MIDI Bir Elektron Orqan Almaq: 6 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Bu təlimat, qarajınızda və ya zirzəminizdə olan köhnə sevilməyən elektron orqanı götürmək və müasir bir musiqi alətinə çevirmək üçün sizə yol göstərir. Sahib olduğunuz xüsusi orqanın təfərrüatları üzərində çox dayanmayacağıq, ümumiyyətlə, tipik musiqi klaviaturasının ümumi bir avtobusa basıldıqda bağlanan düymələr toplusudur. Köhnə dünyada, bir çıxışın avtobusa keçməsinə səbəb olan açarların yanında əhəmiyyətli bir dövrə var idi və bu da öz növbəsində gücləndirilərək bir səs sisteminə ötürüldü. Bu gün klaviatura bir sıra sensorlardır; fərdi düymələrin vəziyyətini oxuyuruq və dəyişiklikləri MIDI əmrləri ilə idarə olunan bir proqram sintezatoruna göndəririk.

Təlimat, düymələrin rəqəmsal vəziyyətinin toplanmasından, Arduino mikroprosessoru ilə idarə olunmasından, MIDI məlumat axınının qurulmasından və sintezatoru işlədən bir kompüterə (Raspberry Pi daxil olmaqla) keçməyindən tutmuş çox prosesi əhatə edir.

Addım 1: Klaviatura çıxarılıb

Aşağıdakılar, hər sətrin bir sıra düymələr və ya dayanacaqlar və ya digər idarəetmə açarları olduğu mücərrəd bir elektron orqanı təmsil edir. 0 sütun girişləri ayrı -ayrı düymələri təmsil edir və - düyməyə basıldıqda bağlı olduğu avtobus. 61 düyməli Böyük Təlimat birinci sıra, Şişmə Kılavuzu ikinci sıra, Üçüncü pedallar və Dördüncü dayanacaqlar ola bilər. Satırlar əslində 61 -dən 2 -nin gücü kimi rəqəmsal əhəmiyyətinə görə 64 elementdən ibarətdir. Klaviatura sıralarında, düymələr solda C ilə normal musiqi konvensiyasını izləyir.

Avtobus 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ……………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Avtobus 1 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ……………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Avtobus 2 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ……………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Avtobus 3 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ……………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Hər bir avtobus müstəqildir və elektriklə həmyaşıdlarından təcrid olunur. İlk 8 element qalın olaraq vurğulanmışdır, yuxarıdakı tənzimləmədə 8 belə blok var. Növbəti addım, qalın elementlərdə və digər 7 blokda işləyən Çaplı Devre Kartı haqqında ətraflı məlumat verir.

Düymələr yuxarıdakı 0 olaraq göstərilmişdir. Bunu bir az da irəli apara bilərik və açarın basıldığında rəqəmsal 1 olduğunu, əks halda 0 olduğunu söyləyə bilərik. Və düymələr adi bir musiqili ağ mənzillər və ya qara kəsiklər, ya orqan pedalları, ya da orqan dayanacaqları və ya bizə saksafon tonu verə biləcək fırlanan açarlar bankı ola bilər. Biz sadəcə aləti bir sıra avtobuslardakı açarlar dəsti və əslində 0 və 1 -lik rəqəmsal axın hesab edirik.

Addım 2: Klaviaturadan naqillərin çəkilməsi

Klaviatura tellərinin bağlanmasına kömək etmək üçün Eagle CAD istifadə edərək Çaplı bir devre kartı quruldu. Ölçüsü təxminən 96 mm X 43 mm -dir və orqan klaviatura qurğularının arxasına uzanan 8 ədəd tələb olunur.

Bu Çaplı Devre Kartına (PCB) ətraflı baxaq. Sol görüntü, komponentlərin quraşdırıldığı PCB -nin ön tərəfidir və sağ tərəfi, komponentləri lehimlədiyimiz yerdir.

Birincisi, yuxarıdakı 2X3 komponentləri yuxarıdakı düymələrə qoşulmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur, üst iki əlaqə 0 və 1 avtobus, sonrakı 2 və 3 cüt, alt cüt də 2 və 3 avtobusları. 2X3 başlığı, Arduino qalxan naqillərinə bənzər şəkildə başlığa basdırılan düymələrdən tək telli bağlama teli yerləşdirmək üçün kifayət qədər sərt idi. İstifadə etdiyim bağlama teli orijinal orqandan çıxarıldı; diametri 0,75 mm -dir.

