MIDIfying էլեկտրոնային օրգան. 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Այս խրատական ուղեցույցը ձեզ առաջնորդում է վերցնել այն հին չսիրված էլեկտրոնային երգեհոնը, որն ունեք ձեր ավտոտնակում կամ նկուղում և վերածվել ժամանակակից երաժշտական գործիքի: Մենք շատ չենք անդրադառնա ձեր ունեցած որոշակի օրգանի մանրամասներին, այլ ոչ թե կասենք, որ հիմնականում բնորոշ երաժշտական ստեղնաշարը ստեղների մի շարք է, որոնք միանում են ընդհանուր ավտոբուսին սեղմելիս: Հին աշխարհում բանալիների կողքին կար մի զգալի միացում, որի արդյունքում ելքը փոխանցվում էր ավտոբուսին, որն էլ իր հերթին ուժեղանում և փոխանցվում էր աուդիո համակարգին: Այսօր ստեղնաշարը սենսորների շարք է. մենք կարդում ենք առանձին բանալիների վիճակը և փոփոխությունները ուղարկում ծրագրային սինթեզատոր, որը պայմանավորված է MIDI հրամաններով:

Ուսուցիչը ներառում է ներգրավված գործընթացի մեծ մասը `ստեղների թվային վիճակի հավաքումից, Arduino միկրոպրոցեսորով կառավարումից, MIDI տվյալների հոսքի ստեղծումից և այն համակարգչին փոխանցելուց (ներառյալ Raspberry Pi), որն աշխատում է սինթեզատորը:

Քայլ 1. Ստեղնաշարի վերացական

Ստորև ներկայացված է վերացական էլեկտրոնային օրգան, որտեղ յուրաքանչյուր տող բանալիների կամ կանգառների կամ կառավարման այլ անջատիչների մի շարք է: 0 սյունակի գրառումները ներկայացնում են առանձին ստեղներ, իսկ - ավտոբուս, որին սեղմված սեղմված բանալին միացված է: 61 առանցքային Մեծ ձեռնարկը կարող է լինել առաջին շարքը, Swell ձեռնարկը `երկրորդ շարքը, ոտնակները` երրորդը, և կանգառները և այլն `չորրորդը: Տողերն իրականում պարունակում են 64 տարր, քանի որ այն ունի թվային նշանակություն `որպես 61. 2 -ից ավել հզորություն: Ստեղնաշարի տողերում ստեղները հետևում են սովորական երաժշտական պայմաններին` ձախ կողմում C- ով:

Ավտոբուս 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

Ավտոբուս 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

Ավտոբուս 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

Ավտոբուս 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

Յուրաքանչյուր ավտոբուս անկախ է և էլեկտրականապես մեկուսացված է իր հասակակիցներից: Առաջին 8 տարրերն ընդգծված են Bold- ում, որոնցից 8 -ը `վերը նշված դասավորությամբ: Հաջորդ քայլը մանրամասնում է Տպագիր տպատախտակները, որոնք գործում են համարձակ տարրերի վրա և դրանց մյուս 7 բլոկները:

Բանալիները ներկայացված են վերևում 0 -ով: Մենք կարող ենք սա մի փոքր առաջ տանել և ասել, որ սեղմելիս ստեղնը թվային 1 է, իսկ հակառակ դեպքում `0: Իսկ ստեղները կարող են լինել սովորական երաժշտական սպիտակ տաբատներ կամ սև կտրուկներ, կամ երգեհոնի ոտնակներ, կամ օրգանների կանգառներ, կամ պտտվող անջատիչների բանկ, որոնք կարող են մեզ տալ սաքսոֆոնի երանգ: Մենք պարզապես գործիքը դիտարկում ենք որպես մի շարք անջատիչների հավաքածու ավտոբուսների վրա և ըստ էության 0 և 1 -երի թվային հոսք:

Քայլ 2. Ստեղնաշարերից միացում

Ստեղնաշարերի էլեկտրամոնտաժման հարցում օգնելու համար Eagle CAD- ի միջոցով ստեղծվել է Տպագիր տպատախտակ: Դրա չափը կազմում է մոտ 96 մմ X 43 մմ, և պահանջվում է 8 ՝ ձգվելով օրգանի ստեղնաշարի հավաքածուների հետևի մասում:

Եկեք մանրամասնորեն նայենք այս Տպագիր տպատախտակին (PCB): Ձախ պատկերը PCB- ի առջևն է, որի վրա տեղադրված են բաղադրիչները, իսկ աջը ՝ հետևի հատվածը, որտեղ մենք ամրացնում ենք բաղադրիչները:

