MIDI krmiljena struktura LED: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Kot pravi ljubitelj glasbe ter študent elektronike in računalništva sem si vedno želel izdelati MIDI naprave, ki bi jih lahko uporabil za ustvarjanje elektronske glasbe.

Po obisku številnih razstav in glasbenih festivalov so me začele zelo zanimati svetlobne oddaje med nastopi.

Po dolgem raziskovanju sem večinoma našel le naprave, ki uporabljajo mikrofon in ne morejo dovoliti, da LED diode upravljajo tako, kot želite.

Ker sem se vedno bolj seznanjal s signali DAW in MIDI, sem se odločil, da začnem s tem projektom!

Sestavljen je iz 3D strukture z nekoroporiranimi LED diodami, ki jih dejansko nadzirajo signali MIDI (sporočila NoteOn, NoteOff in CC).

Tako je glasbenik lahko nadzoroval barvo in jakost vsake LED le z uporabo MIDI signalov, ki jih ustvari kateri koli DAW.

S to idejo sem želel povečati ustvarjalnost s svetlobnimi šovi in vsakomur omogočiti, da si ustvari svojega, da bo vsaka vizualna predstava edinstvena.

1. korak: Materiali

V bistvu je ta projekt sestavljen iz dveh delov: sprejemnega vezja MIDI in strukture LED; in mikrokrmilnik za povezavo teh delov in "prevajanje" MIDI signalov, ki prihajajo iz DAW, na LED trakove. Tu je seznam materialov, potrebnih za vsak del.

MIDI sprejemno vezje:

• 1 x Optoelement 6N138
• 1 x 1N914 dioda
• 1 x 5-pin Din Jack (MIDI Jack)
• 2 x 220 ohmski upori
• 1 x 4,7K ohmski upor
• 1 priključek USB/MIDI

LED struktura:

Uporabil sem trakove RGB LED na osnovi LED WS2812B, ki jih je mogoče upravljati samo z enim digitalnim vhodom. Če nameravate uporabiti veliko LED, boste morda morali skrbeti za največji potreben tok (1 LED lahko porabi največ 60 mA). Če mikrokrmilnik ne zmore te največje vrednosti, boste potrebovali še en 5V napajalnik, ki lahko odda dovolj toka. Uporabil sem 5V - 8A AC/DC adapter z namenskim izhodnim adapterjem in stikalom.

Opomba: Zdi se, da lahko uporabite računalniško napajalno enoto, saj vedo, da lahko oddajajo zelo velik tok, vendar se morate prepričati, da oddaja stabilno 5V DC napetost, morda z uporabo 36 ohmov 5 -vatni močnostni upor med ozemljitvijo (črna) in izhodom 5 V (rdeča), da skozi upor prehaja dovolj toka in tako zagotovi stabilnih 5 V.

Nazadnje sem uporabil preprost Arduino Uno z vijačnim ščitnikom za povezavo med MIDI signali in LED trakovi.

2. korak: Izdelava vhodnega vezja MIDI

Če vas zanima, kaj točno je protokol MIDI in kako deluje, vam toplo priporočam, da preverite kanal YouTube Notes in Volts, kjer je veliko zanimivih in inovativnih vadnic ter projektov MIDI Arduino.

V tem delu se bom osredotočil le na vhodno vezje MIDI. Morda bi bilo dobro, če na protoboru zgradite prototip in preverite, ali mikrokrmilnik dobro sprejme signale MIDI, ki prihajajo iz DAW, preden začnete spajkati komponente.

Naslednja dva videoposnetka opisujeta, kako sestaviti in preizkusiti vezje:

• Gradnja vezja
• Testiranje vezja

Nazadnje bi bilo morda dobro pogledati tudi ta videoposnetek, da bi razumeli sporočila CC in kako lahko mikrokontroler razlaga posnetke za avtomatizacijo, na primer za nadzor svetlosti LED.

3. korak: Konfiguriranje FL Studio (opcijsko)

Ker se z FL Studiom počutim udobno, bom razložil, kako pravilno konfigurirati njegov vmesnik MIDI, vendar sem prepričan, da ta postopek ne bi smel biti drastično drugačen, če uporabljate drugo digitalno avdio delovno postajo.

Najprej morate samo priključiti priključek USB/MIDI v računalnik. Običajno so take naprave opremljene z vdelano vdelano programsko opremo in so prepoznane kot MIDI naprave, tudi če niso odkrite. Nato odprite okno »Nastavitve« (s pritiskom na F10). Če vse deluje pravilno, boste v razdelku za izhod opazili nekaj izhodnih MIDI naprav. Izberite svojo napravo in se prepričajte, da je VKLOPLJENA.

Nato boste morali določiti številko vrat in jo upoštevati (na primer 0). Samo zaprite to okno (parametri se samodejno shranijo) in nato dodajte nov kanal: MIDI Out.

