Pagitan ng isang Elektronikong Organ: 6 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ituturo sa iyo ang gabay na ito sa pagkuha ng lumang hindi mahal na elektronikong organ na mayroon ka sa iyong garahe o silong, at nagko-convert sa isang modernong instrumentong pangmusika. Hindi kami masyadong magtutuon sa mga detalye ng partikular na organ na mayroon ka, maliban sa sabihin na sa panimula ang karaniwang keyboard ng musika ay isang hanay ng mga susi na kumokonekta kapag pinindot sa isang karaniwang bus. Sa matandang mundo, ang umiiral na circuitry ay umiiral kasama ang mga susi na naging sanhi ng isang output na naipasa sa bus, na siya namang pinalakas at naipasa sa isang audio system. Ngayon ang keyboard ay isang hanay ng mga sensor; binasa namin ang estado ng mga indibidwal na key, at ipinapadala ang mga pagbabago sa isang synthesizer ng software, na hinihimok ng mga utos ng MIDI.

Saklaw ng itinuturo ang karamihan sa proseso na kasangkot, mula sa pagkolekta ng digital na estado ng mga susi, pamamahala nito sa isang Arduino microprocessor, pagbuo ng isang stream ng data ng MIDI, at pagpapasa nito sa isang computer (kabilang ang Raspberry Pi) na pinapatakbo ang synthesizer.

Hakbang 1: Abstrakado ang Keyboard

Ang sumusunod ay kumakatawan sa isang abstrak na elektronikong organ, kung saan ang bawat hilera ay isang hanay ng mga susi o paghinto o iba pang mga switch ng kontrol. Ang 0 na mga entry sa haligi ay kumakatawan sa mga indibidwal na key, at ang - isang bus kung saan nakakonekta ang key kapag pinindot ito. Ang 61 key Mahusay na Manwal ay maaaring ang unang hilera, ang Swell Manual sa pangalawang hilera, ang Pedals ang pangatlo, at ang Stops atbp ang pang-apat. Naglalaman talaga ang mga hilera ng 64 na elemento dahil sa digital na kahalagahan nito bilang lakas na 2 lampas sa 61. Sa loob ng mga row ng keyboard, sinusunod ng mga key ang normal na kombensyon ng musikal na may C sa kaliwa.

Bus 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ……………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Bus 1 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ……………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Bus 2 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ……………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Bus 3 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ……………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Ang bawat bus ay malaya, at electrically na nakahiwalay sa mga kapantay nito. Ang unang 8 elemento ay naka-highlight sa Bold, na may 8 tulad na mga bloke sa pag-aayos sa itaas. Ang susunod na Hakbang ay nagdedetalye ng isang Printed Circuit Board na nagpapatakbo sa mga naka-bold na elemento, at sa iba pang 7 mga bloke ng mga ito.

Ang mga susi ay kinatawan bilang 0 sa itaas. Maaari naming gawin ito nang kaunti pa, at sabihin na ang isang susi ay isang digital 1 kapag pinindot, at 0 kung hindi man. At ang mga susi ay maaaring maginoo na puting flats ng musikal o mga itim na sharp, o mga pedal ng organ, o mga hintuan ng organ, o isang bangko ng mga rotary switch na maaaring magbigay sa amin ng isang saxophone tone. Itinuturing namin ang instrumento bilang isang hanay ng mga switch sa isang hanay ng mga bus, at mahalagang isang digital stream na 0 at 1's.

Hakbang 2: Mga Kable Mula sa Mga Keyboard

Upang matulungan ang mga kable ng mga keyboard, ang isang naka-print na board ng Circuit ay itinayo gamit ang Eagle CAD. Ang laki nito ay tungkol sa 96mm X 43mm, at 8 ang kinakailangan, na umaabot sa likuran ng mga pagpupulong ng organ keyboard.

Tingnan natin nang detalyado ang Printed Circuit Board (PCB) na ito. Ang kaliwang imahe ay ang harap ng PCB kung aling mga sangkap ang naka-mount, at ang kanan ay ang likuran nito kung saan namin hinihinang ang mga sangkap.