Beləliklə, hər 2X3 Başlığı qalın vurgulanmış düymələrdən ibarət bir sütuna və ya geniş mənada bir nota malikdir. İdarə heyəti bu səbəbdən 8 başlıq tələb edir. Şəkildə sol üstdəki bu qadın başlıqlardan biri var. Lövhənin orta hissəsində hər biri qırmızı girişlərdən birinə uyğun gələn 32 diod (1N4148 və ya bənzəri) var. Diyotun polaritesi lövhədə qeyd edildiyi kimi, lövhənin yuxarı ucunda katod (qara lent) ilə göstərilmişdir. Tək bir diod 4 -cü vəziyyətdə göstərilmişdir. Nəhayət, tək 2X5 kişi başlığı lövhənin ən aşağı hissəsini doldurur. Üst 2 sancağı bağlanmır. Pin 1 sağ alt küncdə yerləşir və ən soldakı 4 diod, Pin 2 5-8 diodlara və nəhayət 29 pin 32 pin 8-ə bağlanır. Başlıq, şəkildə göstərildiyi kimi daha uzun bir DIL hissəsindən kəsilə bilər. lövhə. Müxtəlif komponentlər arasındakı naqillər PCB -nin daxilində aparılır, yalnız lehimləmə ilə diodlar və başlıqlar tələb olunur.

Bu tam lövhələrdən 8 -i, orqan boyunca rahat şəkildə uzanan, quraşdırılmış deliklərdən istifadə edərək təlimatların altına dərhal quraşdırılmışdır. Bu lövhənin vəzifəsi, 4 avtobusda 8 düymədən ibarət bir blok götürmək və növbəti mərhələyə keçmək üçün 10 tərəfli lent kabelinin bağlanacağı kişi başlığına təqdim etməkdir. Lövhənin dizaynı təqdim olunan zip faylından yüklənə bilər.

Addım 3: Klaviatura Çıxışlarını Shift Qeydlərində Konsolidasiya Edin

Yuxarıda göstərildiyi kimi daha iki PCB lazımdır. DIN R5 kimi tanınırlar və MIDI dünyasında populyardırlar, baxmayaraq ki, sadəcə bir qeyd qeyd funksiyasını təmin edirlər. Əvvəlcə yuxarı üfüqi hissədə, yuxarıdakı 8 lövhədə lent kabel vasitəsilə 2X5 tərəfdaşına qoşulan 4 2X5 kişi başlıqlarını görə bilərsiniz. 8 belə kabeli yerləşdirmək üçün iki DIN lövhəsinə ehtiyacımız var.

Lövhənin aşağı hissəsində, 32 bitlik bir keçid qeydini meydana gətirən IC çipləri var və nəhayət bizi maraqlandıran 2 əlavə 2X5 başlıqdır, onlardan biri (J2) DIN lövhələrini (ikincimiz) və digər J1 bizim Arduino və ya Arduino kimi mikroprosessorumuz.

Xülasə etmək üçün bizdə var -

• 64 düyməli 4 avtobusa qədər qidalanır
• 32 girişdən ibarət 8 lövhə, avtobus başına 8 çıxış
• bu 64 çıxışı 2 32 bitlik keçid qeydinə daxil edir
• Arduino mikroprosessoru avtobuslar arasında hərəkət edəcək

Addım 4: Avadanlıqları bir araya gətirmək

Arduino, iki DIN lövhəsi və orqan açar kompleksinin lent kabelləri arasındakı əlaqələr yuxarıdakı şəkildə göstərilmişdir. İkinci DIN -in J2 -nin boş qaldığını unutmayın.

Bağlayıcılar IDC texnologiyasından istifadə edir (izolyasiya-yerdəyişmə kontağı) və tellərin soyulmasına və ya ayrılmasına ehtiyac yoxdur. Hobbiistlərdə mövcud olan bir sıxılma vasitəsi ilə kabelə tətbiq olunur. Solda qıvrılmış kabelin ucu ülgüclə təmizlənə bilər; mərkəzdə konnektorun altında 2X5 dişi yuva var; və sağda bağlayıcının yuxarı görünüşü.

DIN lövhələri və xüsusi PCB lövhələri, yuvarlaq başlı pirinç ağac vintlər və aralıqlar istifadə edərək orqan ağac işlərinə yapışdırılır. Organda quraşdırılmış xüsusi PCB lövhələrinin bir hissəsi yuxarıda təsvir edilmişdir. Üst bağlama telləri dayanacaqları və ya idarəetmələri lövhələrə bağlayır və soldakı kütlə pedallardan qaynaqlanır. Nəhayət, ton generatorlarının və orijinal orqanın digər müxtəlif funksiyalarının çıxarılması, kabin boşluğunun şərab saxlama üçün yenidən istifadə edilməsinə imkan verdi.

Addım 5: Arduino Kompleksi

Yuxarıdakı iki DIN lövhəsinin solunda görünən Arduino kompleksi indi müzakirə olunacaq. Arduino qalxanları olaraq bir -birinə bağlı olan üç fərqli təbəqədən ibarətdir. Qatlardan ibarət olan PCB -lər təsadüfən Mavi, Yaşıl və Qırmızı rəngdədir.

Mavi təbəqə (yuxarıda) 16X2 lik maye kristal xarakterli ekran təqdim edən Freetronics tərəfindən istehsal olunan bir qalxandır. (16 simvoldan ibarət 2 sıra). Bu çox vacib deyil, ancaq klaviatura, pedal və dayanacaqların işini yoxlamaqda son dərəcə faydalıdır. LiquidCrystal kitabxanası tərəfindən idarə olunur və digər hardware variantları asanlıqla əvəz edilə bilər.

