Kinokontrol ng MIDI Structure ng LED: 7 Hakbang

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

Bilang isang tunay na mahilig sa musika at isang mag-aaral sa electronic at computer science, palagi kong nais na bumuo ng mga aparato ng MIDI, na magagamit ko para sa paglikha ng elektronikong musika.

Matapos dumalo sa maraming mga palabas at pagdiriwang ng musika, nagsimula akong maging talagang interesado sa mga light show sa panahon ng mga pagganap.

Matapos ang maraming pagsasaliksik, nakahanap lang ako ng halos maraming mga aparato na gumagamit ng mikropono at hindi pinapayagan na kontrolin ang mga LED nang eksakto ayon sa gusto mo.

Sa pamamagitan ng pagiging mas pamilyar sa mga signal ng DAW at MIDI, nagpasya akong magsimula sa proyektong ito!

Binubuo ito sa isang istrakturang 3D na may mga pinagsamang LEDs, na talagang kinokontrol ng mga signal ng MIDI (NoteOn, NoteOff at CC Messages).

Kaya't, maaaring makontrol ng musikero ang kulay at tindi ng bawat LED, sa pamamagitan lamang ng paggamit ng mga signal ng MIDI, na nabuo ng anumang DAW.

Sa ideyang ito, nais kong pagbutihin ang pagkamalikhain sa pamamagitan ng mga light show at payagan ang bawat isa na bumuo ng kanyang sarili, upang gawing natatangi ang bawat visual na pagganap.

Hakbang 1: Mga Kagamitan

Talaga, ang proyektong ito ay binubuo sa dalawang bahagi: isang circuit ng pagtanggap ng MIDI at ang istrakturang LED; at isang microcontroller upang maiugnay ang mga bahaging iyon at "isalin" ang mga signal ng MIDI na nagmumula sa DAW sa mga LED strips. Narito ang isang listahan ng mga materyales na kinakailangan para sa bawat bahagi.

Circuit ng pagtanggap ng MIDI:

• 1 x 6N138 Optocoupler
• 1 x 1N914 Diode
• 1 x 5-Pin Din Jack (MIDI Jack)
• 2 x 220 Ohm Resistors
• 1 x 4.7K Ohm Resisor
• 1 USB / MIDI Jack

Istraktura ng LED:

Gumamit ako ng mga piraso ng RGB LEDs batay sa WS2812B LEDs na maaaring makontrol na may lamang 1 digital port. Kung balak mong gumamit ng isang mataas na bilang ng mga LED, maaaring kailanganin mong alagaan ang maximum na kasalukuyang kinakailangan (1 LED ay maaaring ubusin ng halos 60mA). Kung hindi mahawakan ng microcontroller ang maximum na halagang ito, kakailanganin mo ng isa pang 5V power supply na maaaring makapaghatid ng sapat na kasalukuyang. Gumamit ako ng isang 5V - 8A AC / DC Adapter na may nakalaang output adapter at isang switch.

Tandaan: Mukhang maaari kang gumamit ng isang yunit ng suplay ng kuryente sa computer, tulad ng nalalaman nila na makapaghatid ng isang talagang mataas na kasalukuyang, ngunit tiyakin mong maihahatid nito ang isang matatag na boltahe ng 5V DC, marahil sa pamamagitan ng paggamit ng isang 36 Ohm 5 Watt power resistor sa pagitan ng lupa (itim) at ng 5V ouput (pula) upang gawin na may sapat na kasalukuyang dumadaan sa risistor at sa gayon ay magbigay ng isang matatag na 5V.

Sa wakas, gumamit ako ng isang simpleng Arduino Uno na may isang kalasag na tornilyo upang gawin ang link sa pagitan ng mga signal ng MIDI at mga LED strip.

Hakbang 2: Pagbuo ng MIDI Input Circuit

Kung interesado ka sa kung ano ang eksaktong MIDI protocol at kung paano ito gumagana, dakila kong inirekomenda sa iyo na suriin ang Tala at Volts na channel sa YouTube kung saan mayroong maraming kawili-wili at makabagong mga tutorial at proyekto ng MIDI Arduino.