Una, ang mga bahagi ng 2X3 sa tuktok ay inilaan upang kumonekta sa mga pindutan sa itaas, na may nangungunang dalawang koneksyon na bus 0 at 1, ang susunod na pares na 2 at 3, at ang pares sa ibaba ay mga bus din na 2 at 3. Natagpuan na ang isang PCB Ang 2X3 header ay sapat na matibay upang mapaunlakan ang solong strand hookup wire mula sa mga pindutan na itinulak lamang sa header, katulad ng mga kable ng Arduino na kalasag. Ang hookup wire na ginamit ko ay nakuha mula sa orihinal na organ; ito ay 0.75 mm diameter.

Kaya't ang bawat 2X3 Header ay tumatanggap ng isang haligi ng naka-highlight na mga key na naka-highlight, o sa malawak na termino isang tala. Sa gayon ang board ay nangangailangan ng 8 sa mga header na ito. Naglalaman ang imahe ng isa sa mga babaeng header na ito sa kaliwang itaas. Ang gitnang seksyon ng board ay pinunan ng 32 diode (1N4148 o katulad), bawat isa ay tumutugma sa isa sa mga pulang input. Ang polarity ng diode ay tulad ng minarkahan sa board, na may katod (itim na banda) sa tuktok na dulo ng board. Ang isang solong diode ay isinalarawan sa posisyon 4. Panghuli, ang isang solong 2X5 male header ay pinapalagay ang pinakamababang seksyon ng board. Ang itaas na 2 mga pin nito ay hindi konektado. Ang Pin 1 ay matatagpuan sa kanang sulok sa ibaba, at kumokonekta sa kaliwang 4 na diode, Pin 2 sa diode 5-8, at sa wakas 29-32 kumonekta sa pin 8. Ang header ay maaaring putulin mula sa isang mas mahabang seksyon ng DIL, tulad ng nakalarawan sa ang lupon. Ang mga kable sa pagitan ng iba't ibang mga bahagi ay dinala sa loob mismo ng PCB, na may tanging paghihinang na kinakailangan ng mga diode at header.

Ang 8 ng mga kumpletong board na ito ay naka-mount kaagad sa ibaba ng mga manwal gamit ang mga mounting hole na ibinigay, na umaabot nang madali sa organ. Ang pagpapaandar ng board na ito ay upang kumuha ng isang bloke ng 8 mga susi sa 4 na mga bus, at ipakita ito sa isang lalaki na header kung saan ang 10-way ribbon cable ay konektado para sa paglipat sa susunod na yugto. Maaaring i-download ang disenyo ng board mula sa ibinigay na zip file.

Hakbang 3: Pagsasama-sama ng Mga Output ng Keyboard Sa Mga Rehistro ng Shift

Dalawang karagdagang PCB ang kinakailangan, tulad ng ipinakita sa itaas. Kilala sila bilang DIN R5, at tanyag sa mundo ng MIDI, bagaman nagbibigay lamang sila ng isang pagpapaandar ng rehistro. Una sa itaas na pahalang na seksyon, maaari mong makita ang 4 2X5 male header, na kumokonekta sa pamamagitan ng ribbon cable sa 2X5 counterpart sa 8 boards sa itaas. Kailangan namin ng dalawang DIN board upang mapaunlakan ang aming 8 tulad ng mga kable.

Dagdag sa board ay ang mga IC chip na bumubuo ng isang 32-bit shift register, at sa wakas ay interesado sa amin ang 2 karagdagang 2X5 header, isa sa mga (J2) gang na karagdagang DIN board (aming pangalawa), at ang iba pang J1 sa ang aming Arduino o mala-Arduino na microprocessor.

