Struktura LED e kontrolluar MIDI: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Si një dashnore e vërtetë e muzikës dhe një studente e shkencave kompjuterike, kam dashur gjithmonë të ndërtoj pajisje MIDI, të cilat mund t'i përdor për krijimin e muzikës elektronike.

Pas pjesëmarrjes në shumë shfaqje dhe festivale muzikore, fillova të interesohem vërtet për shfaqjet e lehta gjatë shfaqjeve.

Pas shumë kërkimeve, unë kam gjetur vetëm pajisje që përdorin mikrofon dhe nuk mund të lejojnë të kontrollojnë LED saktësisht ashtu siç dëshironi.

Duke u njohur gjithnjë e më shumë me sinjalet DAW dhe MIDI, vendosa të filloj me këtë projekt!

Ai konsiston në një strukturë 3D me LED të pandërprerë, që kontrollohen në të vërtetë nga sinjalet MIDI (NoteOn, NoteOff dhe CC Messages).

Kështu, muzikanti mund të kontrollojë ngjyrën dhe intensitetin e secilës LED, vetëm duke përdorur sinjale MIDI, të krijuara nga çdo DAW.

Me këtë ide, doja të rritja krijimtarinë përmes shfaqjeve të lehta dhe të lejoja që secili të ndërtonte të tijën, të bënte unike çdo shfaqje vizuale.

Hapi 1: Materialet

Në thelb, ky projekt përbëhet nga dy pjesë: një qark pritjeje MIDI dhe struktura LED; dhe një mikrokontrollues për të lidhur ato pjesë dhe për të "përkthyer" sinjalet MIDI që vijnë nga DAW në shiritat LED. Këtu është një listë e materialeve të nevojshme për secilën pjesë.

Qarku i pritjes MIDI:

• 1 x 6N138 Optokoupler
• 1 x 1N914 Diodë
• 1 x Dinak Jack me 5 kunja (Jack MIDI)
• 2 x Rezistenca 220 Ohm
• 1 x Rezistor 4.7K Ohm
• 1 Fole USB/MIDI

Struktura LED:

Kam përdorur shirita LED RGB bazuar në LED WS2812B që mund të kontrollohen me vetëm 1 port dixhital. Nëse planifikoni të përdorni një numër të lartë LED, mund t'ju duhet të kujdeseni për rrymën maksimale të nevojshme (1 LED mund të konsumojë më së shumti 60mA). Nëse mikrokontrolluesi nuk mund ta trajtojë këtë vlerë maksimale, do t'ju duhet një furnizim me energji tjetër 5V që mund të japë rrymë të mjaftueshme. Kam përdorur një përshtatës 5V - 8A AC/DC me përshtatës të dedikuar dalës dhe një çelës.

Shënim: Duket se mund të përdorni një njësi të furnizimit me energji kompjuterike, pasi ata e dinë që janë në gjendje të japin një rrymë vërtet të lartë, por ju do të duhet të siguroheni që ai jep një tension të qëndrueshëm 5V DC, ndoshta duke përdorur një Rezistencë e fuqisë 36 Ohm 5 Watt midis tokës (e zezë) dhe daljes 5V (e kuqe) për të siguruar që ka një rrymë të mjaftueshme që kalon nëpër rezistencë dhe kështu siguron një 5V të qëndrueshëm.

Më në fund, kam përdorur një Arduino Uno të thjeshtë me një mburojë vidhos për të bërë lidhjen midis sinjaleve MIDI dhe shiritave LED.

Hapi 2: Ndërtimi i qarkut të hyrjes MIDI

Nëse jeni të interesuar se çfarë është saktësisht protokolli MIDI dhe si funksionon, ju rekomandoj me kujdes që të kontrolloni kanalin YouTube të Notes and Volts, ku ka shumë mësime interesante dhe inovative dhe projekte MIDI Arduino.

