MIDI vezérelt LED felépítés: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Igazi zenekedvelőként, valamint elektronika és informatika szakos hallgatóként mindig is szerettem volna olyan MIDI eszközöket építeni, amelyeket felhasználhatnék elektronikus zene létrehozásához.

Miután sok show -n és zenei fesztiválon vettem részt, elkezdtem igazán érdeklődni a fényműsorok iránt az előadások során.

Sok kutatás után többnyire csak olyan eszközöket találtam, amelyek mikrofont használnak, és nem engedik, hogy a LED -eket pontosan a kívánt módon vezéreljék.

Azáltal, hogy egyre jobban megismertem a DAW és a MIDI jeleket, úgy döntöttem, hogy elkezdem ezt a projektet!

3D szerkezetből áll, beépített LED -ekkel, amelyeket valójában MIDI jelek vezérelnek (NoteOn, NoteOff és CC Messages).

Így a zenész csak a DAW által generált MIDI jelek segítségével szabályozhatja az egyes LED -ek színét és intenzitását.

Ezzel az ötlettel szerettem volna a kreativitást fényshow -k segítségével fokozni, és lehetővé tenni mindenkinek, hogy sajátját építse, és minden vizuális előadást egyedivé tegyen.

1. lépés: Anyagok

Ez a projekt alapvetően két részből áll: egy MIDI vételi áramkörből és a LED szerkezetből; és egy mikrokontrollert, amely összekapcsolja ezeket az alkatrészeket és "lefordítja" a DAW -ból érkező MIDI jeleket a LED csíkokra. Itt található az egyes alkatrészekhez szükséges anyagok listája.

MIDI vételi áramkör:

• 1 x 6N138 optocsatoló
• 1 x 1N914 dióda
• 1 x 5 tűs Din Jack (MIDI Jack)
• 2 x 220 Ohm ellenállás
• 1 x 4,7K ohmos ellenállás
• 1 USB/MIDI csatlakozó

LED szerkezet:

WS2812B LED -eken alapuló RGB LED -csíkokat használtam, amelyek csak 1 digitális porttal vezérelhetők. Ha nagyszámú LED használatát tervezi, előfordulhat, hogy törődnie kell a szükséges maximális árammal (1 LED legfeljebb 60 mA -t fogyaszthat). Ha a mikrokontroller nem tudja kezelni ezt a maximális értéket, akkor szüksége lesz egy másik 5 V -os tápegységre, amely elegendő áramot tud szolgáltatni. 5V - 8A AC/DC adaptert használtam, dedikált kimeneti adapterrel és kapcsolóval.

Megjegyzés: Úgy tűnik, hogy használhat számítógépes tápegységet, mivel tudják, hogy valóban nagy áramot tud szolgáltatni, de meg kell győződnie arról, hogy stabil 5 V egyenfeszültséget szolgáltat, esetleg egy 36 Ohm 5 Wattos ellenállás a föld (fekete) és az 5 V -os kimenet (piros) között, hogy elegendő áram folyjon az ellenálláson, és így stabil 5 V -ot biztosítson.

Végül egy egyszerű Arduino Uno -t használtam, csavaros árnyékolással, hogy létrehozzam a kapcsolatot a MIDI jelek és a LED csíkok között.

2. lépés: A MIDI bemeneti áramkör kiépítése

Ha érdekli, hogy pontosan mi a MIDI protokoll és hogyan működik, ajánlom figyelmébe a Notes and Volts YouTube csatornát, ahol sok érdekes és innovatív oktatóanyag és MIDI Arduino projekt található.

Ebben a részben csak a MIDI bemeneti áramkörre koncentrálok. Jó ötlet lehet prototípust építeni egy protoboardra, és ellenőrizni, hogy a DAW -ból érkező MIDI jeleket jól fogadja -e a mikrokontroller, mielőtt belekezdene az alkatrészek forrasztásába.

Az alábbi két videó leírja az áramkör felépítését és tesztelését:

• Az áramkör építése
• Az áramkör tesztelése

Végül az is jó ötlet lehet, ha megnézzük ezt a videót, hogy megértsük a CC üzeneteket, és hogy miként értelmezhetik az automatizálási klipeket a mikrokontrollerei például a LED fényerejének szabályozására.

3. lépés: Az FL Studio konfigurálása (opcionális)

Mivel jól érzem magam az FL Studio használatával, elmagyarázom, hogyan kell megfelelően konfigurálni a MIDI felületét, de biztos vagyok benne, hogy ez az eljárás nem lehet drasztikusan más, ha másik digitális audio munkaállomást használ.

Először csak csatlakoztatnia kell az USB/MIDI aljzatot a számítógéphez. Általában az ilyen eszközök beágyazott firmware -t tartalmaznak, és MIDI -eszközként ismerik fel őket, még akkor is, ha nincsenek rajta. Ezután nyissa meg a "Beállítások" ablakot (az F10 billentyű megnyomásával). Ha minden megfelelően működik, akkor néhány kimeneti MIDI eszközt fog látni a kimeneti részben. Válassza ki az eszközt, és győződjön meg arról, hogy be van kapcsolva.

Ezután meg kell határoznia a port számát, és ezt szem előtt kell tartania (például 0). Csak zárja be ezt az ablakot (a paraméterek automatikusan mentésre kerülnek), majd adjon hozzá egy új csatornát: MIDI Out.

