Sintetizuesi Arduino MIDI Chiptune: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Përjetoni argëtimin e muzikës së hershme të lojërave kompjuterike me një sintetizues autentik 8-bit chiptune, të cilin mund ta kontrolloni mbi MIDI nga komoditeti i çdo programi modern DAW.

Ky qark i thjeshtë përdor një Arduino për të drejtuar një çip gjenerues të programueshëm të zërit AY-3-8910 (ose një nga klonet e tij të shumtë) për të rikrijuar tingullin e viteve 1980. Ndryshe nga shumë modele që kanë nevojë për softuer të specializuar për të redaktuar muzikën, kjo duket si një pajisje standarde USB MIDI. Sintetizuesi ka një algoritëm të zgjuar i cili përpiqet të mbajë shënimet më të rëndësishme për muzikën; në shumë raste ju mund të hidhni skedarë MIDI të pa redaktuar drejtpërdrejt në të dhe melodia del menjëherë. Kostoja totale duhet të jetë rreth 20.

Hapi 1: Gjërat që ju nevojiten

Lista e plotë e pjesëve për këtë, siç shihni në fotografi, është si më poshtë:

• Klon Sparkfun Pro Micro (opsion 5V, 16MHz). Unë e përdor këtë në Amazon.
• Çipi Yamaha YM2149F PSG. Unë e mora nga eBay.
• 2 x 100nF kondensatorë qeramikë
• 1 secila nga rezistencat 75R, 1K dhe 100K (vlerësimi 1/4 vat është i mirë).
• Kondensator disku qeramik 4.7nF
• Kondensator elektrolitik 1uF (vlerësimi i tensionit> 5V).
• Prizë 40 pin 0.6 "DIP IC
• Koka 2 x 12 mënyra 0.1 "(kjo nga CPC)
• Pllakë prototipimi, përafërsisht 3 "me 2" Bleva një paketë të madhe prej tyre, përsëri në Amazon.
• Fole fono për montim në PCB
• Teli miniaturë me bërthamë të ngurtë (si kjo).

Ju gjithashtu do të keni nevojë për një hekur bashkues, bashkues, prerës teli, pincë dhe një zhveshës teli.

Hapi 2: Pjesë alternative

Patate të skuqura alternative të programueshme të gjeneratorit të zërit

YM2149 që kam përdorur është një klon i IC Instrumenteve të Përgjithshëm origjinal AY-3-8910 IC. (Prototipi i parë përdori një AY-3-8910 që bleva nga eBay, por doli që gjeneratori i zhurmës së bardhë nuk funksiononte. Fytyrë e trishtuar). Ju mund të përdorni ose për këtë projekt pa asnjë ndryshim.

General Instrumente gjithashtu bënë variante AY-3-8912 dhe AY-3-8913, i cili ishte i njëjti silikon brenda paketave më të vogla, pa disa kunja shtesë I/O. Këto kunja nuk janë të nevojshme për ndonjë qëllim audio dhe ky projekt nuk i përdor ato. Ju mund të përdorni një AY-3-8912 ose -8913, thjesht ndiqni pinout-et e treguar më sipër.

Arduinos alternativë

"Pro Micro" që kam përdorur është një kopje e bordit Pro Micro të Sparkfun. Nëse nuk jeni të sigurt me kodin Arduino, është mirë t'i përmbaheni këtij; nëse jeni të lumtur të përshtatni modelin, do t'ju duhet specifikimet e mëposhtme

• Pajisja ATmega 16u4 ose 32u4 (e nevojshme për të vepruar si një pajisje MIDI USB; ATmega 168 ose 328 nuk mund ta bëjë këtë).
• Funksionimi 5V (AY-3-8910 funksionon në 5V), dhe shpejtësia e orës 16MHz.

• Të paktën 13 linja dixhitale I/O.

  Kodi i portës PB5 duhet të jetë i lidhur (përdoret për të gjeneruar një sinjal të orës 1MHz). Në Pro Micro kjo përdoret si kunj I/O D9

Tabelat Arduino Leonardo dhe Micro i përshtaten të dyja, edhe pse nuk i kam provuar.

Komponentë të tjerë

Rezistencat dhe kondensatorët e përdorur këtu nuk janë veçanërisht të veçantë. Çdo pjesë me (afërsisht) vlerën e duhur duhet të funksionojë.

Hapi 3: Vendosja e Bordit të Qarkut

Për të ndërtuar qarkun, është mirë të filloni duke vendosur prizat, pastaj shtoni rezistorët dhe kondensatorët. Ne do t'i mbulojmë lidhjet e tyre së bashku në hapin tjetër.

Duke përdorur figurën e mësipërme si udhëzues, vendoseni prizën IC me 40 kunja, kthejeni bordin dhe bashkojeni së pari në dy kunja të kundërta të qosheve. Nëse priza nuk është e shtrirë në bord, është e lehtë të rregullohet duke rishitur një ose një kunj tjetër. Kur të jetë mirë, lidhni pjesën tjetër.

Vendosni dy prizat me 12 kunja, pastaj futni Arduino në to për t'i mbajtur ato vertikale dhe të qëndrueshme gjatë bashkimit. Përsëri, bashkimi i dy kunjave në secilin fund do të lejojë një kontroll para bashkimit përfundimtar.

Për prizën e daljes së zërit, kam përdorur një stërvitje të vogël për të zgjeruar vrimat e PCB, pasi etiketat e montimit janë mjaft të mëdha.

