Struktur LED Terkawal MIDI: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Sebagai pencinta muzik sejati dan pelajar sains komputer dan elektronik, saya selalu mahu membina peranti MIDI, yang boleh saya gunakan untuk pembuatan muzik elektronik.

Setelah menghadiri banyak pertunjukan dan festival muzik, saya mula sangat berminat dengan pertunjukan ringan semasa membuat persembahan.

Setelah banyak membuat kajian, kebanyakan saya hanya menemui peranti yang menggunakan mikrofon dan tidak dapat mengawal LED tepat seperti yang anda mahukan.

Dengan semakin mengenal isyarat DAW dan MIDI, saya memutuskan untuk memulakan projek ini!

Ia terdiri dalam struktur 3D dengan LED yang tidak berwarna, yang sebenarnya dikendalikan oleh isyarat MIDI (NoteOn, NoteOff dan CC Messages).

Oleh itu, pemuzik dapat mengawal warna dan intensitas setiap LED, hanya dengan menggunakan isyarat MIDI, yang dihasilkan oleh DAW mana pun.

Dengan idea ini, saya ingin meningkatkan kreativiti melalui pertunjukan cahaya dan membolehkan semua orang membina sendiri, untuk menjadikan setiap persembahan visual menjadi unik.

Langkah 1: Bahan

Pada asasnya, projek ini terdiri daripada dua bahagian: litar penerimaan MIDI dan struktur LED; dan mikrokontroler untuk menghubungkan bahagian-bahagian tersebut dan "menterjemahkan" isyarat MIDI yang datang dari DAW ke jalur LED. Berikut adalah senarai bahan yang diperlukan untuk setiap bahagian.

Litar penerimaan MIDI:

• 1 x 6N138 Optocoupler
• 1 x 1N914 Diod
• 1 x Jack Jack 5-Pin (MIDI Jack)
• Perintang 2 x 220 Ohm
• Resisor Ohm 1 x 4.7K
• 1 Jack USB / MIDI

Struktur LED:

Saya menggunakan jalur LED RGB berdasarkan LED WS2812B yang dapat dikawal dengan hanya 1 port digital. Sekiranya anda merancang untuk menggunakan sebilangan besar LED, anda mungkin perlu mengambil berat arus maksimum yang diperlukan (1 LED boleh menggunakan maksimum 60mA). Sekiranya pengawal mikro tidak dapat menangani nilai maksimum ini, anda memerlukan bekalan kuasa 5V lain yang dapat memberikan arus yang mencukupi. Saya menggunakan Adaptor AC / DC 5V - 8A dengan penyesuai output khusus dan suis.

Nota: Nampaknya anda boleh menggunakan unit bekalan kuasa komputer, kerana mereka tahu dapat memberikan arus yang sangat tinggi, tetapi anda harus memastikan bahawa ia memberikan voltan DC 5V yang stabil, mungkin dengan menggunakan Perintang kuasa 36 Ohm 5 Watt antara tanah (hitam) dan ouput 5V (merah) untuk menjadikan arus yang mencukupi melalui perintang dan dengan itu memberikan 5V yang stabil.

Akhirnya, saya menggunakan Arduino Uno sederhana dengan pelindung skru untuk membuat hubungan antara isyarat MIDI dan jalur LED.

Langkah 2: Membina Litar Input MIDI

Sekiranya anda berminat dengan apa sebenarnya protokol MIDI dan cara kerjanya, saya sangat mengesyorkan anda untuk memeriksa saluran YouTube Notes dan Volts di mana terdapat banyak tutorial dan projek MIDI Arduino yang menarik dan inovatif.

Pada bahagian ini, saya hanya akan menumpukan perhatian pada MIDI Input Circuit. Mungkin idea yang baik untuk membina prototaip pada protoboard dan periksa sama ada isyarat MIDI yang berasal dari DAW diterima dengan baik oleh mikrokontroler sebelum memasuki komponen pematerian.

Dua video berikut menerangkan cara membina dan menguji litar:

• Membina litar
• Menguji litar

Akhirnya, mungkin juga idea yang baik untuk memeriksa video ini untuk memahami mesej CC dan bagaimana klip automasi dapat ditafsirkan oleh mikrokontroler anda untuk mengawal kecerahan LED misalnya.

Langkah 3: Mengkonfigurasi FL Studio (pilihan)

Oleh kerana saya merasa selesa menggunakan FL Studio, saya akan menerangkan cara mengkonfigurasi antara muka MIDI dengan betul, tetapi saya yakin prosedur ini tidak boleh berbeza secara drastik jika anda menggunakan Digital Audio Workstation yang lain.

Mula-mula anda hanya perlu memasang bicu USB / MIDI ke komputer anda. Biasanya, peranti seperti itu dilengkapi dengan firmware yang disematkan dan dikenali sebagai peranti MIDI walaupun tidak disukai. Kemudian buka tetingkap "Tetapan" (dengan menekan F10). Sekiranya semuanya berfungsi dengan betul, anda akan melihat beberapa peranti MIDI output di bahagian output. Pilih peranti anda dan pastikan ia AKTIF.

Kemudian anda harus menentukan nombor port anda dan ingatlah (0 misalnya). Cukup tutup tetingkap ini (parameter disimpan secara automatik) dan kemudian tambahkan saluran baru: MIDI Out.