Sa bahaging ito, magtutuon lamang ako sa MIDI Input Circuit. Maaaring isang magandang ideya na bumuo ng isang prototype sa isang protoboard at suriin kung ang mga signal ng MIDI na nagmumula sa DAW ay mahusay na tinanggap ng microcontroller bago pumasok sa paghihinang ng mga sangkap.

Inilalarawan ng sumusunod na dalawang video kung paano bumuo at subukan ang circuit:

• Pagbuo ng circuit
• Pagsubok sa circuit

Sa wakas, maaari ding maging magandang ideya na suriin ang video na ito upang maunawaan ang mga mensahe sa CC at kung paano maaaring bigyang kahulugan ang mga clip ng pag-aautomat ng iyong microcontroller upang makontrol ang halimbawa ng LED.

Hakbang 3: Pag-configure ng FL Studio (opsyonal)

Sa palagay ko komportable ako gamit ang FL Studio, ipapaliwanag ko kung paano maayos na i-configure ang interface ng MIDI nito, ngunit sigurado akong ang pamamaraang ito ay hindi dapat magkakaiba nang malaki kung gumagamit ka ng isa pang Digital Audio Workstation.

Una kailangan mo lamang mai-plug ang USB / MIDI jack sa iyong computer. Kadalasan, ang mga nasabing aparato ay may isang naka-embed na firmware at kinikilala bilang mga aparato ng MIDI kahit na hindi sila nai-upload. Pagkatapos buksan ang window ng "Mga Setting" (sa pamamagitan ng pagpindot sa F10). Kung gumagana ang lahat nang maayos, mapapansin mo ang ilang mga output na aparato ng MIDI sa seksyon ng output. Piliin ang iyong aparato at tiyaking NAKA-ON na ito.

Pagkatapos ay kakailanganin mong tukuyin ang iyong numero ng port at isaisip ito (halimbawa halimbawa). Isara lamang ang window na ito (ang mga parameter ay awtomatikong nai-save) at pagkatapos ay magdagdag ng isang bagong channel: MIDI Out.

Pagkatapos, ang huling bagay na kailangan mong gawin ay tukuyin ang port ng bagong channel na ito: tiyaking pinili ang parehong numero ng port na tinukoy mo sa seksyong "Mga Setting": sa pamamagitan nito, ang mga mensahe ng MIDI na nagmumula sa iyong channel ay ngayon naka-link sa output ng MIDI.

Ngayon, kapag ang isang tala ay nilalaro ng MIDI Out channel, isang mensahe na "NoteOn" ay ipapadala sa pamamagitan ng interface ng MIDI. Sa parehong paraan, isang mensahe na "NoteOff" ay ipapadala kapag ang tala ay inilabas.

Ang isa pang kagiliw-giliw na tampok, na kasama ng MIDI Out channel ay ang kakayahang kontrolin ang iba't ibang mga parameter sa mga potensyal. Sa pamamagitan ng pag-right click sa isa sa mga ito at pagpili ng "I-configure …", maaari mo silang padalhan ng pagpapadala ng CCMessages (isang halagang magiging 0 hanggang 127) na magagamit upang makontrol ang liwanag ng LEDs: pumili ng CC at pagkatapos ay Tanggapin.

Karaniwan handa na ang FL Studio na magpadala ng data sa iyong MIDI Interface! Ang susunod ay isulat ang code upang i-flash ang Arduino at iakma ito sa iyong istrakturang LED.

Hakbang 4: Pagkonekta sa mga LED

Ang pagkonekta sa mga LED strip ay medyo simple, dahil nangangailangan lamang sila ng + 5V, GND at Data. Gayunpaman, sa plano kong kumonekta sa higit sa 20 sa kanila, nagpasya akong gumamit ng maraming mga pin ng Arduino PWM at ideklara ang ilang mga pagkakataon ng Adafruit_NeoPixel (sa coe) upang maiwasan ang anumang uri ng hindi inaasahang pagkaantala.