Qırmızı təbəqə (aşağıda) Sparkfun Teensyduino lövhəsinə quraşdırılmış Teensy 3.2 -dir. Teensy birbaşa MIDI dəstəyi təklif edir və başqa bir şəkildə Arduino UNO kimi davranır. Beləliklə, Teensy -dən istifadə edərək komponentlər aşağı axına qənaət edir. Güc təchizatı (5V 2A) bağlantısı sol altda, ortada serial və ya MIDI çıxışını dəstəkləyən USB konnektoru. Üst və alt kənarlardakı başlıqlar standart Arduino qalxan funksiyasını təmin edir.

Yaşıl qat (Mavi və Qırmızı arasında sıxılmış) xüsusi bir PCB lövhəsidir. Məqsədi, DIN lövhələrinə bağlantı kimi bitləri və parçaları dəstəkləmək və xarici naqilləri kəsməkdir. Onun bəzi funksiyaları artıqdır. Standart bir Arduino UNO vasitəsilə MIDI -ni dəstəkləmək üçün bəzi sxemlər daxildir. İlk DIN lövhəsindəki J1 başlığına lent kabel bağlantısı üçün 2X5 kişi başlığı da təmin edir. Digər funksiyalara Səs İdarəetmə dəstəyi daxildir; Orijinal Orqan, Ayaq Ayaqqabısı ilə idarə olunan 10K potansiyometrdən (qazan) istifadə edirdi.

Dörd üfüqi başlıq, aşağıdakı Teensy lövhəsinə və Maye Kristal ekrana standart Arduino qalxan bağlantısı təmin edir. Sol alt küncdəki bir avtobus stansiyasına bənzər bir iz qalıqdır və soldakı uzun şaquli başlıq dörd avtobusa, səsə nəzarət və yerə qoşulma təmin edir.

Xüsusi lövhə Eagle CAD istifadə edərək hazırlanmışdır və PCB istehsalçılarına göndərilən Gerber kompleksinin zip faylları PCB2 zip faylında mövcuddur.

Addım 6: Arduino Proqramı

Proqram əvvəlcə Arduino UNO üçün hazırlanmışdır və daha sonra Teensy -dən istifadə etmək üçün çox az dəyişikliklə dəyişdirilmişdir. Pin istifadəsi dəyişməzdir.

Liquid Crystal displeyində yarım sancaqlar istifadə olunur və avtobuslar üçün bitişik sancaqlar bloku əldə etmək üçün rəqəmsal rejimdə Analog pinlərdən istifadə edilməsi qərara alındı. Səs İdarəetmə Analog rejimində başqa bir Analog pin istifadə edir.

Proqramın çoxu, hər bir avtobusu öz növbəsində işə salmaqla və klaviatura, pedal və dayandırma düymələrini oxumaq və bit dəyərlərini DIN lövhələri tərəfindən verilən keçid qeydlərindən çıxarmaqla əlaqədardır.

Aşağı axın mühiti ümumiyyətlə Windows və ya UNIX və ya Linux ilə işləyən bir prosessoru və FluidSynth kimi bir Proqram Sintezatorunu ehtiva edir ki, bu da öz növbəsində jOrgan tərəfindən idarə oluna bilər. FluidSynth, nəticədə müəyyən bir MIDI əmri alındıqda hansı səsin yaradıldığını təyin edən bir və ya daha çox Soundfont (lar) tərəfindən idarə olunur. Word Processing şriftləri ilə bir bənzətmə var. Klaviatura və pedallar üçün əvvəlki taramadan bir dəyişiklik MIDI Qeydinin Açılması və ya Qeydin söndürülməsi ilə nəticələnəcək. Ən soldakı düymə MIDI 36 və klaviatura boyunca artımdır. Avtobus indeksi, MIDI kanal nömrəsi üçün asanlıqla təmin edəcəkdir. Dayanma düymələri üçün MIDI proqram nəzarət ardıcıllığı yaradılır və ya şərh etmək, tənzimləmək və genişləndirmək üçün On/Off Qeydini yaratmaq və jOrgan və ya oxşar MIDI aşağı axın proqramına buraxmaq məntiqli ola bilər. Nə olursa olsun, son qərar aşağı axın Soundfont (lar) ın tərifi ilə verilir. Proqram, Wurlitzer tətbiqi və FluidSynth ilə işləyən Windows -a və FluidSynth və Ümumi MIDI Soundfont ilə işləyən bir Raspberry Pi -yə USB vasitəsilə MIDI yaratmaq üçün müxtəlif formalarda istifadə edilmişdir. Bu təsviri qəbul etmək mümkün deyil, ancaq Arduino mühiti və ya C ilə tanış olan hər kəs bunu öz məqsədləri üçün dəyişdirməkdə çətinlik çəkməyəcək; ağlabatan daxili sənədlər və ağlabatan modulluq var.

Arduino proqramı organino.zip -də mövcuddur.