Viackanálová MIDI slučková stanica Arduino: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Loopová stanica alebo slučka je v podstate nástroj na prehrávanie vašich inštrumentálnych riffov (slučiek) v reálnom čase. Nie je to určené ako záznamové médium, ale nástroj na formovanie inšpirácie bez rušenia (a prípadne naživo …).

Existuje množstvo staníc so zvukovými záznamovými slučkami, či už vo forme vyhradeného hardvéru (takmer každý jeden výrobca gitarových pedálov má svoj vlastný produkt) alebo počítačového softvéru (vynikajúci Linux Sooper Looper alebo Windows Mobius, aby sme uviedli najznámejšie). Dokázal som nájsť iba niekoľko projektov o DIY non-audio, ale MIDI looperoch, čo znamená nástroj na zaznamenávanie MIDI udalostí a ich okamžité prehrávanie v slučke; väčšina z týchto projektov (všetky by som mal povedať) sú opustené alebo stratené … no, tu sme s kompletným projektom pre každého!

Táto slučková MIDI stanica Arduino jednoducho sleduje prichádzajúce MIDI udalosti a prehráva ich. Musíte iba stlačiť pedál záznamu, vytvoriť najlepší riff a zastaviť nahrávanie opätovným stlačením pedála. Super ľahké:)

Tento projekt je založený na ľahko dostupnom otvorenom hardvéri (Arduino DUE), softvéri (môj vlastný firmvér a Arduino IDE) a je možné ho prispôsobiť tak, aby zodpovedal vašim preferenciám.

Poďme na to!

PS: áno, je to super lacné!

Krok 1: Limity

Predtým, ako začnete získavať hardvérové diely pre projekt, poviem vám, aké sú jeho limity, aby ste sa tu mohli rozhodnúť pokračovať alebo zastaviť.

- z dôvodu hardvérových limitov (v podstate pamäť Aduino DUE) je predvolená maximálna dĺžka frázy, ktorú môžete nahrať, obmedzená na 46 sekúnd.

- slučky nie je možné ukladať a prehrávať po vypnutí. Môžete ich však odoslať do počítača a uložiť ich.

- neexistuje žiadna kvantifikácia poznámok.

- MIDI hodiny sú podporované, ale v tejto chvíli sú v predbežnej fáze.

- MIDI zaznamenané správy sú zapnuté, vypnuté, ovládacie zmeny a ohyb tónu; ostatné MIDI správy, ako napríklad po dotyku, zmene programu, SysEx atď., sa nebudú brať do úvahy.

- maximálna polyfónia je predvolene nastavená na 10 (opäť limity pamäte Aduino DUE).

Pozitívom je, že sú podporované MIDI toky z viacerých rôznych nástrojov, z ktorých každý vysiela na svojom vlastnom kanáli; to znamená, že môžete nahrávať viac MIDI nástrojov naraz, vrstvených alebo s vlastnou stopou (ďalší profesionáli v nasledujúcom kroku;)).

Ak sa vám život s týmito obmedzeniami zdá rozumný (a to je pre mňa), budete sa pri tejto veci veľmi dobre baviť;)

Krok 2: Ako to funguje

MIDI slučková stanica je tu veľmi jednoduchá. Funguje to podobne ako tie hardvérové stanice so zvukovými slučkami, ktoré má každý výrobca gitarových pedálov vo vlastnom katalógu.

1) Vyberte skladbu, do ktorej chcete nahrať svoju MIDI sekvenciu. V predvolenom nastavení je zvolená skladba „jedna“, ale môžete ju zmeniť stlačením jedného z tlačidiel stôp (po jednej pre každú skladbu).

2) Keď prvýkrát stlačíte spínač „REC“/nožný pedál, zapojí sa slučka. Rozsvieti sa zelená LED dióda. Počká sa, kým sa neobdrží vaša prvá poznámka, než začnete nahrávať skutočnú sekvenciu/riff.

3) Keď ste skončili svoju sekvenciu, opätovným stlačením spínača „REC“/nožného pedála definujte skutočnú dĺžku riffu. Zelená LED dióda zhasne. Slučka začne okamžite reprodukovať vašu MIDI sekvenciu. Ak dosiahnete maximálny čas, nahrávanie sa automaticky zastaví a sekvencia sa začne reprodukovať v slučke.