Upang ibuod, mayroon kaming -

• Hanggang sa 4 na bus ng 64-keys na nagpapakain
• 8 board ng 32-input, 8-output bawat bus
• ang mga 64-output na ito na nagpapakain sa 2 32-bit shift register
• ang Arduino microprocessor ay ikot sa buong mga bus

Hakbang 4: Pagsasama-sama sa Hardware

Ang mga koneksyon sa pagitan ng Arduino, ang dalawang mga board ng DIN at ang mga cable ng laso mula sa kumplikadong key ng organ ay inilalarawan sa larawan sa itaas. Tandaan na ang pangalawang JIN ng DIN ay naiwan lamang na walang laman.

Ang mga konektor ay gumagamit ng teknolohiya ng IDC (contact na pagkakabukod-aalis ng pagkakabukod), at ang mga wire ay hindi kailangang hubarin o ihiwalay. Ang mga ito ay inilalapat sa cable na may isang tool ng compression na magagamit sa mga hobbyist. Sa kaliwa ang dulo ng crimped cable ay maaaring maayos sa isang labaha; sa gitna sa ilalim ng konektor ay nagbibigay ng isang 2X5 babaeng socket; at sa kanan isang tuktok na pagtingin sa konektor.

Ang mga board ng DIN at ang mga pasadyang PCB board ay nakakabit sa mga gawa sa kahoy na organ gamit ang bilog na ulo na mga kahoy na turnilyo at spacer. Ang isang part-view ng mga pasadyang PCB board na naka-mount sa organ ay nakalarawan sa itaas. Ang mga kable ng itaas na hookup wire ay nagkokonekta sa mga paghinto o kontrol sa mga board, at ang masa sa kaliwa ay nagmula sa mga pedal. Sa wakas, ang pagtanggal ng mga generator ng tono at iba pang mga iba't ibang mga pag-andar ng orihinal na organ ay pinagana ang gabinete na walang bisa upang magamit muli para sa pag-iimbak ng alak.

Hakbang 5: Ang Arduino Complex

Tatalakayin ang kumplikadong Arduino sa kaliwa ng dalawang DIN board sa itaas. Binubuo ito ng tatlong magkakaibang mga layer, magkakaugnay bilang mga panangga ng Arduino. Ang mga PCB na binubuo ng mga layer ay fortuitously kulay Blue, Green at Red.

Ang Blue layer (sa itaas) ay isang kalasag na ginawa ng Freetronics, na nagbibigay ng isang 16X2 likidong kristal na pagpapakita ng character. (2 mga hilera ng 16 na mga character). Ito ay hindi mahigpit na mahalaga, ngunit lubos na kapaki-pakinabang sa pag-check sa pagpapatakbo ng mga keyboard, pedal at paghinto. Ito ay hinihimok ng library ng LiquidCrystal, at iba pang mga variant ng hardware ay maaaring madaling mapalitan.

Ang Pulang layer (sa ilalim) ay isang Teensy 3.2 na naka-mount sa isang Sparkfun Teensyduino board. Nag-aalok ang Teensy ng direktang suporta sa MIDI, at kung hindi man ay kumikilos bilang isang Arduino UNO. Kaya't ang paggamit ng Teensy ay nakakatipid ng mga bahagi sa ibaba ng agos. Ang koneksyon ng power supply (5V 2A) ay nasa kaliwang ibabang bahagi, at ang USB konektor na sumusuporta sa serial o MIDI output sa kaliwang gitna. Ang mga header sa itaas at ilalim na mga gilid ay nagbibigay ng karaniwang pag-andar ng Arduino Shield.

Ang Green layer (sandwiched sa pagitan ng Blue at Red) ay isang pasadyang PCB board. Ang layunin nito ay malawak upang suportahan ang mga piraso at piraso tulad ng link sa mga board ng DIN, at upang mabawasan ang panlabas na mga kable. Ang ilan sa mga pagpapaandar nito ay kalabisan. Nagsasama ito ng ilang circuitry para sa pagsuporta sa MIDI sa pamamagitan ng isang pamantayan ng Arduino UNO. Nagbibigay din ito ng isang 2X5 male header para sa koneksyon ng ribbon cable sa header ng J1 sa unang board ng DIN. Kasama sa iba pang pagpapaandar ang suporta sa Volume Control; ang orihinal na Organ ay nagtatrabaho ng isang 10K potentiometer (palayok) na hinimok ng isang Sapatos sa paa.