Hapi 4: Instalimi i telave

Pasi të jenë pozicionuar përbërësit kryesorë, ato mund të lidhen në pjesën e pasme të tabelës, duke ndjekur qarkun e mësipërm.

Komponentët e daljes audio (R2, R3, C2, C3) dhe kondensatorët e shkëputjes (C1, C4) mund të lidhen me tela me bërthamë të fortë (ose ndërprerje të prizave të përbërësve). Tani mund të bëhen lidhjet e tokës dhe energjisë nga Arduino me çipin PSG (telat kuq e zi, në foto).

Daljet e ndryshme të Pro Micro lidhen me AY-3-8910 si më poshtë (shiko udhëzuesin e lidhjes për detyrat e kunjave):

Sinjal Arduino AY-3-8910 pin

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 ORA D9 22 (nëpërmjet R1, 75 ohm)

Hapi 5: Programimi duke përdorur Arduino IDE

Nëse jeni i ri në Arduino, ju rekomandoj fuqimisht të provoni një nga shumë mësime mbi bazat. Udhëzuesi i lidhjes së Sparkfun jep detaje të plota. Ju mund të kontrolloni që programimi bazë po funksionon duke ndjekur tutorialin "Blinkies". Arduinos mund të jetë pak i ndërlikuar për të bindur në modalitetin 'bootloader' (ku mund të ngarkoni skica të reja), kështu që pak praktikë me një shembull të thjeshtë është e dobishme.

Pasi të jeni të kënaqur, shkarkoni skedarin chiptunes.ino të bashkangjitur në këtë faqe dhe krijoni dhe ngarkoni atë. (Kam gjetur se përdorimi i llojit të bordit "Arduino/Genuino Micro" është në rregull për këtë skicë, nëse doni të kaloni instalimin e mbështetjes së bordit Sparkfun).

Gjithashtu, vini re se nëse jeni në Mac, cilësimi "Port" do të duhet të ndryshohet pasi të keni ngarkuar skicën për herë të parë. Me një Arduino 'bosh' (ose duke përdorur skicën Blinky) do të shfaqet si diçka si /dev/cu.usbmodemXXXX, siç tregohet në foton e mësipërme. Kur pajisja USB MIDI është aktive (siç përdoret nga skica chiptunes.ino) do të jetë /dev/cu.usbmodemMID1.

Hapi 6: Testimi dhe Përdorimi i Synth

Pasi Arduino të programohet, stacioni juaj i punës duhet ta njohë automatikisht atë si një pajisje MIDI USB. Do të shfaqet me emrin 'Arduino Micro' - duhet ta shihni këtë në Device Manager në Windows, ose aplikacionin "Informacioni i Sistemit" në Mac OS.

Në një Mac, mund të përdorni aplikacionin Audio MIDI Setup për të ekzekutuar një test bazë. Filloni aplikacionin, pastaj zgjidhni Window -> Show MIDI Studio. Kjo do të sjellë dritaren e MIDI Studio - të gjitha ndërfaqet tuaja MIDI do të shfaqen në një rregullim paksa të rastësishëm - i cili shpresojmë se do të përfshijë pajisjen 'Arduino Micro'. Nëse klikoni ikonën 'Test Setup' në shiritin e veglave, dhe pastaj klikoni shigjetën poshtë (shiko figurën) në pajisjen Arduino Micro, aplikacioni do të dërgojë shënime MIDI në synth. (Këto nuk janë veçanërisht akorduese!) Sinteza duhet të bëjë disa tinguj të rastësishëm në këtë pikë.

Pastaj mund të shtoni 'Arduino Micro' si një pajisje dalëse në konfigurimin MIDI të Workstation -it tuaj Digital Audio dhe filloni të luani!

• Synth përgjigjet në kanalet MIDI 1 deri në 4. Çdo kanal ka një tingull të ndryshëm (mirë, një zarf të ndryshëm të volumit).
• Shënimet MIDI midis 24 dhe 96 (C1-C7) pranohen; shënimet jashtë këtij diapazoni nuk merren parasysh.

• Kanali MIDI 10 luan tinguj daulle. Shënoni numrat midis 35 dhe 50 (shih

  www.midi.org/specifications-old/item/gm-level-1-sound-set) pranohen.

• Ekzistojnë tre kanale zanore në AY-3-8910. Firmware sintet përpiqet të luajë shënimin e dërguar më së fundi, duke mbajtur akoma duke luajtur shënimet më të larta dhe më të ulëta të kërkuara aktualisht. Shënimet e tjera (zakonisht notat e mesme në një akord) priten nëse është e nevojshme.

Dhe kjo është për të. Argëtohu!

Hapi 7: Fusnotat

Rreth melodisë demo

Melodia demo - aria e famshme e Mbretëreshës së Natës të Mozartit - u krijua mjaft shpejt nga një skedar MIDI që gjeta në internet (https://www.midiworld.com/mozart.htm). Dikush tjetër bëri të gjithë punën e vështirë!

Unë jam duke përdorur Presonus Studio One në një Mac, dhe skedari MIDI u importua në katër këngë të veçanta. Një sasi e vogël redaktimi ishte e nevojshme kur shënimet shoqëruese janë më të larta se melodia kryesore, dhe për të hequr disa nga ngatërrimet më të pakëndshme midis shënimeve.

Audioja që dëgjoni në klip është drejtpërdrejt nga sintetika, me vetëm një prekje të EQ dhe ngopjes për t'i dhënë asaj një ndjenjë të një "makine arcade" të ulët.