4) Teraz sa môžete rozhodnúť nadmerne nahrať svoju sekvenciu na aktuálnej skladbe alebo vybrať novú skladbu a nahrávať na ňu stlačením spínača „REC“/nožného pedála. V oboch prípadoch sa rozsvieti žltá dióda LED, aj keď je nová stopa prázdna, pretože ide o „podradenú“stopu (podriadenú úplne prvej zaznamenanej skladbe). Opätovným stlačením zastavíte overdubbing (žltá dióda LED zhasne).

Pre tých z vás, ktorí majú radi zvukové slučkové stanice, sa táto MIDI postupnosť nazýva „REC/PLAY/OVERDUB“a je jediná podporovaná.

Ak máte kedykoľvek pocit, že váš posledný overdub nie je v poriadku, môžete ho odstrániť stlačením prepínača „Späť“/nožného pedála. Celú aktuálnu stopu môžete vymazať podržaním pedála „REC“na viac ako 3 sekundy; Looper (reset softvéru) môžete resetovať súčasným stlačením prvých troch tlačidiel stôp alebo vymazaním všetkých použitých stôp.

Skladbu môžete stlmiť/zapnúť stlačením tlačidla stopy na aktuálnej skladbe.

Môžete poslať PANIKU! správu stlačením tlačidla paniky. Môžete dokonca poslať PANIKU! správu stlačením súčasných tlačidiel prvých dvoch skladieb.

Looper má vstavaný jednoduchý metronóm: poznámka k MIDI správe pre notu číslo „64“je odoslaná pri 100 BPM na kanáli 10 (kanál, ktorý pravdepodobne počúva váš bicie zariadenie). Tempo môžete zvýšiť alebo znížiť pomocou optického kodéra; stlačením prepínača optického kodéra môžete zapnúť/vypnúť metronóm. Všimnite si toho, že váš bicí automat musí byť nastavený tak, aby pri príjme MIDI noty „64“prehrával zvuk (malé, basové alebo iný zvuk, ktorý uprednostňujete), inak bude metronóm stlmený.

Barebone verziu tejto MIDI loopstation je možné vytvoriť jediným nožným spínačom na spustenie a zastavenie nahrávania. Podržaním spínača dlhšie ako 3 sekundy sa slučková stanica znova inicializuje.

Ak chcete investovať ďalší čas do vývoja hardvéru, pridanie prepínačov a tlačidiel urobí stanicu smyčky flexibilnejšou. Na obrázku je, ako som nakonfiguroval svoje štyri stopy (je podporovaných až päť), plne funkčnú slučkovú stanicu.

DÔLEŽITÁ POZNÁMKA: Hardvér v mojich obrázkoch je prototypom. Použil som viac konektorov, ako bolo treba, ale iba štyri tlačidlá pre stopy. Dôvodom je, že keď som začal s projektom, nebol som si úplne istý, aké budú konečné požiadavky.

Tlačidlá a nožné spínače sú elektronicky ekvivalentné a môžete používať jedno namiesto druhého; pre moje potreby, pretože je tu vždy príliš málo podlahového priestoru (sakra krásne efektové pedále;)), obmedzil som nožné pedále na funkciu jediného REC.

Krok 3: Hardvér

Kusovník:

Plne vybavená 5-stopá MIDI loop stanica

1x Arduino DUE

7x krátkodobé stlačenie tlačidiel

1x plastové puzdro (použil som puzdro 150 x 110 x 70 mm)

2x 5-kolíkový konektor MIDI s konektorom DIN pre montáž na panel

1x 6,3 mm zásuvka pre montáž na panel

1x obojstranná perf. Doska 50x70 mm

5x 3 mm LED (zelená)

1x 3 mm LED (žltá)

1x optický kodér

1x optočlen H11L1

1x dióda 1N4148

Rezistory 3x 1000 ohmov

3x 220 ohmový odpor

Rezistory 10 x 470 ohmov

Nejaký spájkovací drôt, nejaké káble, spájkovacia stanica … a voľný čas:)

Čas potrebný na dokončenie projektu: 6-9 hodín

Prečo nie UNO?

Prvé testy (a počiatočný pracovný kód) boli napísané na „bežnej“doske arduino UNO. Táto doska má limity RAM, ktoré ma prinútili znížiť polyfóniu na „4“, maximálnu dĺžku na menej ako 4 sekundy a rozlíšenie 40 ms pri max. To bez viackanálového spracovania. Odstránením tiež sledovania rýchlosti som mohol predĺžiť čas nahrávania až na 7 sekúnd.

S UNO môžete potom realizovať „fungujúcu“MIDI slučkovú stanicu, ale veľmi obmedzenú.