Ang apat na pahalang na mga header ay nagbibigay ng karaniwang pagkakakonekta ng kalasag ng Arduino sa Teensy board sa ibaba at ang display na Liquid Crystal. Ang imprint na kahawig ng isang istasyon ng bus sa ibabang kaliwang sulok ay isang natira, at ang mahabang patayong header sa kaliwa ay nagbibigay ng pagkakakonekta sa apat na mga bus, kontrol ng dami, at lupa.

Ang pasadyang board ay binuo gamit ang Eagle CAD, at ang mga zip file ng Gerber complex na ipinadala sa mga PCB fabricator ay magagamit sa PCB2 zip file.

Hakbang 6: Ang Arduino Software

Ang software ay orihinal na binuo para sa isang Arduino UNO, at kalaunan ay sinugan ng kaunting mga pagbabago upang magamit ang Teensy. Ang paggamit ng pin ay hindi nagbago.

Ang display ng Liquid Crystal ay gumagamit ng kalahating dosenang mga pin, at napagpasyahan na gamitin ang mga Analog pin sa digital mode upang makakuha ng isang bloke ng mga katabing pin para sa mga bus. Gumagamit ang Control ng Volume ng isa pang Analog pin sa Analog mode.

Karamihan sa software ay nababahala sa pagbabasa ng mga indibidwal na keyboard, pedal at ihinto ang mga key sa pamamagitan ng pagpapagana ng bawat bus sa pagliko, at pagmartsa ng mga bit na halaga mula sa mga rehistro ng paglilipat na ibinigay ng mga DIN board.

Karaniwang isasama ng downstream environment ang isang processor na nagpapatakbo ng Windows, o UNIX, o Linux, at isang Software Synthesizer tulad ng FluidSynth, na maaaring mapamahalaan naman ng jOrgan. Ang FluidSynth ay huli na hinihimok ng isa o higit pang mga (Sound) s, na tumutukoy kung anong tunog ang nabuo kapag natanggap ang isang partikular na utos ng MIDI. Mayroong ilang pagkakatulad sa mga font ng Pagproseso ng Word. Para sa keyboard at pedal, ang isang pagbabago mula sa nakaraang pag-scan ay magreresulta sa isang pagkakasunud-sunod na MIDI Note On o Note Off na nabuo. Ang left-most key ay MIDI 36, at pagtaas sa keyboard. Madali na bibigyan ng index ng bus ang saklaw para sa numero ng channel ng MIDI. Para sa mga stop key, nabubuo ang mga pagkakasunud-sunod ng pagkontrol ng programa ng MIDI, o maaaring maging makatuwiran upang makabuo ng Tala Sa / Off at iwanan ito sa jOrgan o katulad na MIDI downstream software upang bigyang kahulugan, ayusin at palawakin. Anuman ang kurso na kinuha, ang panghuli na desisyon ay ipinataw ng kahulugan ng downstream Sound (s). Ang software ay ginamit sa iba't ibang mga guises upang makabuo ng MIDI sa pamamagitan ng USB sa Windows na nagpapatakbo ng application ng Wurlitzer at FluidSynth, at sa isang Raspberry Pi na nagpapatakbo ng FluidSynth at isang Pangkalahatang MIDI Soundfont. Ang paglalarawan na ito ay tinatanggap na hindi maganda, ngunit ang sinumang pamilyar sa Arduino na kapaligiran o C ay hindi mahihirapang susugan ito para sa kanilang sariling mga layunin; may makatuwirang panloob na dokumentasyon, at makatuwirang modularity.

Ang Arduino software ay nakapaloob sa organino.zip.