MIDI басқарылатын жарықдиодты құрылым: 7 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Нағыз музыка әуесқойы және электроника мен информатика студенті ретінде мен әрқашан электронды музыканы жасау үшін қолдануға болатын MIDI құрылғыларын жасағым келеді.

Көптеген шоулар мен музыкалық фестивальдерге қатысқаннан кейін, мен спектакльдер кезінде жеңіл шоуларға қызығушылық таныта бастадым.

Көптеген зерттеулерден кейін мен тек микрофонды қолданатын құрылғыларды таптым және жарықдиодты дәл сіз қалағандай басқаруға мүмкіндік бермеді.

DAW және MIDI сигналдарымен көбірек таныса отырып, мен бұл жобаны бастауды шештім!

Ол MIDI сигналдарымен (NoteOn, NoteOff және CC Messages) басқарылатын, жарық диодты шамдары бар 3D құрылымынан тұрады.

Осылайша, музыкант кез келген DAW шығаратын MIDI сигналдарын қолдана отырып, әр жарық диодының түсі мен қарқындылығын басқара алады.

Бұл идеямен мен жарық шоу арқылы шығармашылықты арттырып, әркімге өз ойын жасауға мүмкіндік бергім келді, әр визуалды спектакльді бірегей етуге мүмкіндік бердім.

1 -қадам: материалдар

Негізінен бұл жоба екі бөліктен тұрады: MIDI қабылдау схемасы мен жарықдиодты құрылым; және бұл бөліктерді байланыстыратын және DAW -тен келетін MIDI сигналдарын жарық диодты жолақтарға «аударатын» микроконтроллер. Мұнда әр бөлікке қажетті материалдар тізімі берілген.

MIDI қабылдау схемасы:

• 1 x 6N138 оптикалық қосқыш
• 1 x 1N914 диод
• 1 x 5 істікшелі Дин Джек (MIDI ұясы)
• 2 x 220 Ом резисторлары
• 1 x 4,7К Ом резисторы
• 1 USB/MIDI ұясы

Жарықдиодты құрылымы:

Мен тек 1 цифрлық портпен басқарылатын WS2812B светодиодтарына негізделген RGB светодиодты жолақтарды қолдандым. Егер сіз жарықдиодты көп мөлшерде қолдануды жоспарласаңыз, сізге қажет максималды ток туралы қамқорлық қажет болуы мүмкін (1 жарықдиодты максимум 60 мА тұтуы мүмкін). Егер микроконтроллер бұл максималды мәнді қабылдай алмаса, сізге жеткілікті ток жеткізе алатын 5В басқа қуат көзі қажет болады. Мен арнайы шығыс адаптері мен қосқышы бар 5V - 8A AC/DC адаптерін қолдандым.

Ескерту: Сіз шынымен де жоғары ток жеткізе алатынын білетін компьютерлік қоректендіру блогын қолдана алатын сияқтысыз, бірақ ол тұрақты 5В тұрақты кернеуді беретініне сенімді болуыңыз керек. Жер (қара) мен 5В шығысы (қызыл) арасындағы 36 Ом 5 Вт қуат резисторы резистор арқылы жеткілікті ток өтетінін және осылайша тұрақты 5В қамтамасыз етеді.

Соңында мен MIDI сигналдары мен жарықдиодты жолақтар арасындағы байланысты жасау үшін бұрандалы қалқаны бар қарапайым Arduino Uno қолдандым.

2 -қадам: MIDI кіріс схемасын құру

Егер сіз MIDI протоколының нақты не екенін және оның қалай жұмыс істейтінін білгіңіз келсе, сізге YouTube -тегі Notes and Volts каналын тексеруді ұсынамын, онда көптеген қызықты және инновациялық оқулықтар мен MIDI Arduino жобалары бар.

Бұл бөлімде мен тек MIDI кіріс схемасына назар аударамын. Протобойға прототип құру және компоненттерді дәнекерлеуге кіріспес бұрын DAW -тен келетін MIDI сигналдарын микроконтроллер жақсы қабылдайтынын тексеру дұрыс болар еді.

Келесі екі бейнеде схеманы құру және тексеру әдісі сипатталған:

• Тізбекті құру
• Тізбекті тексеру

Ақырында, CC хабарламаларын түсіну үшін, мысалы, жарықдиодты жарықтандыруды басқару үшін сіздің микроконтроллер автоматтандыру клиптерін қалай түсіндіретінін білу үшін осы бейнені тексеру жақсы болар еді.

3 -қадам: FL Studio конфигурациясы (опциональды)

Өзімді FL Studio -да пайдалану ыңғайлы болғандықтан, мен оның MIDI интерфейсін қалай дұрыс конфигурациялау керектігін түсіндіремін, бірақ егер сіз басқа сандық аудио жұмыс станциясын қолдансаңыз, бұл процедура айтарлықтай өзгеше болмауы керек екеніне сенімдімін.

Алдымен USB/MIDI ұяшығын компьютерге қосу керек. Әдетте, мұндай құрылғылар ендірілген микробағдарламамен бірге келеді және MIDI құрылғылары ретінде танылады, бірақ олар түсініксіз. Содан кейін «Параметрлер» терезесін ашыңыз (F10 пернесін басу арқылы). Егер бәрі дұрыс жұмыс істесе, сіз шығыс бөлімінде MIDI құрылғыларының шығуын байқайсыз. Құрылғыны таңдаңыз және оның ҚОСУЛЫ екеніне көз жеткізіңіз.

Содан кейін сіз өзіңіздің порт нөміріңізді анықтап, оны есте ұстауыңыз керек (мысалы, 0). Бұл терезені жабыңыз (параметрлер автоматты түрде сақталады), содан кейін жаңа арна қосыңыз: MIDI Out.

