MIDIfying Электрондук Орган: 6 кадам

2025 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2025-01-23 14:51

Бул көрсөтмө сизге гаражыңызда же жер төлөңүздө бар эски сүйүктүү электрондук органды алып, заманбап музыкалык аспапка айландырууга жардам берет. Биз сиздеги кайсы бир органдын чоо -жайына көп токтолбойбуз, башкача айтканда, кадимки музыкалык клавиатура жалпы автобуска басылганда туташкан ачкычтардын жыйындысы. Эски дүйнөдө, чоң схемалар ачкычтардын жанында болгон, бул автобустун чыгышына себеп болгон, ал өз кезегинде күчөтүлүп, аудио системага өткөн. Бүгүн клавиатура - сенсорлордун топтому; биз жеке ачкычтардын абалын окуйбуз жана өзгөртүүлөрдү MIDI буйруктары менен башкарылган программалык камсыздоо синтезаторуна жөнөтөбүз.

Көрсөтмө ачкычтардын санариптик абалын чогултуудан, Arduino микропроцессору менен башкаруудан, MIDI маалымат агымын куруудан жана аны синтезаторду иштеткен компьютерге (Raspberry Pi менен кошо) өткөрүүдөн тарта көптөгөн процесстерди камтыйт.

1 -кадам: Баскычтоп абстракцияланган

Төмөнкү абстракцияланган электрондук органды билдирет, мында ар бир сап ачкычтардын же токтоолордун же башка башкаруу өчүргүчтөрүнүн жыйындысы. 0 тилке жазуулары жеке баскычтарды билдирет, жана - баскыч басылганда туташкан автобус. 61 ачкыч Улуу Колдонмо биринчи катар, шишик Мануэль экинчи катар, үчүнчү педаль жана төртүнчү аялдамалар болушу мүмкүн. Саптар чындыгында 64 элементтен турат, анткени анын санариптик мааниси 61ден ашкан 2ге барабар. Клавиатура катарларынын ичинде баскычтар сол жагындагы С менен кадимки музыкалык конвенцияга ылайык келет.

Автобус 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

Автобус 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

Автобус 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

Автобус 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

Ар бир автобус көз карандысыз жана электрдик жактан теңтуштарынан обочолонот. Биринчи 8 элемент жоон менен баса белгиленет, 8 мындай блок жогорудагы тартипте. Кийинки кадам тайманбас элементтердин үстүндө иштеген Басылган схеманы жана алардын башка 7 блогун толук чагылдырат.

Ачкычтар жогоруда 0 катары көрсөтүлгөн. Биз муну бир аз алдыга жылдырып, баскычты басканда санарип 1 деп айта алабыз, антпесе 0. Жана ачкычтар кадимки музыкалык ак батирлер же кара курчтар, же орган педалдары, же орган токтоочу жайлар, же бизге саксофондун үнүн бере турган айлануучу өчүргүчтөрдүн банкы болушу мүмкүн. Биз жөн эле инструментти автобустардын коммутаторлорунун жыйындысы жана негизинен 0 жана 1дин санарип агымы катары карайбыз.

2 -кадам: Баскычтоптон зым тартуу

Баскычтоптордун зымдарын тартууга жардам берүү үчүн, Eagle CADдын жардамы менен Басма схема курулган. Анын өлчөмү болжол менен 96мм X 43мм, жана орган клавиатурасынын тетиктеринин арт жагына созулган 8 талап кылынат.

Келгиле, деталдуу түрдө бул Басылган схеманы (PCB) карап көрөлү. Сол сүрөт - бул компоненттер орнотулган ПХБнын алдыңкы бөлүгү, ал эми анын арткы тарабы - биз компоненттерди ширетебиз.

Биринчиден, үстүңкү бөлүктөгү 2X3 компоненттери жогорудагы баскычтарга туташуу үчүн арналган, жогорку эки туташуу автобус 0 жана 1, кийинки жуп 2 жана 3, ал эми астыңкы түгөй 2 жана 3 автобустар. 2X3 аталышы, Arduino калкан зымдарына окшоп, баштын ичине киргизилген ачкычтардан бир жиптүү зымдарды жайгаштыруу үчүн жетишерлик катуу болгон. Мен колдонгон байланыш зымы баштапкы органдан калыбына келтирилди; диаметри 0,75 мм.

