MIDI sonar „Theremin“: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Jedná sa o hudobný nástroj, ktorý používa dva snímače vzdialenosti sonaru na ovládanie výšky a kvality tónov. Nie je to samozrejme Theremin, ale „Theremin“sa stal generickým výrazom pre nástroje, na ktoré sa hrá mávnutím rúk.

Má vstavaný MIDI syntetizátor, zosilňovač a reproduktory. Hudobné noty produkuje MIDI čip - VS1053 - ktorý má 127 hlasov (t.j. údajne odlišné nástroje). Má vysoký stupeň polyfónie (až 64), takže dokáže hrať jednotlivé tóny alebo akordy.

Vaša pravá ruka ovláda prehrávanú notu. V „diskrétnom“režime je priestor napravo rozdelený na „zásobníky“. Keď ruka vstúpi do koša, začne sa poznámka k nemu. Keď opustíte kôš, nota sa môže zastaviť (napr. Organ) alebo prirodzene odumrieť (napr. Klavír).

V „kontinuálnom“režime priestor vpravo určuje plynule meniteľnú výšku tónu - ako pôvodný Theremin. Poznámka začína, keď ruka vstúpi do priestoru, a zastaví sa, keď priestor opustíte.

Ľavou rukou ovládate kvalitu prehrávanej noty. Môže ovládať hlasitosť, tremolo, vibrato, pitch-bend, reverb atď.

Malý LCD displej má ponuku, ktorá vám umožňuje vybrať aktuálny nástroj, funkciu ľavej ruky, stupnicu (alebo „kláves“) pravej ruky, vibrato, tremolo atď. Môžete uložiť a načítať rôzne „nastavenia““a počas predstavenia sa medzi nimi rýchlo prepínajte.

Celý nástroj MIDI „Theremin“funguje samostatne s vlastným reproduktorom a nabíjateľnou batériou.

Ak sa chystáte skopírovať moju zostavu, budete potrebovať Arduino Nano (1,50 GBP), modul VS1053 (4,50 GBP), 1,44 palcový LCD displej ST7735 (3,50 GBP), dva moduly HC-SR04 (1 GBP za kus) a niekoľko rezistorov. Budete tiež potrebovať nejaké napájané reproduktory a možno lítiový článok a zdroj, ale podrobnosti budú závisieť od toho, ako sa ho rozhodnete postaviť. Všetky tieto doplnky som získal z predaja automobilov a dobročinných obchodov. Plus vy Budem potrebovať obvyklé vybavenie elektronickej dielne.

Krok 1: Ovládanie VS1053

Vybral som modul VS1053 zobrazený na obrázku. (Všimnite si dvoch regulátorov SOT223, dvoch zásuvkových konektorov a polohy konektora.) Vyhľadajte na webe eBay, Alibaba alebo svojho obľúbeného dodávateľa modul VS1053, ktorý vyzerá takto. Sú k dispozícii na Aliexpresse tu a tu.

Kúpil som ho pred niekoľkými rokmi a už sa nezdá byť dostupný na eBay, iba na Alibaba. Na eBay je teraz k dispozícii červená verzia PCB. Zdá sa, že je funkčne identický, ale vývod je iný, takže budete musieť upraviť moje schémy a rozloženia. Netestoval som to V diskusii (nižšie) nájdete návod, ako pridať odpor na červené PCB, aby ste povolili „živé“MIDI. Alebo môžete počas inštalácie odoslať ďalšie príkazy, aby ste to povolili.

VS1053 je jemný čip, ale pomerne komplikovaný. Používam iba jeho MIDI časť. VS1053 je možné ovládať cez sériové rozhranie, ale používam zbernicu SPI, pretože s Arduino Nano je to pohodlnejšie. Každý bajt, ktorý pošlete po zbernici SPI, sa považuje za príkaz MIDI.

Zoznamy MIDI príkazov nájdete na webe. VS1053 reaguje na niektoré, ale nie na všetky. Program Miditheremin0.exe zobrazuje tie, o ktorých viem, že fungujú.

Dátový list VS1053 si môžete stiahnuť z webu. Je to obrovský dokument a ťažko sa vyvíja. Časť „8.9 Podporované formáty MIDI“je takmer všetko, čo hovorí o MIDI. Časť „10.10 MIDI v reálnom čase“hovorí o použití GPIO0 a GPIO1 na povolenie MIDI, ale doska, ktorú som použil, nevyžadovala žiadne špeciálne povolenie. Môžete si tiež stiahnuť zoznam správ MIDI (nie všetky sú podporované zariadením VS1053).