Содан кейін, сіз жасайтын соңғы нәрсе - бұл жаңа арнаның портын анықтау: «Параметрлер» бөлімінде анықталған порт нөмірін таңдағаныңызға көз жеткізіңіз: осылайша сіздің арнадан келетін MIDI хабарламалары қазір MIDI шығысымен байланысты.

Енді MIDI Out арнасы нотаны ойнатқанда, MIDI интерфейсі арқылы «NoteOn» хабары жіберіледі. Дәл осылай, нота шығарылған кезде «NoteOff» хабары жіберіледі.

MIDI Out каналының тағы бір қызықты ерекшелігі - бұл әр түрлі параметрлерді потенциометрлермен басқару мүмкіндігі. Олардың біреуін тінтуірдің оң жақ түймесімен басып, «Конфигурациялау …» таңдау арқылы сіз оларды жарық диодтарының жарықтығын бақылау үшін қолданылатын CCMessages жіберуге мәжбүрлей аласыз (мәні 0-ден 127-ге дейін): CC таңдаңыз, содан кейін Қабылдау.

Әдетте FL Studio енді MIDI интерфейсіне деректерді жіберуге дайын! Келесі - Arduino -да жыпылықтау үшін кодты жазу және оны жарықдиодты құрылымға бейімдеу.

4 -қадам: жарықдиодты шамдарды қосу

Жарық диодты жолақтарды қосу өте қарапайым, себебі олар тек +5V, GND және деректерді қажет етеді. Алайда, мен олардың 20 -дан астамын қосуды жоспарлағандықтан, мен кез келген күтпеген кідірістерді болдырмау үшін бірнеше Arduino PWM түйреуіштерін қолдануды және Adafruit_NeoPixel -дің бірнеше жағдайын жариялауды шештім.

Қосылған сурет электрониканың қалай жұмыс істейтінін түсіндіруге арналған:

• Жарық диодты жолақтар тікелей электрмен жабдықталған.
• Ардуиноны қуаттандыру үшін қуат қосқышы қолданылады
• MIDI кіріс схемасы қосқышты қосқанда Arduino -дан қуат алады

5 -қадам: 3D құрылымын ажырату

Әзірге бұл бөлік ең ұзын болды, өйткені мен 3D-басып шығаруда (және модельдеуде) мүлдем жаңа болдым. Мен жартылай жарылған кесілген икосаэдрге ұқсас құрылымды жасағым келді (иә, пішіннің нақты атауын табу үшін біраз уақыт қажет болды).

Әрине, сіз өзіңіздің қалаған формаңызбен өз моделіңізді жасай аласыз! Мен модельдеу процесін егжей -тегжейлі айтпаймын, бірақ егер сіз бұл құрылымды жасағыңыз келсе, сіз STL файлдарын таба аласыз.

Әр түрлі бөлшектерді құрастыру біраз уақытты алды, өйткені мен әр бетке бір жарықдиодты қоюға және олардың барлығын өзек ішінде көптеген сымдарды дәнекерлеу арқылы қосуға тура келді!

Ескерту: егер сіз осындай құрылымды жасағыңыз келсе, сізге алтыбұрышты 10 дана қажет (әрқайсысы PP3DP UP шағын принтері арқылы шамамен 3 сағат) және 6 бесбұрышты бөлік (2 сағат).

Әр бөлікте бір жарық диоды болғаннан кейін, сіз әр 5В және GND терминалдарын бір -бірімен байланыстырып, әр жарық диодтың бірнеше кіріс және шығыс терминалдарын қосылуыңыз керек.

Ақырында, мен әр бетті жабу және оларды біркелкі жарықтандыру үшін жарықдиодты диффузиялық акрилді қолдандым.

Осыдан кейін қалған нәрсе - бұл күрделі емес екенін көрсететін код!

6 -қадам: Кодекс

Мен алдыңғы бөлімде айтқанымдай, код өте қарапайым екенін көрсетеді!

Шындығында, ол тек бір MIDI данасынан және бірнеше Adafruit_NeoPixel данасынан тұрады (әр түрлі жолақтар болғанша).

Негізінде, жарияланғаннан кейін MIDI класы «үзіліспен» жұмыс істейді: NoteOn, NoteOff және CCMessage. MIDI енгізу цикруты арнайы сигналдардың бірін Arduino -ға жібергенде, қосалқы бағдарлама шақырылады. Содан кейін, код тек NoteOn сигналындағы белгілі бір жарықдиодты қосады, оны NoteOff қосалқы сигналынан ажыратады және CCMessage жолағының жарықтығын жаңартады.

Сонымен қатар, мен NoteOn сигналымен келетін жылдамдықты оқу арқылы светодиодтардың түсін таңдауға мүмкіндік беретін қарапайым функцияны анықтадым, содан кейін әр жарық диоды қызыл, күлгін, көк, көгілдір, жасыл, сары, қызғылт сары немесе ақ болуы мүмкін, 0 -ден 127 -ге дейінгі жылдамдық мәніне байланысты.

Назар аударатын маңызды нәрсе - эскизді жүктеу кезінде RX түйреуішін (MIDI кіріс схемасынан шығатын) ажырату қажет болады, себебі бұл түйінге сериялық порт қосылады.

7 -қадам: Енді ше?

Мен қазір барлық электрониканы ендіру үшін арнайы қоршауда жұмыс жасаймын, мен сонымен қатар құрылымның атауын ойлаймын! Егер сізге бұл жоба ұнады ма, маған хабарлаңыз, мен әр түрлі шоуларда жұмыс жасаймын, себебі мен бұл нұсқаулықты басқа бейнелермен жаңартуды жоспарлап отырмын!