Ошентип, ар бир 2X3 Header жоон бөлөк баскычтардын колоннасын камтыйт, же кеңири мааниде бир эскертүү. Башкарма ушинтип 8 баш аталышты талап кылат. Сүрөттө жогорку сол жактагы аял баш аттардын бири камтылган. Тактанын ортоңку бөлүгү 32 диод (1N4148 же окшош) менен толтурулган, алардын ар бири кызыл кирүүлөрдүн бирине туура келет. Диоддун полярдуулугу тактада белгиленгендей, тактанын үстү жагында катод (кара топ) бар. Бир диод 4 -абалда сүрөттөлөт. Акырында, 2X5 өлчөмүндөгү эркек баш тактанын эң төмөнкү бөлүгүн толтурат. Анын үстүңкү 2 төөнөгүчтөрү туташкан эмес. Pin 1 төмөнкү оң бурчта жайгашкан жана эң сол 4 диодго, 5-8 диодго 2 пин жана акыры 29-32 пин 8ге туташат. такта. Ар кандай компоненттердин ортосундагы зым ПХБнын ичинде жүргүзүлөт, диоддор менен аталыштарды талап кылуу үчүн бир гана ширетүү керек.

Бул толук тактайлардын 8и дароо колдонмонун астына орнотулган тешиктерди колдонуп, орган боюнча ыңгайлуу созулган. Бул тактанын милдети-бул 4 автобуста 8 ачкычтын бир блогун алып, кийинки баскычка которуу үчүн 10 тараптуу лента кабели туташтырыла турган эркектин башына берүү. Тактанын дизайны берилген zip файлынан жүктөлүп алынышы мүмкүн.

3 -кадам: Shift реестрине клавиатура чыгууларын консолидациялоо

Жогоруда көрсөтүлгөндөй, дагы эки ПКБ талап кылынат. Алар DIN R5 катары белгилүү жана MIDI дүйнөсүндө популярдуу, бирок алар жөн гана нөөмөт реестрин камсыз кылат. Биринчиден, жогорку горизонталдык бөлүмдө, лента кабели аркылуу 2X5 кесиптешине жогоруда 8 тактада туташкан 4 2X5 эркек башын көрө аласыз. Бизге мындай 8 кабелди жайгаштыруу үчүн эки DIN тактасы керек.

Тактанын төмөн жагында 32 биттик сменалык реестрди түзгөн IC чиптери турат жана акырында бизди дагы 2X5 дагы 2 баштык кызыктырат, алардын бири (J2) бандасы андан ары DIN такталарына (экинчиси), экинчиси J1ге чейин биздин Arduino же Arduino сыяктуу микропроцессор.

Жыйынтыктап айтканда, бизде -

• 64 ачкычтан турган 4 автобуска чейин
• 32 кире турган 8 такта, бир автобуска 8 чыгуу
• бул 64-чыкма 2 32-разряддык реестрге азыктандырат
• Arduino микропроцессору автобустарды айланып өтөт

4 -кадам: Аппаратты бирге коюу

Arduino, эки DIN тактасы менен орган ачкыч комплексинин ленталуу кабелдеринин ортосундагы байланыштар жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөн. Экинчи DINдин J2 бош калганына көңүл буруңуз.

Коннекторлор IDC технологиясын колдонушат (изоляция-жылышуу контакт), жана зымдарды сыйрып же бөлүп салуунун кереги жок. Алар хоббистерде жеткиликтүү кысуу куралы менен кабелге колдонулат. Сол жакта кысылган кабелдин учу устара менен тазаланышы мүмкүн; борборунда астындагы туташтыргычы 2X5 аял розетка менен камсыз кылат; жана оң жагында туташтыргычтын үстүңкү көрүнүшү.

DIN такталары жана атайын ПХБ такталары тегерек баштуу жезден жасалган бурамалар менен бөлгүчтөрдүн жардамы менен орган жыгачына бекитилген. Органга орнотулган бажы PCB такталарынын бир бөлүгү көрүнүшү жогоруда сүрөттөлгөн. Үстүнкү зым кабелдери столдорду же башкаруу элементтерин такталарга туташтырат, ал эми сол жактагы педальдардан чыгат. Акыр -аягы, тон генераторлорун жана башка органдын башка функцияларын алып салуу кабинеттин боштугун шарап сактоо үчүн кайра колдонууга мүмкүндүк берди.

5 -кадам: Arduino комплекси

Жогорудагы эки DIN тактасынын сол жагында көргөн Arduino комплекси азыр талкууланат. Ал Arduino калкандары катары бири -бирине туташкан үч башка катмардан турат. Катмарлардан турган ПХБлар кокусунан Көк, Жашыл жана Кызыл түстөргө боёлгон.

Көк катмар (үстү жагында) - 16X2 суюк кристаллдык мүнөздөгү дисплейди камсыз кылган Freetronics компаниясы тарабынан чыгарылган калкан. (16 белгиден турган 2 катар). Бул өтө маанилүү эмес, бирок клавиатуралардын, педалдардын жана аялдамалардын ишин текшерүүдө абдан пайдалуу. Бул LiquidCrystal китепканасы менен шартталган жана башка жабдык варианттары оңой алмаштырылышы мүмкүн.