Krok 4: Softvér

Softvér sa vo veľkej miere spolieha na MIDI knižnicu FortySevenEffects. Táto knižnica je skvelá a robí tento druh projektov uskutočniteľným aj pre geodikov, ktorí nie sú kodéri, ako som ja.

Arduino IDE a jeho komunita je ďalšou dôležitou súčasťou tohto „úspechu“.

Nebudem zachádzať do podrobností o tom, ako nahrať skicu do svojho arduina DUE. Ak je to vaša prvá skúsenosť s arduino IDE, najskôr si to prečítajte.

Napísal som dve rôzne verzie kódu na základe dvoch úplne odlišných prístupov.

Pracovný princíp verzie 1 je, že počas nahrávania alebo overdubbingu Arduino DUE kontroluje a ukladá do svojej (volatilnej) pamäte podporované udalosti MIDI (poznámka zapnutá, poznámka vypnutá, zmena ovládania a ohyb tónu); časová os je kvantifikovaná v krokoch po 20 ms a prijaté správy sú podľa toho uložené v týchto slotoch. Pri hraní sa uložené MIDI správy odosielajú späť do syntetizátora, pričom sa rešpektuje kvantovanie času.

Pracovným princípom verzie 2 je namiesto toho „jednoducho“zaznamenať udalosť midi a čas, v ktorom musí byť udalosť spustená. Verzia 2 má iné limity ako verzia 1 (uvedené v predchádzajúcom kroku). vyskúšajte obidva a použite ten, ktorý vám robí lepšie.

K dispozícii je aj predbežné ovládanie hodín, ale bude potrebovať niekoľko vylepšení, aby fungovalo tak, ako by malo. Kód predpokladá, že zaznamenáte slučku 4/4 - 4 bary (16 úderov).

Externé hodiny môžete deaktivovať podržaním stlačeného tlačidla „paniky“pri zapnutí slučky.

Kódy sa nahrávajú TU. Všade sú umiestnené komentáre, aby ste mohli tento firmvér ľubovoľne ohýbať;)

Krok 5: Zapojenie

Obvody MIDI IN a MIDI OUT sú uvedené na priložených obrázkoch. Všimnite si, že sa používajú TX1 a RX1, nie TX0 a RX0.

Vstupné piny Arduino DUE nezvládajú 5V, ale 3,3V; preto sa namiesto bežnejšieho 6N138 používa optočlen H11L1. Mám dôkazy, že použitie 6N138 v spojení s deličom napätia na zníženie signálneho napätia prechádzajúceho na TX1, ako v mojom prvom prototype, môže v niektorých nastaveniach fungovať chybne.

LED diódy sú k výstupným kolíkom Arduino DUE pripojené prostredníctvom odporov 470 Ohm. Na zníženie prúdu smerujúceho do LED a zníženie ich svietivosti môžete použiť odpory až do 1 K ohm.

Tlačidlá/prepínače/konektory sú priamo pripojené k vstupným kolíkom Arduino vďaka vstupným pullup rezistorom, aktivovaným v náčrte. Externé (pulldown) rezistory nie sú potrebné.

Optický kodér je pripojený na GND a +5V. Ide na vstupné piny Arduino prechádzajúce cez 2 480 ohmové odpory, jeden pre každý optický dátový výstup.

Arduino DUE je napájané priamo z 5V kolíka a uzemnenia pomocou rozbočovača +5V DC.

Všetky pozemky sú spojené.

V prílohe je tabuľka s prepojením z arduino pinov na IN/OUT perifériu. Čísla pinov Arduino odrážajú čísla v mojom proptotypovom hardvéri a mohli by vyzerať (nejakým spôsobom sú …) náhodné. Umiestnenie špendlíka v náčrte môžete ľubovoľne upraviť;)

Krok 6: Čo keď mám viac ako jeden zdroj MIDI?

Po krátkom hľadaní fúzie MIDI som zistil, že najpraktickejším (a najlacnejším) riešením je MIDI prepínač.

MIDI prepínač je pasívne zariadenie, ktoré umožňuje zdroj MIDI a deaktivuje všetky ostatné zdroje. Také jednoduché.

Srdcom MIDI prepínača je viacpolohový (môj je 6 -pólový), 2 -pólový spínač. Je veľmi dôležité, aby počet pólov bol "2", pretože každá zásuvka MIDI musí byť úplne prerušená, ak nie je vybratá a nie je v spojení s ostatnými. V prílohe je fotka tej, ktorú som realizoval pre vlastnú potrebu.

V TOMTO ODKAZE schéma.