Pripojte modul VS1053 k Arduino Nano podľa obrázku a nahrajte súbor INO do Arduina. Použil som spájkovaciu dosku. V tejto fáze nemám fotografiu, ale v nasledujúcom kroku môžete vidieť tabuľu s ďalšími komponentmi.

INO skica prijme bajt z počítača po sériovej linke a odošle ho do zariadenia VS1053. Je to veľmi jednoduchý program, ktorý vám umožní otestovať VS1053. Pripojte konektor výstupného konektora k slúchadlám alebo reproduktoru počítača.

Program Windows Miditheremin0.exe (stiahnite si Step1.zip z github) odosiela príkazy do VS1053. Kliknutím na tlačidlo „90 note vel“zahráte notu. Alebo môžete napísať svoj vlastný program Windows. Alebo použite jeden z mnohých terminálových programov dostupných na webe.

Modul VS1053 má nasledujúce kolíky:

• zbernica SPI má obvyklé MISO, MOSI a SCLK
• ak je XRST nízka, čip sa resetuje
• XDCS nerobí nič v režime SPI, takže ho spojte s XCS
• XCS je Chip Select
• DREQ vám povie, kedy je čip pripravený na nový príkaz.

Pri odosielaní bajtu by mal byť XCS nastavený na nízku hodnotu; potom vysoko. Tak budete mať istotu, že ste synchronizovali prvý bit každého bajtu. Čítanie DREQ vám hovorí, že čip je pripravený prijať nový príkaz.

Potom, čo Arduino pošle bajt, musí odoslať fiktívny bajt, aby sa prepínali hodiny a umožňoval VS1053 odosielať bajt späť ako odpoveď. Funkcia SPItransfer () vám ukáže ako.

Červený modul dostupný na eBay obsahuje slot pre kartu SD, takže má pár pinov navyše. Ignoruj ich.

Teraz ste si istí, že môžete dosiahnuť, aby VS1053 fungoval, a urobíme z neho viac hudobný nástroj.

Krok 2: Použitie sonarov

Pripojte moduly HC-SR04 k Arduino Nano podľa obrázku a nahrajte súbor INO do Arduina.

Schematicky si všimnite, že DC3 - oddeľovací kondenzátor pre moduly HC -SR04 - by mal byť pripojený blízko k modulom HC -SR04. Pri vysielaní odoberajú značný prúd, ktorý DC3 pomáha napájať.

V tejto fáze projektu počítač so systémom Windows stále odosiela príkazy do VS1053, ale VS1053 je tiež ovládaný senzormi sonaru HC-SR04 (stiahnite si krok2.zip z github).

Nové príkazy začínajú na 0xFF a interpretujú ich náčrty Arduina (nie sú odosielané priamo do VS1053). Do VS1053 sa odosielajú iné bajty „príkazu FF“.

Existujú príkazy na zmenu nástroja, zmenu mierky, pridanie vibrata a tremola atď. Program je možné spustiť v „diskrétnom“režime, kde sú oddelené noty (ako klavír) alebo v „nepretržitom“režime, kde je jedna nota ohnuté hore a dole (ako teremín).

Robí celkom dobre všetko, čo konečný nástroj urobí, ale je ovládaný počítačom.

Pravý senzor sonaru HC-SR04 volí výšku tónu, ktorý sa hrá. V „diskrétnom“režime je priestor napravo rozdelený na „zásobníky“. Keď ruka vstúpi do koša, začne sa poznámka k nemu. Keď opustíte kôš, nota sa môže zastaviť (napr. Organ) alebo prirodzene odumrieť (napr. Klavír). Keď vaša ruka vstupuje do koša, kôš sa mierne roztiahne, aby ste na jeho okraji nerobili chvenie.

Funkcia GetSonar () vracia čas potrebný do prvého ozveny. Ignoruje veľmi rýchle ozveny (trvanie <10), ktoré HC-SR04 niekedy hlási. Ak maxDuration neprijme žiadne ozveny, vráti maxDuration. Trvanie sa nemeria v žiadnych konkrétnych jednotkách - je to len číslo.

V diskrétnom režime je trvanie najskôr filtrované, aby sa odstránili príležitostné výpadky (keď neprijíma žiadne ozveny). Ruka je prítomná až po prijatí 10 vzoriek maxDuration. Potom sa trvanie prefiltruje pomocou filtra Median. Stredné filtre sú dobré na odstránenie „impulzívneho“šumu (t.j. príležitostných špičiek). Filtrované trvanie sa používa na výber koša.

V nepretržitom režime sa trvanie opäť filtruje, aby sa odstránili príležitostné výpadky. Potom sa vyhladí pomocou exponenciálneho filtra. Filtrované trvanie sa používa na nastavenie frekvencie noty pomocou „pitch bend“.