Кызыл катмар (ылдыйда) - Sparkfun Teensyduino тактасына орнотулган Teensy 3.2. Teensy түз MIDI колдоосун сунуштайт жана башкача айтканда Arduino UNO катары иштейт. Ошентип, Teensy колдонуу компоненттерди агымдын аягында сактайт. Электр энергиясы менен камсыздоо (5V 2A) туташуусу сол жактын төмөн жагында, ал эми USB туташтыргычы сериянын же MIDI чыгарууну колдогон борбордун сол жагында. Үстүнкү жана астыңкы четиндеги баштар стандарттык Arduino калканынын иштешин камсыздайт.

Жашыл катмар (Көк менен Кызылдын ортосуна кысталган) - бул ПКБ тактайы. Анын максаты кеңири түрдө DIN такталарына шилтеме сыяктуу биттерди жана бөлүктөрдү колдоо жана тышкы зымдарды кесүү. Анын кээ бир функциялары ашыкча. Бул стандарттык Arduino UNO аркылуу MIDIди колдоо үчүн кээ бир схемаларды камтыйт. Ал ошондой эле биринчи DIN тактасындагы J1 башына лента кабелин туташтыруу үчүн 2X5 эркек башын камсыз кылат. Башка функциялар Volume Control колдоосун камтыйт; баштапкы Орган бут кийим менен башкарылган 10K потенциометрди (казанды) колдонгон.

Төрт горизонталдык баштыктар төмөндөгү Teensy тактасына жана Liquid Crystal дисплейине Arduino калканынын стандарттуу туташуусун камсыз кылат. Төмөнкү сол бурчтагы автобекетке окшош из калтыруу болуп саналат, ал эми сол жагындагы узун тик баштык төрт автобустун, үндүн көзөмөлүнүн жана жерге байланышты камсыз кылат.

Ыңгайлаштырылган такта Eagle CADдын жардамы менен иштелип чыккан жана PCB фабрикаларына жөнөтүлгөн Gerber комплексинин ZIP файлдары PCB2 zip файлында бар.

6 -кадам: Arduino программасы

Программалык камсыздоо алгач Arduino UNO үчүн иштелип чыккан жана кийин Teensy колдонууга өтө аз өзгөртүүлөр менен өзгөртүлгөн. Pin колдонуу өзгөргөн жок.

Liquid Crystal дисплейинде ондогон казыктар колдонулат жана автобустар үчүн чектеш казыктардын блогун алуу үчүн аналогдук пиндерди санариптик режимде колдонуу чечими кабыл алынган. Көлөмдү башкаруу аналогдук режимде дагы бир аналог пинди колдонот.

Программалык камсыздоонун көбү жеке клавиатураны, педальды жана токтотуучу баскычтарды окуу менен, ар бир автобусту кезек менен иштетүү жана DIN такталары тарабынан берилген сменалык регистрлерден бит баалуулуктарын чыгаруу менен байланыштуу.

Агымдагы чөйрө адатта Windows, UNIX же Linux менен иштеген процессорду жана FluidSynth сыяктуу Программалык Синтезаторду камтыйт, алар өз кезегинде jOrgan тарабынан башкарылышы мүмкүн. FluidSynth акыры бир MIDI буйругун алганда кандай үн чыгарыларын көрсөтүүчү бир же бир нече Soundfont (тер) тарабынан башкарылат. Word Processing шрифттерине окшоштуктар бар. Клавиатура жана педальдар үчүн мурунку сканерлөөдөн өзгөртүү MIDI Note On On же Note Off тизмегине алып келет. Сол жактагы эң негизги баскыч MIDI 36 болуп саналат жана клавиатурада көбөйтүлөт. Автобустун индекси MIDI каналынын номерин оңой эле камсыздайт. Токтотуу баскычтары үчүн MIDI программасын башкаруу тизмектери түзүлөт, же Эскертмени кошуу/Өчүрүү жана жоруу, тууралоо жана кеңейтүү үчүн jOrgan же ага окшош MIDI программасына калтыруу акылга сыярлык болушу мүмкүн. Кандай гана жол болбосун, акыркы чечим ылдыйкы Soundfontтун (лордун) аныктамасы менен кабыл алынат. Программа Wurlitzer тиркемесин жана FluidSynth менен иштеген Windowsко USB аркылуу MIDI түзүү үчүн жана FluidSynth менен Жалпы MIDI Soundfont менен иштеген Raspberry Pi үчүн ар кандай формада колдонулган. Бул сүрөттөмө чындап эле эскиз, бирок Arduino чөйрөсү же C менен тааныш болгон ар бир адам аны өз максаттары үчүн оңдоодо эч кандай кыйынчылыкка туш болбойт; акылга сыярлык ички документтер жана акылга сыярлык модулдук бар.

Arduino программасы organino.zipде камтылган.