Nilalayon din ng nakalakip na imahe na ipaliwanag kung paano gumagana ang electronics:

• Ang mga LED strips ay direktang pinalakas ng power supply.
• Ginagamit ang isang switch ng kuryente upang mapatakbo ang Arduino
• ang MIDI input circuit ay pinalakas ng Arduino kapag binubuksan ang switch

Hakbang 5: Pagdidisenyo ng Disenyo ng 3D

Sa ngayon, ang bahaging ito ay ang pinakamahabang isa dahil ako ay ganap na bago sa 3D-print (at pagmomodelo). Nais kong mag-disenyo ng isang istraktura na mukhang isang kalahating sumabog na pinutol na icosahedron (oo, tumagal ako ng ilang oras upang mahanap ang eksaktong pangalan ng hugis).

Siyempre malaya ka upang magdisenyo ng iyong sariling modelo sa hugis na gusto mo! Hindi ko idetalye ang proseso ng pagmomodelo ngunit makikita mo ang mga file ng STL kung nais mong idisenyo ang istrakturang ito.

Ang pagpupulong ng iba't ibang mga bahagi ay tumagal ng ilang oras, dahil kailangan kong maglagay ng isang LED sa bawat mukha at ikonekta ang lahat sa kanila sa pamamagitan ng paghihinang ng isang malaking bilang ng mga wire sa loob ng core na kasalukuyang medyo magulo!

Tandaan: kung nais mong mag-disenyo ng ganoong istraktura, kakailanganin mo ng 10 mga piraso ng hexagonal (halos 3 oras bawat isa gamit ang isang mini printer ng PP3DP UP) at 6 na mga piraso ng pentagonal (2 oras).

Kapag mayroong isang LED sa bawat bahagi, kakailanganin mong ikonekta ang bawat 5V at GND terminal na magkasama at i-wire ang maraming mga input at output terminal ng bawat LED sa paraang nakakonekta sila.

Sa wakas, ginamit ko ang LED diffusive acrylic upang takpan ang bawat mukha at gawin silang maliwanag na pare-pareho.

Ang natitira pagkatapos nito ay ang code, na nagsisiwalat na hindi ganoon ka kumplikado!

Hakbang 6: Ang Code

Tulad ng pagbanggit ko sa nakaraang bahagi, ipinapakita ng code na medyo simple!

Sa totoo lang, binubuo lamang ito sa isang halimbawa ng MIDI at maraming mga pagkakataong Adafruit_NeoPixel (kasing dami ng magkakaibang mga piraso).

Talaga, sa sandaling ito ay idineklara, ang klase ng MIDI ay gumagana sa uri ng "nakakagambala": NoteOn, NoteOff at CCMessage. Kapag ang MIDI input cicruit ay nagpapadala ng isa sa mga tukoy na signal sa Arduino, ang associate subroutine ay tinawag. Pagkatapos, ang ginagawa lamang ng code ay ang pag-on ng isang tukoy na LED sa signal ng NoteOn, i-down ito sa iugnay na signal ng NoteOff, at i-update ang ningning ng isang strip sa CCMessage.

Gayundin, tinukoy ko ang isang simpleng pagpapaandar na nagbibigay ng posibilidad na piliin ang kulay ng mga LED sa pamamagitan ng pagbabasa ng tulin na kasama ang signal ng NoteOn at ang bawat LED ay maaaring pula, lila, asul, turkesa, berde, dilaw, kahel o puti, nakasalalay sa bilis ng halaga na pupunta sa 0 hanggang 127.

Ang isang mahalagang bagay na mapapansin ay kakailanganin mong idiskonekta ang RX pin (nagmumula sa MIDI input circuit) kapag ang pag-upload ng iyong sketch bilang serial port (ginamit sa panahon ng prosesong ito) ay konektado sa pin na iyon!

Hakbang 7: Ano Ngayon?

Kasalukuyan akong nagtatrabaho sa isang pasadyang enclosure upang mai-embed ang lahat ng electronics at nag-iisip din ako ng isang pangalan para sa istraktura! Mangyaring ipaalam sa akin kung nasiyahan ka sa projet na ito, at nagtatrabaho ako sa iba't ibang palabas habang balak kong i-update ang itinuturo na ito sa maraming mga video!