPIO15 -> ZL
    
61. 
    
62. ### ADC 映射
    
63. 
    
64. - GPIO26 / ADC1 -> B
    
65. - GPIO27 / ADC2 -> A
    
66. - GPIO28 / ADC3 -> DOWN
    
67. - GPIO29 / ADC4 -> LEFT
    
68. 
    
69. 普通触发阈值定义在 `src/main.cpp` 的 `kAdcThresholds[]` 中，当前默认值：
    
70. 
    
71. ```cpp
    
72. {600, 600, 600, 600}
    
73. ```
    
74. 
    
75. 暴击阈值定义在 `kAdcCriticalThresholds[]` 中，当前默认值：
    
76. 
    
77. ```cpp
    
78. {900, 900, 900, 900}
    
79. ```
    
80. 
    
81. ADC 触发采用固定短脉冲，当前按下保持时间为 30ms，同一通道冷却时间为 1ms。
    
82. 
    
83. ### ADC 暴击组合键
    
84. 
    
85. 当任意 ADC 通道采样达到 900 时，认为该次触发是“暴击”：
    
86. 
    
87. - B 或 DOWN 其中一个暴击：同时按下 `B + DOWN`
    
88. - A 或 LEFT 其中一个暴击：同时按下 `A + LEFT`
    
89. 
    
90. 也就是说：
    
91. 
    
92. - GPIO26 / ADC1 / B 暴击 -> `B + DOWN`
    
93. - GPIO28 / ADC3 / DOWN 暴击 -> `B + DOWN`
    
94. - GPIO27 / ADC2 / A 暴击 -> `A + LEFT`
    
95. - GPIO29 / ADC4 / LEFT 暴击 -> `A + LEFT`
    
96. 
    
97. ## WS2812B 指示灯
    
98. 
    
99. GPIO0 驱动 2 颗 WS2812B：
    
100. 
     
101. - 第 1 个 LED
     
102.   - A / X -> 蓝色
     
103.   - B / Y -> 红色
     
104. - 第 2 个 LED
     
105.   - UP / LEFT -> 蓝色
     
106.   - DOWN / RIGHT -> 红色
     
107. 
     
108. 每次对应按钮或 ADC 触发时，相关颜色会亮起约 200ms，并做渐慢熄灭。
     
109. 
     
110. ## 说明
     
111. 
     
112. - ADC 与 GPIO 的同名按键是 **OR** 关系，不冲突
     
113. - ADC 普通触发和暴击触发分别记录上升沿状态，普通触发不会阻止暴击组合键触发
     
114. - ADC 的普通键和暴击组合键在每轮 core1 采样后统一汇总，避免多个 ADC 通道互相清除状态
     
115. - WS2812B 逻辑使用 PIO 驱动
     

复制代码

写在结尾
这个小项目前前后后大概1个月吧，硬件部分2周，软件部分2周，花了一些心思。
尤其是运放部分，是之前DIY没有遇到过的，也顺便帮我复习了一下运放的知识。想当年在大学的时候，我也是能做出来三角波、加法电路、乘法电路的。
以前写手柄程序都是用别人写好的，这次需要自己从USB枚举开始写，还要绕过switch严苛的设备清单机制，还是挺不容易的。
希望对大家有用，或者有帮助，希望版主给我加精。哈哈哈哈~~


欢迎大家留言讨论。我近期可能还会有一些小的大的分享给大家帮我成长。




最后给大家放一段视频

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