Նախ, վերևում գտնվող 2X3 բաղադրիչները նախատեսված են միանալու վերևի բանալիներին, վերևի երկու միացման ավտոբուսներով `0 և 1, հաջորդ զույգը` 2 և 3, իսկ ներքևի զույգը `նաև 2 և 3. ավտոբուսներ: Պարզվել է, որ PCB- ն 2X3 վերնագիրն այնքան կոշտ էր, որ բանալիներից կարող էր տեղավորվել մի շղթայի միացման մետաղալարեր, որոնք պարզապես մղվել էին վերնագրի մեջ, ինչպես և Arduino վահանի էլեկտրագծերը: Կապի մետաղալարը, որը ես օգտագործեցի, վերականգնվեց սկզբնական օրգանից; այն ունի 0,75 մմ տրամագիծ:

Այսպիսով, յուրաքանչյուր 2X3 Վերնագիր տեղավորում է համարձակ ընդգծված ստեղների սյունակ կամ լայն իմաստով մեկ նշում: Այսպիսով, խորհուրդը պահանջում է այս վերնագրերից 8 -ը: Պատկերը պարունակում է այս վերնագրերից մեկը ՝ ձախ վերևում: Տախտակի միջին հատվածը բնակեցված է 32 դիոդով (1N4148 կամ նման), որոնցից յուրաքանչյուրը համապատասխանում է կարմիր մուտքերից մեկին: Դիոդի բևեռականությունը նշված է տախտակի վրա, իսկ տախտակի վերևում `կաթոդ (սև ժապավեն): Մեկ դիոդ նկարազարդված է 4 -րդ դիրքում: Վերջապես, միայնակ 2X5 արական վերնագիրն ընդգրկում է տախտակի ամենացածր հատվածը: Դրա վերին 2 կապում միացված չէ: Պին 1-ը գտնվում է ներքևի աջ անկյունում և միանում է ձախ ձախ 4 դիոդներին, 2-ը ՝ 5-8 դիոդներին, և վերջապես, 29-32-ը միանում է քորոց 8-ին: Վերնագիրը կարող է կտրվել ավելի երկար DIL հատվածից, ինչպես ցույց է տրված տախտակը: Տարբեր բաղադրիչների միջև էլեկտրահաղորդումը կատարվում է ինքնին PCB- ի ներսում, իսկ միակ զոդման համար անհրաժեշտ են դիոդներ և վերնագրեր:

Այս ամբողջական տախտակներից 8 -ը տեղադրված են ձեռնարկներից անմիջապես ներքև ՝ օգտագործելով նախատեսված ամրացման անցքերը ՝ հարմար ձգվելով օրգանի վրայով: Այս տախտակի գործառույթն այն է, որ 4 ավտոբուսների վրա վերցնի 8 բանալիների մեկ բլոկ և այն ներկայացնի արական վերնագրին, որին հաջորդող փուլ տեղափոխելու համար միացված կլինի 10 ճանապարհ ժապավենային մալուխ: Տախտակի դիզայնը կարող է ներբեռնվել տրամադրված zip ֆայլից:

Քայլ 3. Ստեղնաշարի արդյունքների համախմբում Shift գրանցամատյաններում

Պահանջվում է ևս երկու PCB, ինչպես ցույց է տրված վերևում: Նրանք հայտնի են որպես DIN R5 և տարածված են MIDI աշխարհում, չնայած դրանք պարզապես ապահովում են հերթափոխի գրանցման գործառույթ: Նախ `վերին հորիզոնական հատվածում կարող եք տեսնել 4 2X5 արական վերնագրեր, որոնք ժապավենային մալուխի միջոցով միանում են վերը նշված 8 տախտակների 2X5 գործընկերներին: Մեր 8 նման մալուխները տեղավորելու համար մեզ անհրաժեշտ է երկու DIN տախտակ:

Տախտակի ներքևում կան IC չիպեր, որոնք կազմում են 32-բիթանոց հերթափոխի գրանցամատյան, և վերջապես մեզ հետաքրքրող են ևս 2X5 վերնագրեր, որոնցից մեկը (J2) խմբավորում է DIN տախտակներին (մեր երկրորդը), իսկ մյուսը J1- ին: մեր Arduino կամ Arduino- ի նման միկրոպրոցեսորը:

Ամփոփելու համար մենք ունենք.

