Përmbajtje:
2025 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2025-01-13 06:58
Ky udhëzues ju udhëzon në marrjen e atij organi të vjetër elektronik të padashur që keni në garazhin ose bodrumin tuaj, dhe shndërrimin në një instrument muzikor modern. Ne nuk do të ndalemi shumë në detajet e organit të veçantë që keni, përveçse të themi se në thelb tastiera tipike muzikore është një grup çelësash që lidhen kur shtypen në një autobus të zakonshëm. Në botën e vjetër, qarku i konsiderueshëm ekzistonte së bashku me çelësat, gjë që bëri që një dalje të kalohej në autobus, e cila nga ana tjetër u amplifikua dhe kaloi në një sistem audio. Sot tastiera është një grup sensorësh; ne lexojmë gjendjen e çelësave individualë dhe i dërgojmë ndryshimet në një sintetizues të softuerit, i cili drejtohet nga komandat MIDI.
Udhëzimi mbulon pjesën më të madhe të procesit të përfshirë, nga mbledhja e gjendjes dixhitale të çelësave, menaxhimi i tij me një mikroprocesor Arduino, ndërtimi i një rryme të të dhënave MIDI dhe kalimi i tij në një kompjuter (përfshirë Raspberry Pi) i cili po punon sintetizuesin.
Hapi 1: Tastiera e Abstraktuar
Më poshtë paraqet një organ elektronik të abstraktuar, ku çdo rresht është një grup çelësash ose ndalesash ose çelsa të tjerë kontrolli. Hyrjet në kolonën 0 përfaqësojnë çelësa individualë, dhe - një autobus me të cilin kyçi është i lidhur kur shtypet. Manuali 61 i madh kyç mund të jetë rreshti i parë, Manuali i ënjtjes rreshti i dytë, Pedalët i treti, dhe Ndalesat etj e katërta. Rreshtat në fakt përmbajnë 64 elementë për shkak të rëndësisë së tij dixhitale si fuqi prej 2 përtej 61. Brenda rreshtave të tastierës, çelësat ndjekin konvencionin normal muzikor me C në të majtë.
Autobus 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
Autobus 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
Autobus 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
Autobusi 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 0
Çdo autobus është i pavarur dhe elektrikisht i izoluar nga kolegët e tij. 8 elementët e parë janë theksuar në Bold, me 8 blloqe të tillë në aranzhimin e mësipërm. Hapi tjetër detajon një Bord të Qarkut të Shtypur i cili funksionon në elementet e theksuara, dhe 7 blloqet e tjera të tyre.
Çelësat janë paraqitur si 0 më lart. Ne mund ta çojmë këtë pak më tej, dhe të themi se një çelës është një dixhital 1 kur shtypet, dhe 0 ndryshe. Dhe çelësat mund të jenë banesa konvencionale muzikore të bardha ose mprehta të zeza, ose pedale organesh, ose ndalesa organesh, ose një bankë çelsash rrotullues që mund të na japin një ton saksofon. Ne thjesht e konsiderojmë instrumentin si një grup çelsash në një grup autobusësh, dhe në thelb një rrjedhë dixhitale prej 0 dhe 1.
Hapi 2: Instalimet nga tastierat
Për të ndihmuar me lidhjen e tastierave, është krijuar një tabelë e Qarkut të Shtypur duke përdorur Eagle CAD. Madhësia e tij është rreth 96mm X 43mm, dhe kërkohen 8, që shtrihen në pjesën e pasme të kuvendeve të tastierës së organeve.
Le të shikojmë në detaje këtë Bord të Qarkut të Shtypur (PCB). Imazhi i majtë është pjesa e përparme e PCB -së mbi të cilën janë montuar komponentët, dhe e djathta është pjesa e pasme e tij ku bashkojmë përbërësit.
Së pari, përbërësit 2X3 në krye synojnë të lidhen me çelësat e mësipërm, me dy lidhjet e sipërme autobusi 0 dhe 1, çifti tjetër 2 dhe 3, dhe çifti i poshtëm gjithashtu autobusët 2 dhe 3. U zbulua se një PCB Koka e kokës 2X3 ishte mjaft e ngurtë për të akomoduar tela lidhës me një fije të vetme nga çelësat thjesht të shtyrë në kokë, e ngjashme me instalimet elektrike të mburojës Arduino. Teli lidhës që kam përdorur është nxjerrë nga organi origjinal; është me diametër 0.75 mm.