Nato morate nazadnje določiti vrata tega novega kanala: izberite isto številko vrat, ki ste jo določili v razdelku »Nastavitve«: s tem so sporočila MIDI, ki prihajajo iz vašega kanala, zdaj povezan z izhodom MIDI.

Ko bo kanal MIDI Out predvajal noto, bo prek vmesnika MIDI poslano sporočilo "NoteOn". Na enak način bo poslano sporočilo "NoteOff", ko bo opomba izdana.

Še ena zanimivost, ki prihaja z MIDI Out kanalom, je možnost nadzora različnih parametrov s potenciometri. Če z desno miškino tipko kliknete enega od njih in izberete »Konfiguriraj …«, lahko pošljete sporočila CCMessages (vrednost od 0 do 127), ki bodo uporabljene za nadzor svetlosti LED: izberite CC in nato Sprejmi.

Običajno je FL Studio zdaj pripravljen za pošiljanje podatkov na vaš MIDI vmesnik! Naslednje je, da napišete kodo, ki utripa v Arduinu, in jo prilagodite svoji strukturi LED.

4. korak: Priključitev LED

Priključitev LED trakov je precej preprosta, saj potrebujejo le +5V, GND in podatke. Ker pa sem nameraval povezati več kot 20 le -teh, sem se odločil uporabiti več zatičev PWM Arduino in prijaviti več primerov Adafruit_NeoPixel (v koeficientu), da se izognem kakršni koli nenamerni zamudi.

Priložena slika namerava razložiti tudi delovanje elektronike:

• LED trakovi se napajajo neposredno iz napajalnika.
• Stikalo za vklop se uporablja za napajanje Arduina
• vhodno vezje MIDI napaja Arduino, ko vklopite stikalo

5. korak: Oblikovanje 3D strukture

Doslej je bil ta del najdaljši, saj sem bil popolnoma nov s 3D-tiskanjem (in modeliranjem). Želel sem oblikovati strukturo, ki je bila videti kot na pol eksplodiran okrnjen ikosaeder (ja, trajalo je nekaj časa, da sem našel natančno ime oblike).

Seveda lahko sami oblikujete svoj model v želeni obliki! Ne bom podrobno opisoval procesa modeliranja, vendar boste našli datoteke STL, če želite oblikovati to strukturo.

Sestavljanje različnih delov je trajalo nekaj časa, saj sem moral v vsako stran vstaviti eno LED in jih vse povezati s spajkanjem velikega števila žic v jedru, ki je trenutno precej grdo!

Opomba: če želite oblikovati takšno strukturo, boste potrebovali 10 šesterokotnih kosov (približno 3 ure vsak z uporabo mini tiskalnika PP3DP UP) in 6 peterokotnih kosov (2 uri).

Ko je v vsakem delu ena LED, boste morali priključiti vsaka 5V in GND priključka ter ožičiti več vhodnih in izhodnih sponk vsake LED tako, kot jih želite povezati.

Nazadnje sem uporabil LED difuzni akril za pokrivanje vsakega obraza in njihovo dosledno osvetlitev.

Po tem ostane le še koda, ki se izkaže, da ni tako zapletena!

6. korak: Koda

Kot sem omenil v prejšnjem delu, se razkrije, da je koda precej preprosta!

Pravzaprav je sestavljen le iz enega primerka MIDI in več primerkov Adafruit_NeoPixel (kolikor je različnih trakov).

V bistvu, ko je deklariran, razred MIDI deluje z nekaterimi "prekinitvami": NoteOn, NoteOff in CCMessage. Ko MIDI vhodni cicruit odda enega od teh posebnih signalov v Arduino, se pokliče pridružena podprogram. Nato vse, kar počne koda, vklopi določeno LED na signalu NoteOn, jo izklopi na pridruženem signalu NoteOff in posodobi svetlost traku na CCMessage.

Določil sem tudi preprosto funkcijo, ki daje možnost izbire barve LED z branjem hitrosti, ki prihaja s signalom NoteOn, vsaka LED pa je lahko potem rdeča, vijolična, modra, turkizna, zelena, rumena, oranžna ali bela, odvisno od vrednosti hitrosti od 0 do 127.

Pomembno je omeniti, da boste morali pri nalaganju skice odklopiti priključek RX (ki prihaja iz vhodnega vezja MIDI), saj so serijska vrata (uporabljena v tem postopku) priključena na ta pin!

7. korak: Kaj zdaj?

Trenutno delam na ohišju po meri za vgradnjo vse elektronike in razmišljam tudi o imenu strukture! Sporočite mi, če vam je bil ta projekt všeč, in delam na različnih oddajah, saj nameravam to navodilo posodobiti z več videoposnetki!