Krok 3: Pridanie displeja

Displej je 1,44 farebný TFT LCD displej s ovládačom ST7735, 128 x 128 pixelov. Na eBay je k dispozícii veľa obrazoviek, napríklad by ste mohli radšej vyvinúť svoj nástroj s väčším dotykovým displejom. Nepoužíval som ST7735 ovládač a chcel to vyskúšať.

Moje som dostal od tohto dodávateľa. Ten istý modul sa na eBay predáva vo veľkom - stačí si kúpiť taký, ktorý vyzerá rovnako ako na fotografii.

Displej LCD má nasledujúce kolíky:

• Zem GND
• VCC 3,3V
• Zbernica SCL SPI SCLK
• Zbernica SDA SPI MOSI Arduino
• RES reset
• DC dáta/príkaz
• Výber CS čipu
• BL podsvietenie

Modul beží na 3,3 V, takže by ste ho nemali pripájať priamo k 5V Arduinu. Na zníženie napätia som použil 1k odpory. Nie je to správna prax (vo všeobecnosti by ste mali používať rozdeľovač potenciálu alebo čip s poklesom napätia), ale v tomto obvode funguje perfektne. Bol som lenivý.

Displej je napájaný napätím 3,3 V od spoločnosti Arduino. Regulátor Arduino sa zdá byť dostatočne šťastný.

Adafruit veľmi láskavo vydáva knižnicu ST7735 a niekoľko ďalších knižníc je k dispozícii v Githube a inde. Skúsil som niekoľko a ani jeden sa mi nepáčil. Niektoré jednoducho nefungovali a všetky boli obrovské. Napíšete skicu Arduina, ktorá nakreslí čiaru a nejaký text, a zistíte, že je pamäť zaplnená na 75%. Napísal som teda vlastnú knižnicu.

Knižnicu SimpleST7735 je možné stiahnuť (stiahnite si Step3.zip z github).

Má štandardnú sadu kresliacich príkazov veľmi podobných všetkým takýmto knižniciam.

Niektoré z „rýchlych“knižníc, ktoré si môžete stiahnuť, používajú špeciálne načasovacie slučky a sú naštvané, keď sa na tej istej zbernici používajú iné, možno pomalšie zariadenia. SimpleST7735 je napísaný skôr v jazyku C než v assembleri, takže nie je taký rýchly, ako by mohol byť, ale je oveľa prenosnejší a zdvorilo zdieľa zbernicu SPI s inými zariadeniami. Je možné stiahnuť si program pre Windows, ktorý vám umožní vytvárať vlastné písma a ikony.

Dátový list ST7735 si môžete stiahnuť z webu. Porozprávaj sa s tým

• nastaviť CS nízko
• nastaviť nízke DC
• odoslať príkazový bajt
• nastaviť DC vysoko
• odoslať nula alebo viac dátových bajtov
• nastaviť CS vysoko

Ako to robím, môžete vidieť vo funkcii spiSend_TFT_CW () v knižnici. Dátové bajty môžu byť celý rad pixelov alebo nastavenie pre riadiaci register.

Funkcia ST7735Begin () v knižnici vám ukazuje sadu inicializačných príkazov, ktoré som si vybral. Príkazy možno budete chcieť zmeniť, ak zvolíte iný displej ST7735 (napr. S väčším počtom pixelov) alebo chcete inú orientáciu. Dúfam, že pre môj kód je ľahké pochopiť, ako sa dá v prípade potreby zmeniť.

Schéma zobrazuje ovládacie tlačidlo „SW1“a nášľapný pedál SW2 „. Ovládacie tlačidlo volí rôzne„ Nastavenia “(pozri nasledujúci krok) alebo vyberá režim Menu. Nožný pedál je voliteľný a vyberá iba rôzne nastavenia - nerobil som Sám som namontoval nožný pedál. Nastavenia sú užitočné počas vystúpenia, keď chcete rýchlo zmeniť kľúč alebo nástroj.

Krok 4: Systém ponúk

Táto skica Miditheremin3.ino Arduino pridáva k MIDI Theremin systém ponúk a ovláda konečný kompletný nástroj.

MIDI Theremin obvykle beží v režime „Play“. Pravá ruka vyberá, ktorá poznámka a ľavá ruka ovládajú kvalitu poznámky. Na LCD displeji sa zobrazí klavírna klávesnica so zvýraznenou aktuálnou notou.

Ak na jednu sekundu podržíte ovládacie tlačidlo, program sa prepne do režimu „Menu“. Ak v režime Menu podržíte ovládacie tlačidlo na jednu sekundu, program sa vráti do režimu „Play“.

Ponuka má stromovú štruktúru s hlavnými položkami a podpoložkami. Aktuálna položka ponuky je zvýraznená. Výberom pohybujete hore/dole pomocou ľavého sonaru. Podponuky pre hlavnú položku sa rozbalia iba vtedy, ak je vybratá hlavná položka.

Po zvolení podponuky sa po kliknutí na tlačidlo zvýrazní hodnota danej položky. Ľavá ruka teraz zvyšuje alebo znižuje hodnotu. Opätovným kliknutím na tlačidlo sa vrátite k výberu podponúk.

V diskrétnom režime je strom ponúk

• Nástroj

  • 0: Klavír
  • Vymeniť si ruky: normálne
• Pravá ruka

  Režim: diskrétny

• Ľavá ruka
  • Režim: Vibrato
  • Maximálna hĺbka: 10
• Mierka
  • Mierka: hlavná heptatonická
  • Oktávy: 2
  • Najnižšia nota: 60 C

• Akord

  • Akord: Major triáda
  • Inverzia: 0
  • Polyfónia: 1

• Tremolo

  • Veľkosť: 20
  • Obdobie: 10

• Vibrato

  • Veľkosť: 20
  • Obdobie: 10

Nástrojom môže byť „klavír“, „kostolný organ“, „husle“atď. Vo VS1053 je 127 nástrojov, z ktorých mnohé znejú identicky a mnohé sú hlúpe ako „výstrel“. Vedľajšia ponuka Vymeniť ruky vám umožňuje vymeniť funkcie ľavej a pravej ruky - možno to tak preferujete alebo chcete, aby sa reproduktory obrátili tvárou k publiku.

Pravá ruka môže byť „diskrétna“alebo „nepretržitá“. Menu „nepretržité“nájdete nižšie.

Ľavá ruka môže ovládať „Volume“, „Tremolo“, „Vibrato“, „PitchBendUp“, „PitchBendDown“, „Reverb“, „Polyphony“alebo „ChordSize“.

„Hlasitosť“je zrejmá. „Tremolo“je rýchla zmena objemu; ľavá ruka ovláda veľkosť variácie; obdobie je určené inou položkou ponuky. „Vibrato“je rýchla zmena výšky tónu; ľavá ruka ovláda veľkosť variácie; obdobie je určené inou položkou ponuky. „PitchBendUp“a „PitchBendDown“menia výšku prehrávanej noty; ľavá ruka ovláda veľkosť ohybu. „Reverb“je vo VS1053 skôr nevýrazný; ľavá ruka ovláda veľkosť reverbu. „Polyfónia“určuje, koľko tónov sa prehrá naraz, až do maxima nastaveného v ponuke Polyfónia (pozri nižšie). „ChordSize“znamená, že ľavá ruka určuje, koľko tónov akordu sa hrá (pozri nižšie).

V hudbe je „stupnica“alebo „kľúč“podmnožinou poznámok, ktoré používate. Ak by ste sa napríklad obmedzili na heptatonickú stupnicu C dur, hrali by ste len na biele tóny klavíra. Ak ste vybrali C# Major Pentatonic, používali by ste iba čierne tóny (napr. Pre škótske ľudové melódie).

Ponuka Scale (Rozsah) určuje, ktorým notám zodpovedá priestor na pravej strane a koľko oktáv pokrýva priestor na pravej strane. Ak teda vyberiete 1 oktávu E dur, priestor pre pravú ruku je rozdelený na 8 priehradiek s E na najnižšom a E o oktávu vyššie na najvyššom.

Ponuka Scale vám umožňuje vybrať si veľa neobvyklých stupníc „nezápadnej hudby“, ale predpokladá, že všetky noty pochádzajú z rovnomernej klávesnice-tak funguje MIDI, nemôžete ľahko určiť frekvenciu noty. Ak by ste teda chceli povedzme arabskú štvrťtónovú stupnicu, mali by ste problémy.

Podponuka Octaves vám umožňuje zvoliť, koľko oktáv chcete mať na stupnici. A najnižšia nota hovorí, kde stupnica začína.

Bežne keď zaznie nota, zaznie iba táto nota. Ponuka Chord vám umožní hrať niekoľko tónov naraz. Akord Major Triad znamená „zahrať zvolenú notu plus notu o štyri poltóny vyššie a notu o sedem poltónov vyššie“.

Podponuka Inverzia vám ponúka akordové inverzie. To znamená, že presunie niektoré noty akordu o jednu oktávu nižšie. Prvá inverzia posunie všetky „extra“noty o oktávu nadol, druhá inverzia posunie o jednu menšiu notu navyše nadol a podobne.

Podponuka Polyfónia uvádza, koľko tónov sa hrá naraz; ak je polyfónia 1, potom keď začne jedna nota, predchádzajúca sa zastaví; ak je polyfónia väčšia, môže sa prekrývať niekoľko tónov - skúste to s kostolným organom.

Ponuka Tremolo určuje hĺbku akéhokoľvek tremola a obdobie cyklu tremolo. Perióda „100“znamená jeden cyklus za sekundu. Ak tremolo ovláda ľavá ruka, potom je podponuka Veľkosť skrytá.

Ponuka Vibrato určuje veľkosť akéhokoľvek vibráta a obdobie vibračného cyklu. Ak vibrátorom ovláda ľavá ruka, podponuka Veľkosť je skrytá.

Program vám umožňuje uložiť a načítať až 5 rôznych „nastavení“. A Setup ukladá všetky hodnoty, ktoré môžete nastaviť v ponuke. Keď ukončíte režim Menu, aktuálne nastavenie sa uloží. Nastavenia sa uložia do EEPROM.

V režime prehrávania sa kliknutím na tlačidlo zmení na ďalšie nastavenie. Ak tlačidlo podržíte jednu sekundu, zobrazí sa ponuka. Stlačenie nožného pedála sa zmení aj na ďalšie nastavenie; nožný pedál nikdy nevyberie menu.

V kontinuálnom režime je strom ponúk

• Nástroj

  • 0: Klavír
  • Vymeniť si ruky: normálne
• Pravá ruka

  Režim: nepretržitý

• Rozsah

  • Počet poltónov: 12
  • Stredná poznámka: 60 ° C.
• Ľavá ruka
  • Režim: Tremolo
  • Maximálna hĺbka: 10

• Tremolo

  • Veľkosť: 20
  • Obdobie: 10

• Vibrato

  • Veľkosť: 20
  • Obdobie 10

Ponuka Rozsah vyberá, aký rozsah frekvencií určuje pravá ruka: počet prekrytých poltónov a strednú notu.

Ľavá ruka môže ovládať iba „Hlasitosť“, „Tremolo“a „Vibrato“.

Krok 5: Spojenie dohromady

Obvod som postavil na stripboarde. Nevidím zmysel toho, aby sa doska plošných spojov vyrábala jednorazovo iba so 4 odpormi, ale uvedomujem si, že niektorí ľudia nemajú radi stripboard.

Moje rozloženie na lište je zobrazené vyššie. Štyri dosky - Arduino, VS1053, displej a stripboard - tvoria sendvič. V usporiadaní je obrys Arduina žltý, VS1053 je modrý, displej je zelený a tabuľa je oranžová.

Azúrové čiary sú medené pásy pásovej dosky - uistite sa, že ste v prípade potreby urobili prestávky. Červené čiary sú prepojenia na komponentovej strane stripboardu alebo drôty smerujúce inam.

Na dosku VS1053 som použil extra dlhé piny, pretože stojí nad Arduinom. Piny v najvzdialenejších rohoch displeja a dosky VS1053 ich pomáhajú stabilizovať. Montážne otvory modulov sú pokovované, takže ich môžete spájkovať. Uistite sa, že nie sú vaše uzemnené - montážne otvory v mojich moduloch nie sú.

Ak máte iný modul VS1053 alebo iný displej, môžete piny Arduino zmeniť:

• D2 až D10 a A0 až A5 je možné použiť v ľubovoľnom poradí; aktualizujte čísla pinov na začiatku náčrtu INO
• D11, D12, D13 sú vyhradené pre SPI a nemožno ich opätovne priradiť
• D0, D1 sú určené pre sériové I/O
• A6, A7 nemožno použiť ako digitálne piny

Moduly HC-SR04 sú navzájom v uhle 90 ° prepojené kusom pásovej dosky. Tlačidlo je medzi nimi. Nepochybne budete mať svoj vlastný preferovaný dizajn.

Ak sa rozhodnete pre nožný pedál, zapojte ho do zásuvky.

Krok 6: Pridanie zdroja PSU

Celkový prúd Arduina, VS1053 a displeja som zmeral ako 79mA. Podľa údajov v listoch je Arduino 20mA, displej 25mA, VS1053 má 11mA a HC -SR04 po 15mA pri „práci“- takže 80mA sa zdá byť v poriadku.

Displej má 25mA a je napájaný z výstupu 3V3 Arduina, ktorý má hodnotu 50mA. Okruh by teda nemal namáhať regulátor Arduino 3V3.

Môžeme napájať obvod cez Vin pin Arduina? Nikde na webe nemôžem nájsť odpoveď. Nie je to v dokumentácii k Arduinu. Integrovaný 5V regulátor rozptýli (Vin-5)*80 mW. Aký je jeho maximálny rozptyl? Zdá sa, že to nikto nevie. Podľa svojho technického listu môže regulátor NCP1117 v balení SOT-223 s minimálnou medenou podložkou rozptýliť 650 mW. Takže pre prúd 80mA,

• Vin Power
• 8V 240mW
• 9 320
• 10 400
• 11 480
• 12 560
• 13 640
• 14 720

Aby sme boli v bezpečí, predpokladáme, že na Vin by sme nemali prekročiť 9 V.

Externý 5V zdroj by bol oveľa bezpečnejší, ale použil som regulátor Arduino a je to v poriadku.

Na napájanie obvodu som vybral modul, ktorý kombinuje LI-iónovú nabíjačku a posilňovací zdroj. Sú široko dostupné na eBay alebo hľadajú „Li Charger Boost“.

Nabíjačka používa čip TC4056, ktorý má komplikovaný algoritmus pre konštantný prúd a konštantné napätie. Keď odpojíte USB napájací vstup, prejde do pohotovostného režimu s vybitím batérie menším ako 2uA. TC4056 má vstup na snímanie teploty, ale nie je k dispozícii na doske modulu (kolík je uzemnený).

Posilňovací obvod je údajne účinný 87 až 91% v normálnom rozsahu napätia batérie s výstupným prúdom 50 až 300 mA. (Sám som to nemeral.) To je celkom dobré.

Jeho „pohotovostný“prúd pri odstránení záťaže je 0,3 mA, čo je zlé. Bunka s kapacitou 300 mAh by sa vybila za 6 týždňov. Možno by bolo vyčerpané, kým jeho napätie klesne na škodlivú úroveň.

Existuje jedna stopa, ktorá spája batériu s posilňovacím zdrojom. Dráhu môžete ľahko odrezať (pozri fotografiu). Spájkujte drôt na veľký odpor v hornej časti, aby ste mohli rez prepojiť prepínačom.

Odber prúdu je teraz na doske, ktorú som testoval, 0,7uA. Bunka teda vydrží 50 rokov-samozrejme, že nie, samovybíjanie lítium-iónového článku sa pohybuje okolo 3% za mesiac. 3% mesačne pre 300mAH článok je prúd 13uA. Porovnajte to s obvodom 300uA, ktorý potrebuje zosilňovací obvod. Myslím, že stojí za to vypnúť zosilňovací obvod.

Keď sa článok nabíja, nemali by ste zapínať záťaž. Prúd ťahaný záťažou zmätie algoritmus nabíjania.

Potrebujete teda 2-pólový prepínač (napr. Posuvný vypínač), ktorý je buď v polohe „Zapnuté“alebo „Nabíjanie“.

Vstavanú zásuvku USB môžete ignorovať a spájkovať samostatné vodiče k prepínaču a k vlastnej zásuvke USB.

Alebo si môžete nechať vstavanú zásuvku a prerušiť spojenie medzi zásuvkou a čipom. Vyššie uvedený diagram ukazuje, kam rezať.

Pripojte 5V výstup zosilňovača PSU k 5V pinu Arduina. Ľudia hovoria „nerob to - obchádzaš ochrannú diódu Arduina“. Nano ale nemá pin zapojený na USB strane diódy. Stačí sa pripojiť k 5V kolíku. Čo je najhoršie, čo sa môže stať? Stratíte nano, ktoré stálo menej ako 3 libry.

Obvod PSU musí napájať aj zosilňovač pre reproduktory.

Krok 7: Pridanie reproduktorov

Chcel som, aby bol MIDI Theremin prenosný. Jeho súčasťou by mali byť vlastné reproduktory a zosilňovač.

Môžete si postaviť vlastný zosilňovač alebo si kúpiť zosilňovací modul, potom kúpiť reproduktory a vložiť ich do puzdra. Ale aký to má zmysel? V mojom techno-middne mám pol tucta napájaných reproduktorov, ktoré som kúpil v charitatívnych obchodoch a v predajoch automobilových kufrov, všetky pod 1 GBP za kus.

Bledomodré reproduktory používali iba 30 mA pri 5 V, ale majú slabú odozvu basov. Čierne rádio je pekný tvar - viem si predstaviť osadenie modulov HC -SR04 v rohoch a displej na hornom povrchu. Sivé „ploché panely“sú napájané zo zásuvky USB, ktorá je ideálna.

Pri troche hľadania by ste mali nájsť napájané reproduktory, ktoré už majú pekné puzdro. Zaistite, aby bežali na napätie vášho zdroja energie. Ak je napájaný štyrmi článkami AA, bude pravdepodobne fungovať dobre pri 5V.

Ale kopal som ďalej do techno-middenu a našiel som veľmi peknú dokovaciu stanicu, ktorú som dostal v stánku „všetko za 0,50 libry“. Stratil nabíjačku a infračervené diaľkové ovládanie, ale funguje dobre.

Ak ste sa rozhodli vytvoriť si vlastné napájané reproduktory, tu je dobrý návod. Alebo vyhľadajte návod na obsluhu PAM8403 alebo zosilňovač.

Krok 8: Dokovacia stanica

Jedná sa o veľmi peknú prenosnú dokovaciu stanicu Logitech. Je nepravdepodobné, že dostanete jeden rovnaký, ale konštrukčné princípy budú podobné.

Dokovacia stanica obsahuje vlastný nabíjateľný lítium-iónový článok a posilňovací zdroj. (Ak váš nie, zostrojte PSU popísaný vyššie a preskočte niekoľko nasledujúcich odsekov.)

Ak má váš zosilňovač lítium-iónový článok, pravdepodobne má zosilňovací zdroj. (Napätie jedného lítium-iónového článku je nepohodlne nízke, takže ho treba zvýšiť.)

Najprv nájdite pripojenia napájania zosilňovača. Zdroj bude mať veľké vyhladzovacie kondenzátory - pozri fotografiu nevyžiadanej dosky plošných spojov. Zmerajte napätie na ich spájkovacích podložkách na spodnej strane. Negatívna podložka by mala byť "uzemňujúcou" podložkou obvodu. Ak bola doska plošných spojov zaplavená, uzemní sa. Alebo zem môže byť hrubá dráha, ktorá vedie na mnoho miest na šachovnici.

Na výstupnom stupni zosilňovača môžu byť veľké kondenzátory - to je zastaraný spôsob. Zmerajte napätie na nich, kým funguje. Pravdepodobne sa bude líšiť v závislosti od hudby a môže predstavovať priemerné polovičné napätie napájacích kondenzátorov. To sú nesprávne kondenzátory - chcete tie, ktoré sú v zdroji.

Je veľmi nepravdepodobné, že doska bude mať kladný aj záporný výkon (veľké stereo zosilňovače to robia, ale nikdy som nevidel taký ľahký). Uistite sa, že ste si skutočne vybrali zem a pozitívnu silu.

Dokovacia stanica Logitech, ktorú používam, má komplikované digitálne obvody, ako aj analógový zosilňovač. Ak je ten váš taký, bude mať vyhladzovacie kondenzátory pre 5V alebo 3,3V plus možno 9V pre zosilňovač. Zmerajte napätie na všetkých veľkých kondenzátoroch a vyberte najväčšie napätie.

Uistite sa, že napätie zvoleného napájacieho pripojenia závisí od vypínača. (Keď vypnete vypínač, napätie môže chvíľu trvať, kým sa kondenzátor vyprázdni.)

Spájkujte vodiče s čímkoľvek, čo ste si vybrali ako zdroj energie. Dokovacia stanica Logitech produkuje približne 9 V, ktorá sa krásne pripojí k kolíku Vin Arduina.

Napájané reproduktory alebo dokovacia stanica by mali mať 3,5 mm konektor pre zvukový vstup. Jeden zo spájkovacích spojov bude brúsený - pravdepodobne ten, ktorý je najbližšie k okraju dosky. Pomocou ohmmetra skontrolujte, či sa pripája k zemi, o ktorej si myslíte, že je. Pri niektorých zvukových vstupoch nie je „štít“konektora pripojený priamo k zemi. Pláva to. Ak teda nie je uzemnený žiadny z kolíkov zdviháka, v tejto chvíli sa nebojte. („Štít“konektora na module VS1053 je tiež plávajúci.)

Pomocou merača skontrolujte, či je kolík „uzemnenia“konektora na rovnakom napätí ako uzemnenie zdroja.

Dokovacia stanica Logitech bola zvláštna. Ak som pripojil „uzemnenie“zásuvky Jack Logitech k „uzemneniu“dosky VS1053 (pomocou zvukového kábla to fungovalo dobre, ale prúd do môjho systému Theremin stúpol z 80 mA na viac ako 200 mA. Uistil som sa teda Nespojil som tieto dve „dôvody“. Funguje to dobre, ale nemám predstavu, čo sa deje.

Krok 9: Vytvorenie puzdra

Aký prípad vyrobíte, bude závisieť od materiálov, ktoré máte poruke, s čím vás baví práca a od napájaných reproduktorov, ktoré ste si vybrali. Všetko, čo urobíte, by malo zaistiť, aby sonary smerovali od seba a nahor o 45 °. Potom bude existovať obrazovka displeja a tlačidlo.

Ak ste sa pozreli na moje ďalšie Instuctables, budete vedieť, že som veľkým fanúšikom pocínovaného plechu. Dá sa ohýbať do tvaru, mäkko spájkovať a natierať. Fotografie ukazujú, ako som veci usporiadal.

Horný trojuholník je pocínovaný ohnutý, spájkovaný, plnený, hladený a maľovaný. Plošné spoje sú v trojuholníku lepené za tepla a majú malé úlomky dreva, ktoré slúžia ako rozpery.

„Predný panel“je 1 mm polystyrénový plech. Vzpery sú vyrobené z viac polystyrénového plechu a samořezné skrutky držia pásovú dosku na svojom mieste. Drevené podpery sú zalepené za tepla do dutiny v prednej časti dokovacej stanice a dosky plošných spojov sú na ne priskrutkované dlhými samoreznými skrutkami.

Myslím, že by som mohol niečo vytlačiť 3D, ale uprednostňujem metódy zo starej školy, kde môžem veci upravovať za pochodu. Výroba vecí je skôr cestou objavovania, než „inžinierstva“.

Krok 10: Budúci vývoj

Ako by ste mohli nástroj ďalej vyvíjať? Môžete zmeniť používateľské rozhranie. Tlačidlo by ste mohli nahradiť infračerveným snímačom vzdialenosti, aby ste sa prístroja vôbec nemuseli dotýkať. Alebo možno na ovládanie ponuky použijete dotykový displej a nie tlačidlo a ľavú ruku.

Ponuka Scale vám umožňuje vybrať stupnice „nezápadnej hudby“, ale predpokladá, že všetky noty sú z rovnomernej klávesnice-tak funguje MIDI Arabská štvrťtónová stupnica má noty, ktoré nie sú v rovnomernej mierke. Ostatné stupnice s vyrovnanou klávesnicou nijako nesúvisia. Na výrobu takýchto tónov môže byť možné použiť pitch-bend. V ponuke budete potrebovať nejaký spôsob, ako určiť frekvenciu jednotlivých poznámok. Myslím si, že pitch bend sa môže vzťahovať na všetky noty v kanáli. V súčasnosti používam iba jeden kanál - kanál 0. Ak je teda polyfónny alebo obsahuje akordy, budete musieť každú notu prehrať na inom kanáli.

Nástroj by sa mohol stať bicím syntetizátorom. Ľavá ruka môže určiť výšku melódického Toma, zatiaľ čo pravý sonar je nahradený piezo senzorom, ktorý udriete, aby zaznel bubon.

Obe ruky mohli ovládať dva rôzne nástroje.

Ľavá ruka si mohla vybrať nástroj.

Asi v polovici tohto projektu som objavil MIDI ovládač Altura MkII Theremin od Zeppelin Design Labs. Vyzerá to na dobrý nástroj.

Majú niekoľko videí, ktoré sa oplatí vidieť:

(Ukradol som slovo „koše“z Altury a z myšlienky, že keď doň vojdete, kôš sa roztiahne, aby ste v ňom mohli zostať.)

Môj MIDI Theremin sa líši od Altury v niekoľkých ohľadoch. Ten môj produkuje vlastný zvuk so vstavaným MIDI syntetizátorom, zosilňovačom atď.; Altura odosiela správy externému syntetizátoru. Možno by ste dali prednosť ich spôsobu, akým to robia. Ten môj má skôr než 7 -segmentový displej TFT - to je určite lepšie, ale môžete si myslieť, že väčšia obrazovka by bola vylepšením. Ten môj používa na nastavenie parametrov ponuky, zatiaľ čo tie ich používajú gombíky. Menu sú povinné, pretože tie moje vyžadujú veľa ovládacích prvkov pre vstupné zariadenie (sonary) a syntetizátor; Altura potrebuje menej ovládacích prvkov. Možno sú gombíky lepšie počas živého vystúpenia. Možno ten môj by mal mať gombíky. Ovládač na výber nastavení môže byť dobrý.

Altura má ovládanie „artikulácie“, ktoré určuje, ako rýchlo sa dajú hrať noty. Nezahrnul som to do svojho softvéru - možno by to tam malo byť. Altura má Arpeggiator (krokový sekvencer). To je dobrý nápad; ten môj má akordy, ktoré nie sú úplne rovnaké.

Takže to je všetko. Dúfam, že vás baví budovanie a používanie MIDI-Thereminu. Dajte mi vedieť, ak nájdete v mojom popise nejaké chyby alebo ak vás napadnú nejaké vylepšenia.