Pra, çdo kokë 2X3 strehon një kolonë të çelësave të theksuar të theksuar, ose në terma të gjerë një shënim. Bordi kërkon kështu 8 nga këto tituj. Imazhi përmban një nga këto tituj femra në të majtë lart. Seksioni i mesëm i tabelës është i populluar me 32 dioda (1N4148 ose të ngjashme), secila korrespondon me njërën nga hyrjet e kuqe. Polariteti i diodës është i shënuar në tabelë, me katodë (brezi i zi) në skajin e sipërm të tabelës. Një diodë e vetme ilustrohet në pozicionin 4. Së fundi, një kokë e vetme mashkullore 2X5 mbush pjesën më të ulët të tabelës. 2 kunjat e tij të sipërm nuk janë të lidhur. Pin 1 ndodhet në këndin e poshtëm të djathtë dhe lidhet me 4 diodat më të majta, Pin 2 me diodat 5-8 dhe në fund 29-32 lidhet me kunjin 8. Koka mund të pritet nga një seksion më i gjatë DIL, siç ilustrohet në Bordi. Lidhja midis përbërësve të ndryshëm kryhet brenda vetë PCB -së, me bashkimin e vetëm që kërkohen diodat dhe titujt.
8 nga këto dërrasa të plota janë montuar menjëherë poshtë manualeve duke përdorur vrimat e montimit të ofruara, duke u shtrirë në mënyrë të përshtatshme nëpër organ. Funksioni i këtij bordi është që të marrë një bllok prej 8 çelësash në 4 autobusë dhe t'ia paraqesë atë një titulli mashkull, në të cilin do të lidhet kabllo fjongo me 10 drejtime për t'u transferuar në fazën tjetër. Dizajni i tabelës mund të shkarkohet nga skedari zip i dhënë.
Hapi 3: Konsolidimi i rezultateve të tastierës në regjistrat e ndërrimit
Kërkohen dy PCB të tjera, siç tregohet më lart. Ato njihen si DIN R5, dhe janë të njohura në botën MIDI, megjithëse ato thjesht ofrojnë një funksion të regjistrit të ndërrimit. Së pari në pjesën e sipërme horizontale, mund të shihni 4 tituj meshkuj 2X5, të cilët lidhen nëpërmjet kabllit me shirit me homologun 2X5 në 8 dërrasat e mësipërme. Ne kemi nevojë për dy dërrasa DIN për të akomoduar 8 kabllot tanë të tillë.
Më poshtë në bord janë patate të skuqura IC të cilat formojnë një regjistër zhvendosjeje 32-bit, dhe më në fund me interes për ne janë 2 tituj të tjerë 2X5, njëra prej të cilave (J2) banda për të çuar më tej bordet DIN (e dyta jonë), dhe tjetra J1 në mikroprocesori ynë Arduino ose Arduino.
Për ta përmbledhur, ne kemi -
- Deri në 4 autobusë me 64 çelësa që ushqehen
- 8 borde me 32 hyrje, 8 dalje për autobus
- këto 64 dalje ushqehen me 2 regjistra ndërrimi 32-bitësh
- mikroprocesori Arduino do të kalojë nëpër autobusë
Hapi 4: Vendosja e Harduerit së bashku
Lidhjet midis Arduino, dy dërrasave DIN dhe kabllove me shirita nga kompleksi i çelësave të organeve janë ilustruar në foton e mësipërme. Vini re se J2 -i i DIN -it të dytë sapo ka mbetur bosh.
Lidhësit përdorin teknologjinë IDC (kontakt izolimi-zhvendosje), dhe telat nuk kanë nevojë të hiqen ose ndahen. Ato aplikohen në kabllo me një mjet kompresimi të disponueshëm tek hobistët. Në të majtë fundi i kabllit të shtrënguar mund të lidhet me një brisk; në qendër nën lidhësin siguron një prizë femër 2X5; dhe në të djathtë një pamje e sipërme e lidhësit.
Pllakat DIN dhe tabelat e personalizuara të PCB-së ishin ngjitur në punimet e drurit të organeve duke përdorur vida dhe ndarës druri prej bronzi me kokë të rrumbullakët. Një pamje e pjesshme e tabelave të personalizuara të PCB të montuara në organ është paraqitur më sipër. Kabllot e sipërme të telave lidhëse lidhin ndalesat ose kontrollet në dërrasat, dhe masa në të majtë buron nga pedalet. Së fundi, heqja e gjeneruesve të tonit dhe funksioneve të tjera të ndryshme të organit origjinal ka mundësuar që zbrazëtia e kabinetit të ripërdoret për ruajtjen e verës.
Hapi 5: Kompleksi Arduino
Kompleksi Arduino i parë në të majtë të dy tabelave DIN më sipër tani do të diskutohet. Përbëhet nga tre shtresa të dallueshme, të ndërlidhura si mburoja Arduino. PCB -të që përbëjnë shtresat janë me ngjyrë të kaltër, jeshile dhe të kuqe.
Shtresa Blu (në krye) është një mburojë e prodhuar nga Freetronics, e cila siguron një ekran me karakter kristali të lëngshëm 16X2. (2 rreshta me 16 karaktere). Nuk është rreptësisht thelbësore, por është jashtëzakonisht e dobishme për të kontrolluar funksionimin e tastierave, pedaleve dhe ndalesave. Ai drejtohet nga biblioteka LiquidCrystal, dhe variantet e tjera të harduerit mund të zëvendësohen lehtësisht.