Kemudian, perkara terakhir yang harus anda lakukan ialah menentukan port saluran baru ini: pastikan untuk memilih nombor port yang sama dengan yang anda tetapkan di bahagian "Tetapan": dengan melakukan ini, mesej MIDI yang datang dari saluran anda sekarang dihubungkan dengan output MIDI.

Sekarang, apabila nota dimainkan oleh saluran MIDI Out, mesej "NoteOn" akan dihantar melalui antara muka MIDI. Dengan cara yang sama, mesej "NoteOff" akan dihantar ketika nota dilepaskan.

Satu lagi ciri menarik, yang disertakan dengan saluran MIDI Out adalah kemampuan untuk mengawal parameter yang berbeza dengan potensiometer. Dengan mengklik kanan salah satu daripadanya dan memilih "Konfigurasikan …", anda boleh membuatnya menghantar CCMessages (nilai dari 0 hingga 127) yang akan digunakan untuk mengawal kecerahan LED: pilih CC dan kemudian Terima.

Biasanya FL Studio kini bersedia untuk menghantar data ke MIDI Interface anda! Yang berikutnya adalah menulis kod untuk menyala di Arduino dan menyesuaikannya dengan struktur LED anda.

Langkah 4: Menyambungkan LED

Menyambungkan jalur LED agak mudah, kerana hanya memerlukan + 5V, GND dan Data. Namun, kerana saya merancang untuk menghubungkan lebih daripada 20 daripadanya, saya memutuskan untuk menggunakan beberapa pin Arduino PWM dan menyatakan beberapa contoh Adafruit_NeoPixel (di coe) untuk mengelakkan sebarang kelewatan yang tidak disengajakan.

Gambar yang dilampirkan juga bermaksud untuk menjelaskan bagaimana elektronik berfungsi:

• Jalur LED secara langsung dikuasakan oleh bekalan kuasa.
• Suis kuasa digunakan untuk menghidupkan Arduino
• litar input MIDI dikuasakan oleh Arduino semasa menghidupkan suis

Langkah 5: Mengeluarkan Struktur 3D

Setakat ini, bahagian ini adalah yang terpanjang kerana saya sama sekali baru dengan pencetakan 3D (dan pemodelan). Saya mahu merancang struktur yang kelihatan seperti icosahedron terpotong separuh meletup (ya, saya memerlukan sedikit masa untuk mencari nama bentuk yang tepat).

Sudah tentu anda bebas merancang model anda sendiri dengan bentuk yang anda mahukan! Saya tidak akan memperincikan proses pemodelan tetapi anda akan menemui fail STL jika anda ingin merancang struktur ini.

Pemasangan bahagian-bahagian yang berlainan memerlukan sedikit masa, kerana saya harus meletakkan satu LED di setiap muka dan menghubungkan semuanya dengan menyolder sebilangan besar wayar di dalam teras yang pada masa ini cukup berantakan!

Catatan: jika anda ingin merancang struktur sedemikian, anda memerlukan 10 keping heksagon (masing-masing sekitar 3 jam menggunakan pencetak mini PP3DP UP) dan 6 keping pentagonal (2 jam).

Setelah terdapat satu LED di setiap bahagian, anda perlu menyambungkan setiap terminal 5V dan GND bersama-sama dan menyambungkan beberapa terminal input dan output setiap LED dengan cara anda disambungkan.

Akhirnya, saya menggunakan akrilik resapan LED untuk menutupi setiap wajah dan menjadikannya ringan secara konsisten.

Semua yang tinggal selepas itu adalah kodnya, yang nampaknya tidak terlalu rumit!

Langkah 6: Kodnya

Seperti yang saya sebutkan di bahagian sebelumnya, kodnya agak mudah!

Sebenarnya, ini hanya terdiri dalam satu contoh MIDI dan beberapa contoh Adafruit_NeoPixel (kerana terdapat jalur berbeza).

Pada asasnya, setelah dinyatakan, kelas MIDI berfungsi dengan jenis "gangguan": NoteOn, NoteOff dan CCMessage. Apabila cicruit input MIDI mengirimkan salah satu isyarat khusus ke Arduino, subrutinine bersekutu dipanggil. Kemudian, semua yang dilakukan kod adalah menghidupkan LED tertentu pada isyarat NoteOn, mematikannya pada isyarat NoteOff bersekutu, dan mengemas kini kecerahan jalur pada CCMessage.

Juga, saya mendefinisikan fungsi mudah yang memberikan kemungkinan untuk memilih warna LED dengan membaca halaju yang datang dengan isyarat NoteOn dan setiap LED boleh menjadi merah, ungu, biru, pirus, hijau, kuning, oren atau putih, bergantung pada nilai halaju dari 0 hingga 127.

Perkara penting yang perlu diperhatikan ialah anda mesti memutuskan pin RX (berasal dari litar input MIDI) semasa memuat naik lakaran anda kerana port bersiri (digunakan semasa proses ini) disambungkan ke pin itu!

Langkah 7: Apa Sekarang?

Saya kini sedang mengerjakan kandang khusus untuk memasukkan semua elektronik dan saya juga memikirkan nama untuk strukturnya! Tolong beritahu saya jika anda menikmati projet ini, dan saya mengusahakan pertunjukan yang berbeza kerana saya merancang untuk mengemas kini arahan ini dengan lebih banyak video!