Në këtë pjesë, unë do të përqendrohem vetëm në qarkun e hyrjes MIDI. Mund të jetë një ide e mirë të ndërtoni një prototip në një protoboard dhe të kontrolloni nëse sinjalet MIDI që vijnë nga DAW merren mirë nga mikrokontrolluesi para se të futeni në saldimin e përbërësve.

Dy videot e mëposhtme përshkruajnë se si të ndërtoni dhe provoni qarkun:

• Ndërtimi i qarkut
• Testimi i qarkut

Së fundi, mund të jetë gjithashtu një ide e mirë të kontrolloni këtë video për të kuptuar mesazhet e CC dhe sesi klipet e automatizimit mund të interpretohen nga mikrokontrolluesi juaj për të kontrolluar shkëlqimin LED për shembull.

Hapi 3: Konfigurimi i FL Studio (opsional)

Ndërsa ndihem rehat duke përdorur FL Studio, unë do të shpjegoj se si të konfiguroni siç duhet ndërfaqen e tij MIDI, por jam shumë i sigurt se kjo procedurë nuk duhet të ndryshojë në mënyrë drastike nëse përdorni një stacion tjetër dixhital audio.

Së pari ju vetëm duhet të lidhni folenë USB/MIDI në kompjuterin tuaj. Zakonisht, pajisje të tilla vijnë me një firmware të ngulitur dhe njihen si pajisje MIDI edhe pse nuk janë të pastra. Pastaj hapni dritaren "Cilësimet" (duke shtypur F10). Nëse gjithçka funksionon siç duhet, do të vini re disa pajisje MIDI dalëse në pjesën e daljes. Zgjidhni pajisjen tuaj dhe sigurohuni që është ON.

Atëherë do të duhet të përcaktoni numrin tuaj të portit dhe ta keni parasysh (0 për shembull). Mbyllni vetëm këtë dritare (parametrat ruhen automatikisht) dhe më pas shtoni një kanal të ri: MIDI Out.

Pastaj, gjëja e fundit që do të duhet të bëni është të përcaktoni portën e këtij kanali të ri: sigurohuni që keni zgjedhur të njëjtin numër porti që keni përcaktuar në seksionin "Cilësimet": duke e bërë këtë, mesazhet MIDI që vijnë nga kanali juaj janë tani i lidhur me daljen MIDI.

Tani, kur një shënim luhet nga kanali MIDI Out, një mesazh "NoteOn" do të dërgohet përmes ndërfaqes MIDI. Në të njëjtën mënyrë, një mesazh "NoteOff" do të dërgohet kur të lëshohet shënimi.

Një veçori tjetër interesante, që vjen me kanalin MIDI Out është aftësia për të kontrolluar parametra të ndryshëm me potenciometra. Duke klikuar me të djathtën në njërën prej tyre dhe duke zgjedhur "Konfiguro …", mund t'i bësh ata të dërgojnë mesazhe CC (një vlerë nga 0 në 127) që do të përdoren për të kontrolluar shkëlqimin e LEDs: zgjidhni CC dhe më pas Prano.

Normalisht FL Studio tani është gati të dërgojë të dhëna në Ndërfaqen tuaj MIDI! Tjetra është të shkruani kodin për të ndezur në Arduino dhe ta përshtatni atë me strukturën tuaj LED.

Hapi 4: Lidhja e LED -ve

Lidhja e shiritave LED është mjaft e thjeshtë, pasi ato kërkojnë vetëm +5V, GND dhe të dhëna. Sidoqoftë, pasi kam planifikuar të lidh më shumë se 20 prej tyre, vendosa të përdor disa kunja Arduino PWM dhe të deklaroj disa raste të Adafruit_NeoPixel (në koeficient) për të shmangur çdo lloj vonesë të padëshiruar.