Shtresa e Kuqe (në fund) është një Teensy 3.2 e montuar në një dërrasë Sparkfun Teensyduino. Teensy ofron mbështetje të drejtpërdrejtë MIDI, dhe përndryshe sillet si një UNO Arduino. Pra, përdorimi i Teensy kursen komponentët në rrjedhën e poshtme. Lidhja e furnizimit me energji elektrike (5V 2A) është në pjesën e poshtme të majtë, dhe lidhësi USB që mbështet daljen serike ose MIDI në qendër të majtë. Titujt në skajet e sipërme dhe të poshtme ofrojnë funksionim standard të mburojës Arduino.
Shtresa e Gjelbër (e vendosur në mes të Kaltër dhe të Kuqe) është një tabelë PCB e personalizuar. Qëllimi i tij është gjerësisht të mbështesë copa dhe pjesë të tilla si lidhja me bordet DIN dhe të shkurtojë instalimet elektrike të jashtme. Disa nga funksionalitetet e tij janë të tepërta. Ai përfshin disa qark për mbështetjen e MIDI përmes një Arduino UNO standard. Ai gjithashtu siguron një kokë mashkullore 2X5 për lidhjen e kabllit me shirit në kokën J1 në tabelën e parë DIN. Funksionalitete të tjera përfshijnë mbështetjen e Kontrollit të Vëllimit; Organi origjinal përdorte një potenciometër (tenxhere) 10K të drejtuar nga një këpucë për këmbë.
Katër titujt horizontale ofrojnë lidhje standarde të mburojës Arduino me tabelën Teensy më poshtë dhe ekranin Liquid Crystal. Gjurma që i ngjan një stacioni autobusi në këndin e poshtëm të majtë është një mbetje, dhe titulli i gjatë vertikal në të majtë siguron lidhje me katër autobusët, kontrollin e volumit dhe tokëzimin.
Bordi me porosi u zhvillua duke përdorur Eagle CAD, dhe skedarët zip të kompleksit Gerber të dërguar tek fabrikuesit e PCB janë në dispozicion në skedarin zip PCB2.
Hapi 6: Softueri Arduino
Softueri u krijua fillimisht për një Arduino UNO, dhe më vonë u ndryshua me shumë pak ndryshime për të përdorur Teensy. Përdorimi i kunjave është i pandryshuar.
Ekrani i Kristalit të Lëngshëm përdor gjysmë duzine kunja, dhe u vendos që të përdoren kunjat Analog në modalitetin dixhital për të marrë një bllok kunjash ngjitur për autobusët. Kontrolli i volumit përdor një kunj tjetër analog në modalitetin analog.
Pjesa më e madhe e softuerit ka të bëjë me leximin e tastierës individuale, çelësave të pedalimit dhe ndalimit duke mundësuar secilën autobus me radhë dhe duke nxjerrë vlerat e bitit nga regjistrat e ndërrimit të ofruara nga tabelat DIN.
Mjedisi i poshtëm do të përfshijë zakonisht një procesor që funksionon Windows, ose UNIX, ose Linux, dhe një Sintetizues Softuerësh si FluidSynth, i cili nga ana tjetër mund të menaxhohet nga jOrgan. FluidSynth drejtohet përfundimisht nga një ose më shumë Soundfont (s), të cilët specifikojnë se çfarë tingulli krijohet kur merret një komandë e veçantë MIDI. Ekziston një analogji me fontet e përpunimit të fjalëve. Për tastierën dhe pedalet, një ndryshim nga skanimi i mëparshëm do të rezultojë në krijimin e një sekuence MIDI Note On ose Note Off. Çelësi më i majtë është MIDI 36, dhe rritet në të gjithë tastierën. Indeksi i autobusit do të sigurojë lehtësisht hapësirë për numrin e kanalit MIDI. Për çelësat e ndalimit, krijohen sekuenca të kontrollit të programit MIDI, ose mund të jetë e arsyeshme të gjeneroni Shënim Aktiv/Fikur dhe t'ia lini jOrgan ose softuerëve të ngjashëm MIDI në rrjedhën e poshtme për të interpretuar, rregulluar dhe zgjeruar. Çfarëdo drejtimi që merret, vendimi përfundimtar imponohet nga përkufizimi i Soundfont (ave) të rrymës. Softueri është përdorur në forma të ndryshme për të gjeneruar MIDI përmes USB në Windows që operojnë me aplikacionin Wurlitzer dhe FluidSynth, dhe në një Raspberry Pi që funksionon FluidSynth dhe një MIDI Soundfont të Përgjithshëm. Ky përshkrim është padyshim i paqartë, por kushdo që është i njohur me mjedisin Arduino ose C nuk do ta ketë të vështirë ta ndryshojë atë për qëllimet e tyre; ka dokumentacion të arsyeshëm të brendshëm dhe modularitet të arsyeshëm.
Softueri Arduino gjendet në organino.zip.