Arduino MIDI Chiptune սինթեզատոր. 7 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Վերապրեք համակարգչային խաղերի վաղ երաժշտության զվարճանքը 8-բիթանոց chiptune սինթեզատորով, որը կարող եք կառավարել MIDI- ի ցանկացած ժամանակակից DAW ծրագրաշարի հարմարավետությունից:

Այս պարզ սխեմայով Arduino- ն օգտագործվում է AY-3-8910 ծրագրավորվող ձայնային գեներատոր չիպը (կամ դրա բազմաթիվ կլոններից մեկը) քշելու համար `1980-ականների այդ ձայնը վերստեղծելու համար: Ի տարբերություն բազմաթիվ նմուշների, որոնք մասնագիտացված ծրագրակազմի կարիք ունեն երաժշտությունը խմբագրելու համար, սա կարծես ստանդարտ USB MIDI սարք է: Սինթեզատորն ունի խելացի ալգորիթմ, որը փորձում է պահել երաժշտական առումով առավել համապատասխան գրառումները: շատ դեպքերում դուք կարող եք ուղիղ չփոփոխված MIDI ֆայլեր նետել և մեղեդին անմիջապես դուրս է գալիս: Ընդհանուր արժեքը պետք է լինի մոտ 20 ֆունտ:

Քայլ 1: Այն, ինչ ձեզ հարկավոր կլինի

Դրա մասերի ամբողջական ցանկը, ինչպես տեսնում եք նկարներում, հետևյալն է.

• Sparkfun Pro Micro կլոն (5V, 16MHz տարբերակ): Ես սա օգտագործել եմ Amazon- ում:
• Yamaha YM2149F ՊՍG չիպ: Ես իմը ստացել եմ eBay- ից:
• 2 x 100nF կերամիկական կոնդենսատորներ
• 75R, 1K և 100K դիմադրիչներից յուրաքանչյուրը 1 -ը (1/4 վտ հզորությունը լավ է):
• 4.7nF կերամիկական սկավառակի կոնդենսատոր
• 1uF էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր (լարման գնահատում> 5V):
• 40 պին 0.6 "DIP IC վարդակից
• 2 x 12 ճանապարհ 0.1 "վերնագրեր (այս մեկը CPC- ից)
• Նախատիպերի տախտակ, մոտ 3 "2" -ով: Ես գնել եմ դրանցից մի մեծ փաթեթ, կրկին Amazon- ում:
• PCB- ի ֆոնո վարդակից
• Մանրանկարչություն միաձույլ մետաղալար (այսպես):

Ձեզ նույնպես կպահանջվի զոդման սարք, զոդ, մետաղալար կտրող սարքեր, տափակաբերան աքցան և մետաղալարեր:

Քայլ 2: Այլընտրանքային մասեր

Այլընտրանքային ծրագրավորվող ձայնային գեներատոր չիպսեր

Իմ օգտագործած YM2149- ը բնօրինակ General Instruments AY-3-8910 IC- ի կլոն է: (Առաջին նախատիպը օգտագործում էր eBay- ից գնած AY-3-8910- ը, բայց պարզվեց, որ սպիտակ աղմուկի գեներատորը չի աշխատում: Տխուր դեմք): Դուք կարող եք օգտագործել այս նախագծի համար կամ առանց որևէ փոփոխության:

General Instruments- ը պատրաստեց նաև AY-3-8912 և AY-3-8913 տարբերակները, որը նույն սիլիկոնն էր փոքր փաթեթների ներսում ՝ առանց լրացուցիչ I/O կապում: Այս կապումներն անհրաժեշտ չեն որևէ աուդիո նպատակների համար, և այս նախագիծը դրանք չի օգտագործում: Կարող եք օգտագործել AY-3-8912 կամ -8913, պարզապես հետևեք վերևում ցուցադրված pinouts- ին:

Այլընտրանքային Արդուինոսներ

Իմ օգտագործած «Pro Micro» - ն Sparkfun- ի Pro Micro տախտակի պատճենն է: Եթե վստահ չեք Arduino կոդի հետ, ապա ավելի լավ է հավատարիմ մնալ դրան. եթե ուրախ եք հարմարեցնել դիզայնը, ձեզ հարկավոր են հետևյալ բնութագրերը

• ATmega 16u4 կամ 32u4 սարք (անհրաժեշտ է USB MIDI սարքի դեր կատարելու համար. ATmega 168 կամ 328 -ը դա չի կարող անել):
• 5V գործողություն (AY-3-8910-ը աշխատում է 5V- ով), և 16 ՄՀց ժամաչափի արագություն:

• Առնվազն 13 թվային I/O գծեր:

  Պորտի PB5 կապը պետք է միացված լինի (այն օգտագործվում է 1 ՄՀց ժամացույցի ազդանշան ստեղծելու համար): Pro Micro- ում այն օգտագործվում է որպես D9 I/O կապում:

Arduino Leonardo- ի և Micro- ի տախտակները երկուսն էլ համապատասխանում են օրինագծին, չնայած ես դրանք չեմ փորձել:

Այլ բաղադրիչներ

Այստեղ օգտագործվող ռեզիստորներն ու կոնդենսատորներն առանձնապես առանձնահատուկ չեն: Valueիշտ արժեքի ցանկացած մաս (մոտավորապես) պետք է աշխատի:

Քայլ 3. Շրջանակի տեղադրում

Շղթայի կառուցման համար ավելի լավ է սկսել վարդակները տեղադրելով, այնուհետև ավելացնել դիմադրիչները և կոնդենսատորները: Հաջորդ քայլում մենք դրանք լուսաբանելու ենք:

Օգտագործելով վերը նշված նկարը որպես ուղեցույց, տեղադրեք 40 պինանոց IC վարդակից, շրջեք տախտակը և պարզապես զոդեք երկու հակառակ անկյունային կապում: Եթե վարդակն այնուհետև հարթ չէ տախտակի վրա, ապա այն հեշտությամբ կարելի է ամրացնել ՝ վերավաճառելով մեկ կամ մի այլ կապում: Երբ ամեն ինչ կարգին է, կպցրեք մնացածը:

Տեղադրեք երկու 12-փին վարդակներ, այնուհետև տեղադրեք Arduino- ն դրանց մեջ, որպեսզի դրանք զոդման ընթացքում ուղղահայաց և կայուն պահվեն: Կրկին, յուրաքանչյուր ծայրում սկզբում երկու կապում զոդելը թույլ կտա ստուգել վերջնական զոդումից առաջ:

Աուդիո ելքի վարդակի համար ես փոքր փորվածք օգտագործեցի ՝ PCB անցքերը մեծացնելու համար, քանի որ տեղադրման պիտակները բավականին մեծ են:

Քայլ 4: Միացում

Հիմնական բաղադրիչները տեղակայվելուց հետո դրանք կարող են լարվել տախտակի հետևի մասում ՝ հետևելով վերը նշված միացումին:

Աուդիո ելքային բաղադրիչները (R2, R3, C2, C3) և անջատման կոնդենսատորները (C1, C4) կարող են միացվել պինդ միջուկի մետաղալարով (կամ բաղադրիչի լարերի անջատումներով): Արդուինոյից գետնին և հոսանքին միացումները ՊՍG չիպին (կարմիր և սև լարերը, նկարում) այժմ կարող են կատարվել:

Pro Micro- ի տարբեր ելքերը միացված են մինչև AY-3-8910 հետևյալ կերպ (տե՛ս կապի առաջադրանքների միացման ուղեցույցը).

Ազդանշան Arduino AY-3-8910 քորոց

DA0 D2 37 DA1 D3 36 DA2 D4 35 DA3 D5 34 DA4 D6 33 DA5 D7 32 DA6 D8 31 DA7 A0/D18 30 BC1 D10 29 BC2 MOSI/D16 28 BDIR MISO/D14 27 RESET# SCLK/D15 23 CLամացույց D9 22 (միջոցով R1, 75 օմ)

Քայլ 5. mingրագրավորում Arduino IDE- ի միջոցով

Եթե դուք նորեկ եք Arduino- ում, ես խստորեն խորհուրդ կտայի փորձել հիմնականի վերաբերյալ բազմաթիվ ձեռնարկներից մեկը: Sparkfun- ի միացման ուղեցույցը տալիս է ամբողջական մանրամասներ: Կարող եք ստուգել, որ հիմնական ծրագրավորումը գործում է ՝ հետևելով «Blinkies» ձեռնարկին: Arduinos- ը կարող է մի փոքր բարդ լինել `համոզելու« bootloader »ռեժիմին (որտեղ կարող եք բեռնել նոր էսքիզներ), ուստի պարզ օրինակով մի փոքր զբաղվելը օգտակար է:

Երբ երջանիկ լինեք, ներբեռնեք այս էջին կից chiptunes.ino ֆայլը և կառուցեք և վերբեռնեք այն: (Ես գտա, որ «Arduino/Genuino Micro» տախտակի տիպի օգտագործումը լավ է այս ուրվագծի համար, եթե ցանկանում եք բաց թողնել Sparkfun տախտակի աջակցության տեղադրումը):

Նաև նշեք, որ եթե Mac- ում եք, ուրվագիծը առաջին անգամ բեռնելուց հետո «Պորտ» կարգավորումը պետք է փոխվի: «Դատարկ» Arduino- ով (կամ օգտագործելով Blinky էսքիզը) այն կհայտնվի /dev/cu.usbmodemXXXX- ի նման, ինչպես ցույց է տրված վերևի նկարում: Երբ USB MIDI սարքն ակտիվ է (ինչպես օգտագործվում է chiptunes.ino էսքիզում), այն կլինի /dev/cu.usbmodemMID1:

Քայլ 6. Սինթթի փորձարկում և օգտագործում

Երբ Arduino- ն ծրագրավորվի, ձեր աշխատատեղը պետք է ինքնաբերաբար ճանաչի այն որպես USB MIDI սարք: Այն կհայտնվի «Arduino Micro» անունով. Դուք պետք է կարողանաք դա տեսնել Windows- ի Device Manager- ում կամ Mac OS- ում «System Information» ծրագրում:

Mac- ի վրա կարող եք օգտագործել Audio MIDI Setup ծրագիրը `հիմնական թեստը գործարկելու համար: Սկսեք ծրագիրը, ապա ընտրեք Պատուհան -> MIDույց տալ MIDI Studio- ն: Սա կբարձրացնի MIDI Studio- ի պատուհանը. Ձեր բոլոր MIDI միջերեսները կհայտնվեն մի փոքր պատահական դասավորության մեջ, որը, հուսով եմ, կներառի «Arduino Micro» սարքը: Եթե կտտացրեք «Փորձարկման կարգավորում» պատկերակին գործիքագոտում, այնուհետև կտտացրեք Arduino Micro սարքի ներքևի սլաքին (տես նկարը), ծրագիրը MIDI նշումներ կուղարկի սինթետիկին: (Սրանք առանձնապես մեղեդի չեն): Այս պահին սինթեզը պետք է որոշ պատահական հնչյուններ հնչեցնի:

Այնուհետև կարող եք «Arduino Micro» - ն որպես ելքային սարք ավելացնել ձեր թվային աուդիո կայանի MIDI կարգավորմանը և սկսել խաղալ:

• Synth- ն արձագանքում է MIDI ալիքներին 1 -ից 4. Յուրաքանչյուր ալիք ունի այլ ձայն (լավ, ձայնի այլ ծրար):
• Ընդունվում են MIDI գրառումներ 24-ից 96-ի միջև (C1-C7); այս շրջանակից դուրս գրառումները անտեսվում են:

• MIDI 10 -րդ ալիքը նվագում է թմբուկի ձայներ: Նշեք թվերը 35 -ից 50 -ի միջև (տես

  www.midi.org/specifications-old/item/gm-level-1-sound-set) ընդունվում են:

• AY-3-8910- ում կա երեք ձայնային ալիք: Synth որոնվածը փորձում է նվագել ամենավերջին ուղարկված նոտան, մինչդեռ պահպանում է ներկայումս պահանջվող ամենաբարձր և ամենացածր նշումները: Այլ նոտաները (սովորաբար ակորդի միջին նոտաները) անհրաժեշտության դեպքում կտրվում են:

Եվ այսքանը: Զվարճանալ!

Քայլ 7: Տողատակեր

Դեմո մեղեդիի մասին

Դեմո մեղեդը `Մոցարտի հայտնի Queen Of The Night արիան, ողջամիտ արագ ստեղծվեց ինտերնետում գտած MIDI ֆայլից (https://www.midiworld.com/mozart.htm): Մեկ ուրիշը կատարեց ամբողջ ծանր աշխատանքը:

Ես օգտագործում եմ Presonus Studio One- ը Mac- ում, և MIDI ֆայլը ներմուծվել է չորս առանձին հետքերով: Փոքր խմբագրման կարիք կար այն դեպքում, երբ ուղեկցող նոտաներն ավելի բարձր են, քան հիմնական մեղեդին, և հեռացնելու նշումների միջև առավել անառարկելի խափանումները:

Տեսահոլովակը, որը դուք լսում եք հոլովակում, ուղիղ սինթոնից է, EQ- ի և հագեցվածության ընդամենը մեկ հպումով `դրան մի փոքր« արկադային մեքենայի »ցածր ֆիթային զգացողություն հաղորդելու համար: