MIDU nožný ovládač Arduino: 12 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Nedávno som navrhol tento MIDI ovládač na ovládanie frázového looperu, ktorý je vstavaný v delay pedáli Boss DD500. Ovládam celú svoju gitarovú zostavu pomocou MIDI dosky Behringer FCB, a to mi umožňuje meniť patche na delay pedáli v efektovej slučke a súčasne prepínať kanály zosilňovača.

DD500 má zabudovanú veľmi základnú funkciu slučky, ale jednou z nevýhod je, že keď je slučka aktívna, je ovládaná nožnými spínačmi na pedáli. To znamená, že nemôžete meniť nášivky na pedáli, kým je slučka aktívna, pretože v podstate zachytáva funkcie nožných spínačov. Keďže používam MIDI, toto obmedzenie neexistuje, pretože je to jednoducho fyzický problém. To však znamenalo rezervovať 5 nožných spínačov na mojom hlavnom MIDI ovládači pre looper, a tak som sa rozhodol pre ne vytvoriť samostatný ovládač.

Môj pôvodný plán bol zobrať malý kryt Hammond a vložiť 5 nožných spínačov a naučiť sa základné kódovanie Arduino. Keď som sa začal učiť viac a môj kód fungoval, nakoniec ma to motivovalo vyskúšať viac vecí a potom sa to v podstate snežilo do niečoho väčšieho.

Krok 1: Koncepty

Jednou z prvých myšlienok bolo mať iba 5 tlačidiel v rade so stavovými diódami LED. Toto bolo celkom jednoduché modelovať na doske s Arduinom. Pridanie nových funkcií a hardvéru skončilo ako proces, v ktorom som neustále navrhoval a redizajnoval fyzické rozloženie na papieri a staval som na projekte breadboard. Aj keď sme veľa plánovali, veľa práce na tom bolo na začiatku urobených za chodu.

Dva obrázky vyššie zobrazujú úplne prvú kresbu, ktorú som vypracoval na papier, ktorá v prvom rade odštartovala myšlienku, po ktorej nasledoval mesiac poznámok, ktoré formovali fyzické a PCB rozloženie.

Krok 2: Protoyping na Breadboarde

Celý projekt bol postavený na doske a bol testovaný, aby sa zaistilo, že bude úplne fungovať s DD500 predtým, ako sa začnú akékoľvek práce na jeho trvalom umiestnení. V kóde boli pridané niektoré ďalšie funkcie, ktoré dali ovládaču niektoré ďalšie funkcie, ktoré DD500 postrádali. Podrobnejšie sa o nich bude diskutovať v sekcii kódu.

Pedál má 5 nožných spínačov, 4 stavové diódy LED, 5 obrazoviek I2C LCD a je ovládaný systémom Arduino Nano Every. Napája sa z 9V gitarového pedálu PSU prostredníctvom oddeleného oddeľovacieho boxu, ktorý prenáša túto silu cez MIDI kábel pomocou 2 pinov, ktoré sa bežne nepoužívajú na MIDI konektore.

Krok 3: Výroba

Pozrel som sa na veľa možných prípadov umiestnenia projektu a dokonca som sa zaoberal myšlienkou pokúsiť sa ohnúť svoje vlastné puzdro z hliníkových plechov. Nakoniec som sa usadil na kryte Hammond, ktoré bolo dostatočne široké na umiestnenie 5 obrazoviek LCD 16 x 2, ktoré som si vybral.

Nožné spínače boli generickými momentálnymi spínačmi jemného dotyku.

V tejto fáze som sa rozhodol nechať si vyrobiť vlastné montážne lemy obrazoviek, aby predná časť vyzerala čistá, pretože otvory v obrazovke budem ručne vyrezávať pomocou Dremelu a vedel som, že pravdepodobne bude niekoľko oblastí, ktoré budú menej než dokonalé. Nechal som ich vyrezať miestnym dizajnérskym štúdiom, ktoré robí rezanie laserom, najskôr ako kartónové šablóny, aby som sa ubezpečil, že všetky moje veľkosti sú správne, a potom pre konečný kus 3 mm bielym akrylom.

Krok 4: Maketa a rozloženie CAD

Z mojich papierových skíc som použil Inkscape na rozloženie všetkých fyzických komponentov a finalizáciu veľkostí a polôh. V tomto mieste som tiež prišiel na spôsob upevnenia obrazovky. Aby sa minimalizovalo množstvo viditeľných skrutiek vpredu, rozhodol som sa namontovať všetky obrazovky na niektoré hliníkové platne zozadu pomocou stojok a potom by som na ich pripevnenie k krytu potreboval iba 4 skrutky na dosku. tiež by držalo okraje obrazovky na svojom mieste.

Krok 5: Návrh DPS

Na vytvorenie DPS som použil webovú stránku s názvom EasyEDA. Obsahuje prostredie editora, v ktorom môžete nakresliť schému svojich komponentov, zmeniť ich na rozloženie DPS a potom ich exportovať priamo do formátu JLCPCB, z ktorého sa vytvoria dosky. Nikdy predtým som nič podobné nerobil, ale na stránke majú vynikajúceho sprievodcu, ktorý vysvetľuje, ako editor funguje, a do hodiny som nechal dosku navrhnúť a objednať.

Niektoré oblasti na doske boli v tom čase zle navrhnuté kvôli neskúsenosti, ako napríklad použitie jednej 5V koľajnice na napájanie obrazovky, namiesto toho, aby sa každému poskytoval samostatný zdroj. Našťastie žiadne poklesy napätia nestačili na to, aby spôsobili problémy s obrazovkami.

Tabule prišli asi o 2 týždne neskôr a našťastie fungovali bez akýchkoľvek problémov.

Krok 6: Držiaky na obrazovku

Prvými vyrobenými časťami boli držiaky obrazovky. Na to som použil 3 mm hliník a vyvŕtal otvory pre dištančné stĺpiky. Rozmery boli určené položením všetkého na stôl, ako som chcel, aby bol konečný pedál, a meraním z montážnych otvorov na PCB obrazovky. Tiež som k nim umiestnil nožné spínače, aby som pre nich získal vzdialenosti.

Hneď ako boli vyvŕtané všetky otvory, boli obrazovky namontované a skontrolovalo sa, či sú hranaté pomocou pravítka proti plochým spodným okrajom. Všetko bolo doteraz zoradené.

Krok 7: Príloha

Nasledovala úprava prípadu. Nožné spínače a LED diódy boli jednoduché, pretože každý jednoducho vyžadoval otvor 12 mm a 5 mm.

Hlavná časť fyzickej práce sa uskutočnila pri vyrezávaní otvorov v obrazovke. Na vyčistenie otvorov som potom použil Dremel s niekoľkými ťažkými rezacími kotúčmi a rôzne pilníky. Celá táto časť trvala asi 2 hodiny.

Kryt, ktorý som použil, bol navrhnutý na priemyselné účely a bol vyrobený ohnutím jedného kusu kovu a bodovým zváraním rohov. To znamenalo, že bude potrebné vyčistiť tieto rohy pomocou výplne karosérie auta na vyrovnanie nízkych miest a vyplnenie medzier na okraji.

V tomto bode bol prípad úplne pripravený a ja som všetko zosmiešňoval, aby som videl, ako to bude vyzerať.

Krok 8: Uh-Oh

A potom prišlo zistenie, že napriek všetkému plánovaniu a meraniu som urobil jednu OBROVSKÚ chybu. Rozloženie dosky a puzdra som navrhol nezávisle na sebe. V mojej hlave doska sedela takmer v jednej rovine s hornou stenou a za ňou bola krátka vzpera. Neexistoval však žiadny spôsob, akým by sa to mohlo hodiť. A nebol ani priestor na to, aby sa dal bokom. Obrovský dohľad, ale našťastie sa mi to podarilo napraviť, pretože medzi úchytkami obrazovky na zadnom kryte puzdra bolo stále dosť miesta. Niekoľko ďalších dier vyvŕtaných v držiakoch obrazovky a niekoľko dištančných dierok, a sme späť v práci, s dostatočným priestorom na krytie.

Krok 9: Maľujte

Všetko bolo znova rozobraté a puzdro bolo namaľované kovovou červenou cukríkou, po ktorej nasledovalo niekoľko vrstiev laku. Prípad bol ponechaný týždeň na vytvrdnutie, aj keď som zistil, že v tomto momente, keď som všetko budoval, bol lak stále mierne mäkký. Z tohto dôvodu bolo poškodených niekoľko malých oblastí laku. Niečomu, čomu sa chcem v nasledujúcom projekte vyhnúť.

Počas tejto doby som si kúpil 3D tlačiareň a rozhodol som sa z nej vyrobiť niekoľko podložiek pre nožné spínače, pretože tie nylonové, ktoré som si kúpil, mali príšerný žltkastý odtieň a mali malú veľkosť.

Krok 10: Zapojenie

Posledná časť fyzickej montáže bola drôtovanie všetkého. Opäť sa znova objavili problémy s dizajnom puzdra/dizajnu DPS a niektoré polohy záhlavia na doske plošných spojov znamenali kríženie mnohých drôtov cez seba, čo robilo veci trochu chaotickejšími, ako som dúfal.

Drôty pre obrazovky boli zviazané do súprav po 4 kusoch a pomocou teplom zmrštiteľného a pleteného obalu boli vyrobené z jedného kusa.

Krok 11: Kód Arduino

Ako úplný začiatočník v kódovaní Arduino som sa učil sám. Kód je pravdepodobne programovým ekvivalentom „dlhej cesty“, ale potešilo ma, že fungoval tak, ako mal.

Slučka na DD500 má 5 základných funkcií:

• Looper zapnutý/vypnutý
• Nahrávať/Overdub/prehrávať
• Prehrať nahratú slučku
• Zastavte prehrávanie
• Vymazať zaznamenanú slučku

Každá z týchto funkcií má príslušný nožný spínač a, s výnimkou tlačidla zastavenia, stavovú LED diódu. LCD obrazovky sa tiež aktualizujú o relevantné informácie a ukazujú, či je pedál v režime nahrávania, overdubbingu alebo prehrávania, a tiež to, akú funkciu bude vykonávať každý nožný spínač v závislosti od toho, čo sa v tom čase deje.

Jednou z ďalších funkcií, ktoré som pridal, bolo sledovať, koľkokrát bola funkcia záznamu/overdub aktivovaná. Toto sa v kóde zaznamenáva zvýšením celého čísla, ktoré sa zobrazí na obrazovke „vyrovnávacia pamäť“so zoznamom počtu zaznamenaných stôp. Aj keď DD500 nemôže vymazať jednotlivé stopy, pridal som to len ako kódovacie cvičenie, aby som zistil, či to dokáže fungovať.

Zdá sa, že je problém s nahrávaním súborov do Instructables, a preto som namiesto toho vložil kópiu kódu na Pastebin na:

V kóde boli použité 2 knižnice:

LiquidCrystal_I2C

MIDY knižnica FortySevenEffects

Krok 12: Záver

Jedna z najväčších vecí, ktoré si z tohto projektu odnášam, je to, že plánovaním toľko, koľko môžete vopred, sa môžete vyhnúť potenciálnym problémom. Problémy s montážou PCB zdôrazňujú ich dôležitosť. Vedenie dobrých poznámok je tiež niečo, čo veľmi odporúčam. Bez nich by som mohol mať viac problémov, ako som mal. V súčasnej dobe staviam svoj druhý MIDI kontrolér a tentokrát som vynaložil väčšie úsilie na zefektívnenie svojho kódu a návrh svojho hardvéru okolo toho, ako by mala byť namontovaná doska plošných spojov.