MIDI juhitav LED -struktuur: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Tõelise muusikasõbrana ning elektroonika- ja arvutiteaduse üliõpilasena olen alati tahtnud ehitada MIDI -seadmeid, mida saaksin kasutada elektroonilise muusika loomiseks.

Pärast paljude etenduste ja muusikafestivalide külastamist hakkas mul esinemiste ajal tõsine huvi valgusetenduste vastu.

Pärast palju uurimistööd olen enamasti leidnud ainult seadmeid, mis kasutavad mikrofoni ega saa lubada LED -ide juhtimist täpselt nii, nagu soovite.

DAW ja MIDI signaalidega üha rohkem tuttavaks saades otsustasin selle projektiga alustada!

See koosneb 3D -struktuurist koos integreerimata LED -idega, mida tegelikult juhitakse MIDI -signaalide abil (NoteOn, NoteOff ja CC Messages).

Nii et muusik saaks kontrollida iga LED -i värvi ja intensiivsust, kasutades ainult iga DAW poolt genereeritud MIDI -signaale.

Selle ideega tahtsin valgusshowde abil loovust tõhustada ja lubada igaühel omale luua, muuta iga visuaalne etendus ainulaadseks.

Samm: materjalid

Põhimõtteliselt koosneb see projekt kahest osast: MIDI vastuvõtuahel ja LED -struktuur; ja mikrokontroller nende osade ühendamiseks ja DAW -st tulevate MIDI -signaalide "tõlkimiseks" LED -ribadeks. Siin on iga osa jaoks vajalike materjalide loend.

MIDI vastuvõtuahel:

• 1 x 6N138 optron
• 1 x 1N914 diood
• 1 x 5-pin Din Jack (MIDI Jack)
• 2 x 220 oomi takistid
• 1 x 4,7 K oomi takisti
• 1 USB/MIDI pesa

LED struktuur:

Kasutasin WS2812B LED -idel põhinevaid RGB LED -ribasid, mida saab juhtida ainult 1 digitaalse pordiga. Kui kavatsete kasutada suurt hulka LED -e, peate võib -olla hoolitsema maksimaalse vajaliku voolu eest (1 LED võib tarbida kuni 60 mA). Kui mikrokontroller ei saa selle maksimaalse väärtusega hakkama, vajate teist 5 V toiteallikat, mis suudab piisavalt voolu tarnida. Kasutasin 5V - 8A vahelduvvoolu/alalisvoolu adapterit koos spetsiaalse väljundadapteri ja lülitiga.

Märkus. Tundub, et saate kasutada arvuti toiteplokki, kuna nad teavad tõeliselt suurt voolu, kuid peate veenduma, et see tagab stabiilse 5 V alalispinge, võib -olla 36 oomi 5 vatti võimsustakisti maa (must) ja 5 V väljundi (punane) vahel, et takisti läbiks piisavalt voolu ja seega stabiilne 5 V.

Lõpuks kasutasin MIDI -signaalide ja LED -ribade vahelise ühenduse loomiseks lihtsat kruvikilbiga Arduino Unot.

2. samm: ehitage MIDI sisendahel

Kui olete huvitatud sellest, mis on täpselt MIDI -protokoll ja kuidas see toimib, soovitan teil tungivalt vaadata YouTube'i kanalit Notes ja Volts, kus on palju huvitavaid ja uuenduslikke õpetusi ning MIDI Arduino projekte.

Selles osas keskendun ainult MIDI sisendahelale. Enne komponentide jootmist võib olla hea mõte prototüüp prototüübile ehitada ja kontrollida, kas DAW -st tulevad MIDI -signaalid on mikrokontrolleri poolt hästi vastu võetud.

Järgmised kaks videot kirjeldavad vooluahela ehitamist ja testimist:

• Ringkonnakohtu ehitamine
• Vooluahela testimine

Lõpuks võib olla hea mõte vaadata ka seda videot, et mõista CC -sõnumeid ja seda, kuidas teie mikrokontroller võib automatiseerimisklippe tõlgendada, et juhtida näiteks LED -i heledust.

3. toiming: FL Studio konfigureerimine (valikuline)

Kuna ma tunnen end FL Studio kasutamisel mugavalt, selgitan, kuidas selle MIDI -liidest õigesti konfigureerida, kuid olen üsna kindel, et see protseduur ei tohiks mõne muu digitaalse helitööjaama kasutamisel drastiliselt erineda.

Esiteks peate lihtsalt ühendama USB/MIDI pesa arvutiga. Tavaliselt on sellistel seadmetel sisseehitatud püsivara ja neid tunnustatakse MIDI -seadmetena isegi siis, kui neid pole. Seejärel avage aken "Seaded" (vajutades klahvi F10). Kui kõik töötab korralikult, märkate väljundi jaotises mõningaid väljund -MIDI -seadmeid. Valige oma seade ja veenduge, et see on SEES.