• Մինչև 64 բանալիների 4 ավտոբուս է սնվում
• 32 տախտակ ՝ 32 մուտքով, 8 ելք ՝ յուրաքանչյուր ավտոբուսի համար
• այս 64 արդյունքները սնվում են 2 32-բիթանոց հերթափոխի գրանցամատյաններով
• Arduino միկրոպրոցեսորը կշրջի ավտոբուսներով

Քայլ 4: Սարքավորումները միասին դնելը

Arduino- ի, երկու DIN տախտակի և օրգանների բանալիների համալիրի միջև կապերը պատկերված են վերևում նկարում: Նշենք, որ երկրորդ DIN- ի J2- ը պարզապես դատարկ է մնացել:

Միակցիչներն օգտագործում են IDC տեխնոլոգիան (մեկուսացում-տեղաշարժման կոնտակտ), և լարերը պոկելու կամ առանձնացնելու կարիք չունեն: Դրանք կիրառվում են մալուխի վրա `հոբբիստների մոտ հասանելի սեղմման գործիքով: Ձախ կողմում ծալված մալուխը կարող է ամրացվել ածելիով: կենտրոնում միակցիչի տակը ապահովում է 2X5 կանացի վարդակ; իսկ աջ կողմում միակցիչի վերևի տեսք:

DIN- ի տախտակները և անհատական PCB տախտակները ամրացված էին օրգանների փայտամշակման աշխատանքներին `օգտագործելով կլոր գլխի փողային պտուտակներ և բացիչներ: Օրգանում տեղադրված անհատական PCB տախտակների մասնակի տեսքը պատկերված է վերևում: Վերին միացման մետաղալարերի մալուխները տախտակներին միացնում են կանգառները կամ հսկիչները, իսկ ձախ կողմում զանգվածը բխում է ոտնակներից: Ի վերջո, նախնական օրգանի տոնային գեներատորների և այլ գործառույթների հեռացումը հնարավորություն տվեց կաբինետի դատարկությունը նորից օգտագործել գինու պահպանման համար:

Քայլ 5. Arduino համալիր

Այժմ վերը նշված երկու DIN տախտակներից ձախ կողմում գտնվող Arduino համալիրը կքննարկվի: Այն բաղկացած է երեք հստակ շերտերից, որոնք փոխկապակցված են որպես Arduino վահան: Շերտերը կազմող PCB- ները պատահականորեն գունավորված են կապույտ, կանաչ և կարմիր:

Կապույտ շերտը (վերևում) Freetronics- ի արտադրած վահանն է, որն ապահովում է 16X2 հեղուկ բյուրեղների բնույթի ցուցադրում: (16 նիշից բաղկացած 2 տող): Դա խիստ կարևոր չէ, բայց չափազանց օգտակար է ստեղնաշարերի, ոտնակների և կանգառների աշխատանքը ստուգելու համար: Այն առաջնորդվում է LiquidCrystal գրադարանով, և ապարատային այլ տարբերակները կարող են հեշտությամբ փոխարինվել:

Կարմիր շերտը (ներքևում) Teensy 3.2 է, որը տեղադրված է Sparkfun Teensyduino տախտակի վրա: Teensy- ն առաջարկում է MIDI- ի ուղղակի աջակցություն, իսկ հակառակ դեպքում իրեն պահում է որպես Arduino UNO: Այսպիսով, Teensy- ի օգտագործումը խնայում է բաղադրիչները հոսանքին հակառակ ուղղությամբ: Սնուցման աղբյուրը (5V 2A) կապը գտնվում է ներքևի ձախ մասում, իսկ USB միակցիչը, որն աջակցում է սերիական կամ MIDI ելքը ՝ ձախ ձախ մասում: Վերին և ստորին եզրերի վերնագրերը ապահովում են Arduino վահանի ստանդարտ գործառույթ:

Կանաչ շերտը (կապույտ և կարմիրի միջև ընկած) PCB- ի սովորական տախտակ է: Դրա նպատակն է լայնորեն աջակցել բիթ և կտորներ, ինչպիսիք են կապը DIN տախտակներին, և արտաքին էլեկտրագծերի կրճատումը: Նրա ֆունկցիոնալության մի մասն ավելորդ է: Այն ներառում է միացման սխեմաներ ՝ ստանդարտ Arduino UNO- ի միջոցով MIDI- ին աջակցելու համար: Այն նաև տրամադրում է 2X5 արական վերնագիր ՝ ժապավենային մալուխի միացման համար J1 վերնագրին առաջին DIN տախտակի վրա: Այլ գործառույթները ներառում են Volume Control աջակցություն; օրիգինալ Օրգանը օգտագործում էր 10 Կ պոտենցիոմետր (կաթսա), որը վարում էր Ոտնաթաթի կոշիկը:

Չորս հորիզոնական վերնագրերը ապահովում են Arduino վահանի ստանդարտ միացում Teensy տախտակին և Liquid Crystal էկրանին: Ներքևի ձախ անկյունում գտնվող ավտոբուսի կայարանին նմանվող դրոշմը մնացորդ է, իսկ ձախից երկար ուղղահայաց վերնագիրն ապահովում է չորս ավտոբուսների միացում, ձայնի կառավարում և գետնին:

Պատվերով տախտակը մշակվել է Eagle CAD- ի միջոցով, և Gerber համալիրի zip ֆայլերը, որոնք ուղարկվել են PCB արտադրողներին, հասանելի են PCB2 ինդեքսային ֆայլում:

Քայլ 6: Arduino ծրագրակազմ

Softwareրագիրը սկզբնապես մշակվել է Arduino UNO- ի համար, իսկ հետագայում փոփոխվել է շատ փոքր փոփոխություններով `Teensy- ի օգտագործման համար: Կապի օգտագործումը անփոփոխ է:

Հեղուկ բյուրեղյա էկրանը օգտագործում է կես տասնյակ կապում, և որոշվել է օգտագործել անալոգային կապերը թվային ռեժիմում ՝ ավտոբուսների համար հարակից կապանների բլոկ ստանալու համար: Ձայնի վերահսկումը օգտագործում է մեկ այլ անալոգային քորոց անալոգային ռեժիմում:

Theրագրաշարի մեծ մասը վերաբերում է առանձին ստեղնաշարի, ոտնակի և կանգառի ստեղների ընթերցմանը `յուրաքանչյուր ավտոբուսին իր հերթին հնարավորություն տալով և բիթային արժեքները դուրս հանելով DIN տախտակներից տրամադրվող հերթափոխի մատյաններից:

Ստորին հոսքի միջավայրը, որպես կանոն, կներառի Windows- ով կամ UNIX- ով կամ Linux- ով աշխատող պրոցեսոր և ծրագրակազմի սինթեզատոր, ինչպիսին է FluidSynth- ը, որն իր հերթին կարող է կառավարվել jOrgan- ի կողմից: FluidSynth- ը, ի վերջո, պայմանավորված է մեկ կամ մի քանի Soundfont (ներ) ով, որոնք սահմանում են, թե ինչ ձայն է առաջանում, երբ ստացվում է որոշակի MIDI հրաման: Բառի մշակման տառատեսակների հետ նմանություն կա: Ստեղնաշարի և ոտնակների համար նախորդ սկանավորման փոփոխությունը կհանգեցնի MIDI Note On կամ Note Off հաջորդականության ստեղծմանը: Ձախ ամենա բանալին MIDI 36 է և ավելացում ստեղնաշարի վրա: Ավտոբուսի ինդեքսը հեշտությամբ տարածք կտրամադրի MIDI ալիքի համարին: Ստոպի ստեղների համար MIDI ծրագրի կառավարման հաջորդականություններ են ստեղծվում, կամ գուցե խելամիտ լինի ստեղծել Նշում Միացում/Անջատում և թողնել այն jOrgan- ին կամ նմանատիպ MIDI ծրագրակազմին `մեկնաբանելու, կարգավորելու և ընդլայնելու համար: Ինչ ուղի էլ որ ընդունվի, վերջնական որոշումը պարտադրվում է ներքևի Soundfont (եր) ի սահմանմամբ: Theրագիրը օգտագործվել է տարբեր կերպերում ՝ MIDI USB- ի միջոցով Windows- ի միջոցով աշխատելու Wurlitzer հավելվածի և FluidSynth- ի, ինչպես նաև Raspberry Pi- ի FluidSynth և ընդհանուր MIDI Soundfont- ի համար: Այս նկարագրությունը, անշուշտ, ուրվագծային է, բայց Arduino- ի միջավայրին կամ C- ին ծանոթ ցանկացած անձ դժվարությամբ չի փոխի այն իր նպատակների համար. կա ողջամիտ ներքին փաստաթղթեր և ողջամիտ մոդուլյարություն:

Arduino ծրագրաշարը պարունակվում է organino.zip- ում: