MIDI Электронды органды анықтау: 6 қадам

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

Бұл нұсқаулық сізге гаражда немесе жертөледе бар ескі электронды мүшені алуға және заманауи музыкалық аспапқа айналдыруға көмектеседі. Біз сізде бар белгілі бір орган туралы егжей -тегжейлі тоқталмаймыз, тек әдеттегі музыкалық пернетақта - бұл жалпы автобусқа басылғанда қосылатын пернелер жиынтығы. Ескі әлемде кілттермен бірге үлкен схема болды, бұл автобустың шығуына себеп болды, ол өз кезегінде күшейтіліп, аудио жүйеге берілді. Бүгінгі таңда пернетақта - сенсорлар жиынтығы; біз жеке кілттердің күйін оқимыз және өзгерістерді MIDI командаларымен басқарылатын бағдарламалық жасақтама синтезаторына жібереміз.

Нұсқаулық кілттердің цифрлық күйін жинау, оны Arduino микропроцессорымен басқару, MIDI деректер ағынын құру және оны синтезатормен жұмыс істейтін компьютерге (оның ішінде Raspberry Pi) беруді қамтитын процестің көп бөлігін қамтиды.

1 -қадам: пернетақта дерексіз

Төменде абстракцияланған электронды орган бейнеленген, онда әр қатар кілттер немесе аялдамалар немесе басқа басқару қосқыштары жиынтығы болып табылады. 0 баған жазбалары жеке пернелерді білдіреді, ал - басылған кезде кілт қосылатын шина. 61 кілт Ұлы Нұсқаулық бірінші қатар, Ісік бойынша нұсқаулық - екінші қатар, Педальдар - үшінші, Аялдамалар және т.б. төртінші болуы мүмкін. Жолдар іс жүзінде 64 элементтен тұрады, себебі оның сандық мәні 61 -ден 2 -ге тең. Пернетақта жолдарында пернелер сол жақта C белгісімен қалыпты музыкалық конвенцияға сәйкес келеді.

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

Әрбір автобус тәуелсіз және электр құрбыларынан оқшауланған. Алғашқы 8 элемент қалыңда бөлектелген, жоғарыда 8 блок бар. Келесі қадамда қалың элементтерде және олардың қалған 7 блогында жұмыс істейтін баспа схемасы егжей -тегжейлі сипатталған.

Кілттер жоғарыда 0 белгісімен берілген. Біз мұны сәл әрі қарай жалғастыра аламыз және перне басылғанда цифрлық 1 деп айтуға болады, әйтпесе 0. Кілттер - бұл кәдімгі музыкалық ақ пәтерлер немесе қара өткірлер, немесе органдық педальдар, органдардың тоқтауы немесе саксофон үнін беретін айналмалы қосқыштар. Біз бұл құралды автобустар жиынтығындағы қосқыштар жиынтығы және 0 мен 1 -дің цифрлық ағыны ретінде қарастырамыз.

2 -қадам: Пернетақтадан сымдар

Пернетақталарды сыммен қосуға көмектесу үшін Eagle CAD көмегімен баспа схемасы құрылды. Оның өлшемі шамамен 96мм Х 43мм және 8 пернетақта тораптарының артқы жағына созылатын 8 қажет.

Осы Баспа схемасын (ПХД) егжей -тегжейлі қарастырайық. Сол жақ сурет - бұл компоненттер орнатылған ПХД -ның алдыңғы жағы, ал оң жақ - оның артқы жағы, біз компоненттерді дәнекерлейміз.

Біріншіден, жоғарғы жағындағы 2X3 компоненттері жоғарыдағы кілттерге қосылуға арналған, жоғарғы екі қосылу шинасы 0 мен 1, келесі жұп 2 және 3, ал төменгі жұп 2 және 3 шиналары бар. ПХД табылды. 2X3 тақырыбы Arduino қалқанының сымына ұқсас тақырыпқа итерілген кілттерден бір тізбекті қосылатын сымды орналастыру үшін жеткілікті қатаң болды. Мен қолданған қосылу сымы бастапқы органнан алынды; оның диаметрі 0,75 мм.

Сонымен, әрбір 2X3 тақырыбы қалың бөлектелген кілттердің бағанын немесе кең мағынада бір жазбаны орналастырады. Басқарма осы тақырыптардың 8 -ін қажет етеді. Суретте сол жақ жоғарғы жағында әйел тақырыпшаларының бірі бар. Тақтаның ортаңғы бөлігінде әрқайсысы қызыл кірістердің біріне сәйкес келетін 32 диод (1N4148 немесе ұқсас) бар. Диодтың полярлығы тақтада көрсетілгендей, тақтаның жоғарғы жағында катод (қара жолақ) бар. Жалғыз диод 4 -ші позицияда суреттелген. Соңында, 2X5 ерлердің жалғыз тақырыбы тақтаның ең төменгі бөлігін толтырады. Оның жоғарғы 2 түйреуі қосылмаған. 1-түйреуіш төменгі оң жақ бұрышта орналасқан және сол жақтағы 4 диодқа, 5-ші диодқа 2-ші түйреуішке, соңында 29-32-ші түйреуішке 8-ге қосылады. тақта. Әр түрлі компоненттер арасындағы сымдар ПХД ішінде жүзеге асырылады, тек қана дәнекерлеу қажет, диодтар мен тақырыптар.

Осы толық тақталардың 8 -і нұсқаулықтардың астына бірден бекітілген тесіктерді қолдана отырып орнатылады, олар органға ыңғайлы түрде созылады. Бұл тақтаның функциясы-4 автобуста 8 перненің бір блогын алып, оны келесі кезеңге ауыстыру үшін 10 жолақты таспалы кабель қосылатын еркек тақырыпқа ұсыну. Тақтаның дизайны берілген zip файлынан жүктелуі мүмкін.

3 -қадам: Пернетақтаның шығысын Shift регистрлеріне біріктіру

Жоғарыда көрсетілгендей, тағы екі ПХД қажет. Олар DIN R5 ретінде белгілі және MIDI әлемінде әйгілі, бірақ олар ауысу регистрінің функциясын қамтамасыз етеді. Біріншіден, жоғарғы горизонтальды бөлімде сіз таспалы кабель арқылы жоғарыдағы 8 тақтадағы 2X5 аналогына қосылатын 2X5 4 ерлер тақырыптарын көре аласыз. Бізге осындай 8 кабельді орналастыру үшін екі DIN тақтасы қажет.

Тақтада 32 биттік ауысым регистрін құрайтын IC чиптері бар, және бізді тағы 2X5 тақырыптары қызықтырады, олардың біреуі (J2) DIN тақталарын (біздің екіншісі), ал екіншісі-J1 біздің Arduino немесе Arduino тәрізді микропроцессор.

Қорытындылай келе, бізде -

• 64 кілтке ие 4 автобусқа дейін
• 32 кірістің 8 тақтасы, бір автобус үшін 8 шығыс
• бұл 64-шығыс 2 32-разрядты регистрге беріледі
• Arduino микропроцессоры автобустар бойымен айналады

4 -қадам: Жабдықты біріктіру

Arduino, екі DIN тақтасы мен орган кілттер кешенінің таспалы кабельдері арасындағы байланыстар жоғарыдағы суретте көрсетілген. Назар аударыңыз, екінші DIN J2 бос қалады.

Қосқыштарда IDC технологиясы қолданылады (оқшаулау-жылжу контактісі), ал сымдарды жұлып алу немесе бөлудің қажеті жоқ. Олар кабельге әуесқойларда қол жетімді қысу құралымен қолданылады. Сол жақта қысылған кабельдің ұшы ұстарамен тазартылуы мүмкін; ортасында коннектордың астында 2X5 аналық розетка бар; және оң жақта коннектордың жоғарғы көрінісі.

DIN тақталары мен теңшелетін ПХД тақталары ағаштан жасалған бұйымдарға дөңгелек бұрышты жезден жасалған бұрандалар мен аралықтар көмегімен бекітілген. Органға орнатылған теңшелетін ПХД тақталарының жартылай көрінісі жоғарыда көрсетілген. Жоғарғы қосылатын сым кабельдері тіректерді немесе басқару элементтерін тақталарға қосады, ал сол жақтағы масса педальдардан шығады. Ақырында, тоналды генераторлар мен басқа органның басқа функцияларын жою шкафтың бос жерін шарап сақтауға қайта пайдалануға мүмкіндік берді.

5 -қадам: Arduino кешені

Жоғарыда екі DIN тақтасының сол жағында орналасқан Arduino кешені енді талқыланады. Ол бір -бірімен Arduino қалқандары ретінде қосылған үш бөлек қабаттан тұрады. Қабаттардан тұратын ПХД дерлік түрде көк, жасыл және қызыл түстермен боялған.

Көк қабат (жоғарыда) - Freetronics шығаратын қалқан, ол 16X2 сұйық кристалды таңбаларды көрсетеді. (16 таңбадан тұратын 2 жол). Бұл өте маңызды емес, бірақ пернетақталардың, педальдардың және аялдамалардың жұмысын тексеруде өте пайдалы. Оны LiquidCrystal кітапханасы басқарады, ал аппараттық құралдардың басқа нұсқаларын оңай ауыстыруға болады.

Қызыл қабат (төменде) - Sparkfun Teensyduino тақтасына орнатылған Teensy 3.2. Teensy тікелей MIDI қолдауын ұсынады, әйтпесе Arduino UNO ретінде әрекет етеді. Сондықтан Teensy -ді пайдалану компоненттерді ағыннан сақтайды. Қуат көзі (5В 2А) қосылымы төменгі сол жақта, ал сериялық немесе MIDI шығысын қолдайтын USB қосқышы сол жақта. Жоғарғы және төменгі жиектердегі тақырыптар Arduino қалқанының стандартты функциясын қамтамасыз етеді.

Жасыл қабат (көк пен қызыл арасында орналасқан) - бұл теңшелетін ПХД тақтасы. Оның мақсаты - DIN тақталарына сілтеме сияқты бөлшектерді қолдау және сыртқы сымдарды қысқарту. Оның кейбір функциялары артық. Ол стандартты Arduino UNO арқылы MIDI қолдаудың кейбір схемаларын қамтиды. Ол сонымен қатар бірінші DIN тақтасындағы J1 тақырыбына таспалы кабельді қосуға арналған 2X5 еркек тақырыпты қамтамасыз етеді. Басқа функцияларға дыбыс деңгейін бақылау кіреді; Түпнұсқа органда аяқ киіммен басқарылатын 10K потенциометрі бар.

Төрт көлденең тақырыптар төмендегі Teensy тақтасына және Liquid Crystal дисплейіне Arduino қалқанының стандартты қосылуын қамтамасыз етеді. Төменгі сол жақ бұрыштағы автовокзалға ұқсайтын із - бұл қалдық, ал сол жақтағы ұзын тік тақырып төрт автобусқа, дыбыс деңгейін басқаруға және жерге қосуды қамтамасыз етеді.

Арнайы тақта Eagle CAD көмегімен жасалды, ал PCB өндірушілеріне жіберілген Gerber кешенінің zip файлдары PCB2 zip файлында бар.

6 -қадам: Arduino бағдарламасы

Бағдарламалық жасақтама бастапқыда Arduino UNO үшін жасалды, кейін Teensy -ді қолдану үшін өте аз өзгерістер енгізілді. Түйреуішті пайдалану өзгеріссіз қалды.

Сұйық кристалды дисплейде оншақты түйреуіштер қолданылады, ал автобустарға іргелес түйреуіштер блогын алу үшін аналогтық түйреуіштерді цифрлық режимде қолдану туралы шешім қабылданды. Дыбыс деңгейін басқару аналогтық режимде басқа аналогты түйреуішті қолданады.

Бағдарламалық жасақтаманың көп бөлігі жеке пернетақтаны, педальды және тоқтату пернелерін әр автобусты қосу арқылы және DIN тақталары ұсынған ауысымдық регистрлерден бит мәндерін шығарумен байланысты.

Төменгі ағын ортасына әдетте Windows немесе UNIX немесе Linux жүйесінде жұмыс істейтін процессор және FluidSynth сияқты бағдарламалық жасақтама синтезаторы кіреді, оны өз кезегінде jOrgan басқаруы мүмкін. FluidSynth түпкілікті MIDI пәрменін қабылдаған кезде қандай дыбыс шығарылатынын көрсететін бір немесе бірнеше Soundfont -пен басқарылады. Word Processing қаріптерімен ұқсастық бар. Пернетақта мен педальдар үшін алдыңғы қарап шығудан өзгеріс MIDI Note On немесе Note Off реттілігіне әкеледі. Ең сол жақтағы кілт-MIDI 36 және пернетақтада ұлғайту. Шиналар индексі MIDI арна нөмірінің ауқымын оңай қамтамасыз етеді. Тоқтату пернелері үшін MIDI бағдарламасының басқару тізбегі құрылады, немесе оны қосу/өшіру туралы ескертуді шығарып, оны интерпретациялау, реттеу және кеңейту үшін jOrgan немесе ұқсас MIDI бағдарламалық жасақтамасына қалдыру орынды болуы мүмкін. Қандай да бір жол қабылданса да, түпкілікті шешім төменгі дыбыс фонтының анықтамасымен қабылданады. Бағдарламалық жасақтама Wurlitzer қосымшасы мен FluidSynth операциялық жүйесінде жұмыс істейтін Windows -қа және FluidSynth және жалпы MIDI дыбыстық фонтында жұмыс істейтін Raspberry Pi -ге USB арқылы MIDI құру үшін әр түрлі нұсқада қолданылған. Бұл сипаттама шынымен де түсініксіз, бірақ Arduino ортасымен немесе С -мен таныс кез келген адам оны өз мақсаттары үшін өзгертуге қиналмайды; ақылға қонымды ішкі құжаттама мен модульділік бар.

Arduino бағдарламалық жасақтамасы organino.zip -те бар.