Ezután az utolsó dolog, amit meg kell tennie, hogy meghatározza az új csatorna portját: győződjön meg arról, hogy ugyanazt a portszámot választotta, amelyet a "Beállítások" részben megadott: ezzel a csatornájáról érkező MIDI -üzenetek most a MIDI kimenethez kapcsolódik.

Most, amikor egy hangot a MIDI Out csatorna játszik le, a "NoteOn" üzenetet küldi a MIDI interfészen keresztül. Hasonló módon a „NoteOff” üzenet is elküldésre kerül a jegyzet kiadásakor.

A MIDI Out csatorna másik érdekes tulajdonsága, hogy potenciométerekkel szabályozható a különböző paraméterek. Ha a jobb egérgombbal rákattint valamelyikre, és a "Konfigurálás …" lehetőséget választja, CCMüzeneteket (0 és 127 közötti érték) küldhet a LED-ek fényerejének szabályozására: válassza a CC, majd az Elfogadás lehetőséget.

Általában az FL Studio készen áll arra, hogy adatokat küldjön a MIDI interfészére! A következő az, hogy írja be a kódot, hogy villogjon az Arduino -ban, és igazítsa azt a LED szerkezetéhez.

4. lépés: A LED -ek csatlakoztatása

A LED szalagok csatlakoztatása meglehetősen egyszerű, mivel csak +5V, GND és adatot igényelnek. Mivel azonban több mint 20 -at akartam összekapcsolni, úgy döntöttem, hogy több Arduino PWM csapot használok, és deklarálok több Adafruit_NeoPixel példányt (a coe -ban), hogy elkerüljük a nem kívánt késedelmet.

A mellékelt kép elmagyarázza az elektronika működését is:

• A LED -szalagokat közvetlenül a tápegység táplálja.
• Az Arduino tápellátására tápkapcsolót használnak
• a MIDI bemeneti áramkört az Arduino táplálja, amikor bekapcsolja a kapcsolót

5. lépés: A 3D struktúra elvetése

Eddig ez a rész volt a leghosszabb, mivel teljesen új voltam a 3D nyomtatásban (és modellezésben). Olyan szerkezetet akartam tervezni, amely úgy nézett ki, mint egy félig felrobbant csonka ikozaéder (igen, eltartott egy ideig, amíg megtaláltam az alak pontos nevét).

Természetesen szabadon megtervezheti saját modelljét a kívánt formával! Nem részletezem a modellezési folyamatot, de megtalálja az STL fájlokat, ha meg szeretné tervezni ezt a struktúrát.

A különböző alkatrészek összeszerelése eltartott egy ideig, mivel minden LED -be egy -egy LED -et kellett helyeznem, és mindegyiket össze kellett kötni nagyszámú vezeték forrasztásával a jelenleg elég rendetlen mag belsejében!

Megjegyzés: ha ilyen szerkezetet szeretne tervezni, akkor szüksége lesz 10 hatszögletű darabra (kb. 3 órára PP3DP UP mini nyomtatóval) és 6 ötszögletű darabra (2 óra).

Ha mindegyik részen egy LED van, akkor minden 5V és GND csatlakozót össze kell kötni, és az egyes LED -ek több bemeneti és kimeneti csatlakozóját úgy kell csatlakoztatni, ahogyan azokat csatlakoztatni kell.

Végül LED diffúz akrilt használtam az arcok lefedésére és azok folyamatos megvilágítására.

Ezután már csak a kód maradt, amelyből kiderül, hogy nem olyan bonyolult!

6. lépés: A kód

Ahogy az előző részben említettem, a kód kiderül, hogy nagyon egyszerű!

Valójában csak egy MIDI -példányból és több Adafruit_NeoPixel -példányból áll (amennyi különböző csík van).

Alapvetően, miután deklarálták, a MIDI osztály bizonyos típusú "megszakításokkal" működik: NoteOn, NoteOff és CCMessage. Amikor a MIDI bemeneti cicruit az egyik ilyen jelet továbbítja az Arduino -nak, a társított alprogramot hívják meg. Ezután a kód mindössze annyit tesz, hogy bekapcsol egy adott LED -et a NoteOn jelzésen, kikapcsolja azt a társított NoteOff jelnél, és frissíti a CCMessage csík fényerejét.

Ezenkívül definiáltam egy egyszerű funkciót, amely lehetővé teszi a LED -ek színének kiválasztását a NoteOn jelzéssel érkező sebesség leolvasásával, és minden LED lehet piros, lila, kék, türkiz, zöld, sárga, narancs vagy fehér, attól függően, hogy a sebesség értéke 0 és 127 között van -e.

Fontos megjegyezni, hogy a vázlat feltöltésekor le kell választania az RX -tűt (a MIDI bemeneti áramkörből), mivel a soros port (amelyet a folyamat során használnak) csatlakozik ehhez a csaphoz!

7. lépés: Most mi van?

Jelenleg egy egyedi házon dolgozom, amely beágyazza az összes elektronikát, és gondolkodom a szerkezet nevén is! Kérem, ossza meg velem, ha tetszett ez a projekt, és különböző műsorokon dolgozom, miközben tervezem, hogy frissítem ezt az oktatóanyagot további videókkal!