Seejärel peate määratlema oma pordi numbri ja seda meeles pidama (näiteks 0). Sulgege see aken (parameetrid salvestatakse automaatselt) ja lisage uus kanal: MIDI Out.

Viimane asi, mida peate tegema, on määratleda selle uue kanali port: veenduge, et valisite sama pordi numbri, mille määrasite jaotises "Seaded": seda tehes on teie kanalilt tulevad MIDI -sõnumid nüüd ühendatud MIDI väljundiga.

Nüüd, kui kanalit MIDI Out mängib noot, saadetakse MIDI -liidese kaudu teade "NoteOn". Samamoodi saadetakse märge vabastamisel teade "NoteOff".

Veel üks huvitav funktsioon, mis on kaasas MIDI Out kanaliga, on võimalus juhtida potentsiomeetritega erinevaid parameetreid. Paremklõpsates ühel neist ja valides "Seadista …", saate saata neile CCM-sõnumeid (väärtus vahemikus 0 kuni 127), mida kasutatakse LED-ide heleduse juhtimiseks: valige CC ja seejärel Nõustu.

Tavaliselt on FL Studio nüüd valmis teie MIDI -liidesesse andmeid saatma! Järgmine on kirjutada kood Arduinos vilkuma ja kohandada see oma LED -struktuuriga.

4. samm: LED -ide ühendamine

LED -ribade ühendamine on üsna lihtne, kuna need vajavad ainult +5 V, GND ja andmeid. Kuna aga plaanisin ühendada neist rohkem kui 20, otsustasin kasutada mitut Arduino PWM tihvti ja deklareerida mitu Adafruit_NeoPixeli eksemplari (kooes), et vältida soovimatut viivitust.

Lisatud pilt kavatseb selgitada ka elektroonika toimimist:

• LED -ribasid toidab otse toiteallikas.
• Arduino toiteks kasutatakse toitelülitit
• MIDI sisendahelat toidab Arduino lüliti sisselülitamisel

Samm: 3D -struktuuri eemaldamine

Siiani oli see osa pikim, kuna olin 3D-printimise (ja modelleerimise) osas täiesti uus. Tahtsin kujundada struktuuri, mis nägi välja nagu pooleldi lõhkenud kärbitud ikosaeeder (jah, mul kulus kuju täpse nime leidmiseks veidi aega).

Loomulikult võite vabalt kujundada oma mudeli soovitud kujuga! Ma ei täpsusta modelleerimisprotsessi, kuid STL -failid leiate selle struktuuri kujundamisel.

Erinevate osade kokkupanek võttis omajagu aega, kuna pidin panema kummassegi ühe LED -i ja ühendama need kõik, jootes suure hulga juhtmeid südamiku sisse, mis on praegu üsna räpane!

Märkus: kui soovite sellist struktuuri kujundada, vajate 10 kuusnurkset tükki (umbes 3 tundi, kasutades PP3DP UP miniprinterit) ja 6 viisnurkset tükki (2 tundi).

Kui igas osas on üks LED, peate ühendama iga 5V ja GND klemmi kokku ning ühendama iga LED -i mitu sisend- ja väljundklemmi nii, nagu need ühendatakse.

Lõpuks kasutasin iga näo katmiseks ja ühtlaseks valgustamiseks LED -hajutavat akrüüli.

Pärast seda on jäänud ainult kood, mis näitab, et see pole nii keeruline!

6. samm: kood

Nagu ma eelmises osas mainisin, selgub, et kood on üsna lihtne!

Tegelikult koosneb see ainult ühest MIDI eksemplarist ja mitmest Adafruit_NeoPixeli eksemplarist (nii palju kui on erinevaid ribasid).

Põhimõtteliselt töötab MIDI -klass pärast deklareerimist teatud tüüpi katkestustega: NoteOn, NoteOff ja CCMessage. Kui MIDI sisendcicruit edastab ühe neist spetsiifilistest signaalidest Arduinole, kutsutakse assotsieerunud alamprogramm. Seejärel lülitab kood sisse ainult NoteOn -signaali konkreetse LED -i, lülitab selle seotud NoteOff -signaali alla ja värskendab CCMessage'i riba heledust.

Samuti määratlesin lihtsa funktsiooni, mis annab võimaluse valida LED -ide värvi, lugedes NoteOn -signaaliga kaasnevat kiirust ja iga LED võib olla kas punane, lilla, sinine, türkiissinine, roheline, kollane, oranž või valge, sõltuvalt kiiruse väärtusest 0 kuni 127.

Oluline on tähele panna, et kui visandi üleslaadimisel peate oma visandi üleslaadimisel lahti ühendama RX -pistiku (mis pärineb MIDI sisendahelast)!

7. samm: mis nüüd?

Praegu töötan kohandatud korpuse kallal, et manustada kogu elektroonika ja mõtlen ka struktuurile nime! Palun andke mulle teada, kas teile see projekt meeldis, ja töötan erinevate saadete kallal, kuna kavatsen seda juhendit värskendada rohkemate videotega!