Imazhi i bashkangjitur gjithashtu synon të shpjegojë se si funksionon elektronika:

• Shiritat LED mundësohen drejtpërdrejt nga furnizimi me energji elektrike.
• Një çelës energjie përdoret për të fuqizuar Arduino
• qarku i hyrjes MIDI mundësohet nga Arduino kur ndizni çelësin

Hapi 5: Shfuqizimi i strukturës 3D

Deri më tani, kjo pjesë ishte më e gjata pasi isha krejtësisht e re me printimin 3D (dhe modelimin). Doja të krijoja një strukturë që dukej si një ikosahedër i cunguar gjysmë i shpërthyer (po, më është dashur pak kohë për të gjetur emrin e saktë të formës).

Sigurisht që ju jeni të lirë të krijoni modelin tuaj me formën që dëshironi! Unë nuk do të detajoj procesin e modelimit, por do të gjeni skedarët STL nëse doni të hartoni këtë strukturë.

Montimi i pjesëve të ndryshme zgjati ca kohë, pasi më duhej të vendosja një LED në secilën fytyrë dhe t'i lidhja të gjitha duke bashkuar një numër të madh telash brenda bërthamës që aktualisht është mjaft e çrregullt!

Shënim: nëse doni të hartoni një strukturë të tillë, do t'ju nevojiten 10 pjesë gjashtëkëndore (rreth 3 orë secila duke përdorur një mini -printer PP3DP UP) dhe 6 pjesë pesëkëndore (2 orë).

Pasi të ketë një LED në secilën pjesë, do t'ju duhet të lidhni çdo terminal 5V dhe GND së bashku dhe të lidhni disa terminale të hyrjes dhe daljes të secilës LED në mënyrën se si duhet të lidheni.

Së fundi, kam përdorur akrilik difuziv LED për të mbuluar çdo fytyrë dhe për t'i bërë ato të ndriçojnë në mënyrë të vazhdueshme.

Gjithçka që mbetet pas kësaj është kodi, i cili zbulon se nuk është aq i komplikuar!

Hapi 6: Kodi

Siç e përmenda në pjesën e mëparshme, kodi zbulon se është mjaft i thjeshtë!

Në fakt, ai përbëhet vetëm në një shembull MIDI dhe disa raste Adafruit_NeoPixel (aq sa ka shirita të ndryshëm).

Në thelb, pasi të jetë deklaruar, klasa MIDI punon me një lloj "ndërprerje": NoteOn, NoteOff dhe CCMessage. Kur cicruit input MIDI transmeton një nga ato sinjale specifike në Arduino, quhet nënrutina e asociuar. Pastaj, gjithçka që po bën kodi është ndezja e një LED të veçantë në sinjalin NoteOn, fikja e tij në sinjalin shoqërues NoteOff dhe përditësimi i shkëlqimit të një shiriti në CCMessage.

Gjithashtu, unë përcaktova një funksion të thjeshtë që jep mundësinë për të zgjedhur ngjyrën e LED -ve duke lexuar shpejtësinë që vjen me sinjalin NoteOn dhe çdo LED atëherë mund të jetë ose e kuqe, vjollce, blu, bruz, jeshile, e verdhë, portokalli ose e bardhë, në varësi të vlerës së shpejtësisë që shkon nga 0 në 127.

Një gjë e rëndësishme që duhet vënë re është se do t'ju duhet të shkëputni pinin RX (që vjen nga qarku i hyrjes MIDI) kur ngarkoni skicën tuaj pasi porti serik (i përdorur gjatë këtij procesi) është i lidhur me atë pin!

Hapi 7: Po tani?

Aktualisht jam duke punuar në një rrethim me porosi për të futur të gjithë pajisjet elektronike dhe po mendoj gjithashtu për një emër për strukturën! Ju lutem më tregoni nëse ju pëlqeu ky projekt, dhe unë jam duke punuar në shfaqje të ndryshme pasi kam ndërmend ta përditësoj këtë udhëzues me më shumë video!