MIDI Sonar "Theremin": 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

این یک ابزار موسیقی است که از دو سنسور فاصله سونار برای کنترل سطح و کیفیت نت ها استفاده می کند. البته این واقعاً یک ترمین نیست ، اما "ترمین" اصطلاحی عمومی برای سازهایی است که با تکان دادن دستان خود نواخته می شود.

دارای سینتی سایزر MIDI ، تقویت کننده و بلندگو می باشد. نت های موسیقی توسط یک تراشه MIDI - VS1053 - تولید می شود که دارای 127 صدا (یعنی سازهای ظاهراً متفاوت) است. این دارای درجه چند صدایی (تا 64) است ، بنابراین می تواند نت های تک یا آکورد را پخش کند.

دست راست شما نت مورد پخش را کنترل می کند. در حالت "گسسته" فضای سمت راست به "سطل" تقسیم می شود. وقتی دست شما به سطل زباله وارد می شود ، یادداشت مربوط به آن سطل شروع می شود. وقتی سطل زباله را رها می کنید ، ممکن است نت (مانند یک عضو) متوقف شود یا به طور طبیعی از بین برود (به عنوان مثال پیانو).

در حالت "پیوسته" ، فضای سمت راست یک گام متغیر پیوسته را تعیین می کند - مانند ترمین اصلی. یادداشت زمانی شروع می شود که دست شما وارد فضا می شود و هنگام خروج از فضا متوقف می شود.

دست چپ شما کیفیت نت در حال پخش را کنترل می کند. می تواند صدا ، ترمولو ، ویبراتو ، پیچ و تاب ، طنین و غیره را کنترل کند.

یک صفحه LCD کوچک دارای منویی است که به شما امکان می دهد ابزار فعلی ، عملکرد دست چپ ، مقیاس (یا "کلید") دست راست ، ویبراتو ، ترمولو و غیره را انتخاب کنید. می توانید "تنظیمات" مختلف را ذخیره و بارگذاری کنید. "و در حین اجرا سریع بین آنها جابجا شوید.

کل دستگاه MIDI "Theremin" به تنهایی با بلندگوی خود و باتری قابل شارژ کار می کند.

اگر می خواهید بیلد من را کپی کنید ، به یک آردوینو نانو (1.50 پوند) ، یک ماژول VS1053 (4.50 پوند) ، یک صفحه LCD 1.44 اینچی ST4435 (3.50 پوند) ، دو ماژول HC-SR04 (هر کدام 1 پوند) نیاز دارید. و چند مقاومت. شما همچنین به برخی بلندگوهای قدرتمند و شاید یک سلول لیتیوم و یک PSU احتیاج دارید ، اما جزئیات بستگی به نحوه تصمیم گیری شما برای ساخت آن دارد. من همه این موارد اضافی را از فروش صندوق عقب و مغازه های خیریه دریافت کردم. به علاوه شما به وسایل معمول کارگاه الکترونیکی نیاز دارم.

مرحله 1: کنترل VS1053

ماژول VS1053 را که در تصویر نشان داده شده است انتخاب کردم. (به دو تنظیم کننده SOT223 ، دو سوکت جک و موقعیت کانکتور توجه کنید.) در eBay ، Alibaba یا تامین کننده مورد علاقه خود ماژول VS1053 را که به نظر می رسد جستجو کنید. آنها از Aliexpress در اینجا و اینجا در دسترس هستند.

من آن را چند سال پیش خریدم و به نظر نمی رسد که دیگر در eBay ، فقط در Alibaba موجود باشد. نسخه PCB قرمز اکنون در eBay در دسترس است. به نظر می رسد از نظر عملکرد یکسان است ، اما pinout متفاوت است ، بنابراین شما باید نمودارها و طرح بندی های من را تنظیم کنید. من آن را آزمایش نکرده ام در بحث (زیر) می توانید دستورالعمل هایی در مورد نحوه افزودن مقاومت به PCB قرمز برای فعال کردن MIDI "زنده" پیدا کنید. یا می توانید دستورات اضافی را در حین راه اندازی برای فعال کردن آن ارسال کنید.

VS1053 یک تراشه خوب اما پیچیده است. من فقط از قسمت MIDI آن استفاده می کنم. کنترل VS1053 از طریق رابط سریال امکان پذیر است ، اما من از گذرگاه SPI استفاده می کنم ، زیرا با Arduino Nano راحت تر است. هر بایت که از طریق گذرگاه SPI ارسال می کنید به عنوان یک فرمان MIDI تلقی می شود.

لیست دستورات MIDI را در وب پیدا خواهید کرد. VS1053 به برخی از آنها پاسخ می دهد اما به همه آنها پاسخ نمی دهد. برنامه Miditheremin0.exe مواردی را که می دانم کار می کند نشان می دهد.

می توانید برگه اطلاعات VS1053 را از وب بارگیری کنید. این یک سند بزرگ است و کار سختی است. بخش "8.9 فرمت های MIDI پشتیبانی شده" تقریباً تنها چیزی است که در مورد MIDI می گوید. بخش "10.10 MIDI در زمان واقعی" در مورد استفاده از GPIO0 و GPIO1 برای فعال کردن MIDI صحبت می کند ، اما صفحه ای که من به هیچ گونه فعال سازی خاصی نیاز ندارم. همچنین می توانید لیستی از پیام های MIDI (که همه آنها توسط VS1053 پشتیبانی نمی شوند) را بارگیری کنید.

مطابق شکل ماژول VS1053 را به Arduino Nano وصل کنید و فایل INO را در Arduino بارگذاری کنید. من از تخته نان بدون لحیم استفاده کردم. من در این مرحله عکسی از آن ندارم ، اما می توانید تخته نان را با اجزای دیگر در مرحله زیر مشاهده کنید.

طرح INO یک بایت از رایانه روی خط سریال دریافت می کند و بایت را به VS1053 ارسال می کند. این یک برنامه بسیار ساده است که به شما امکان می دهد VS1053 را آزمایش کنید. سوکت جک خروجی را به هدفون یا بلندگوی کامپیوتر وصل کنید.

برنامه Windows Miditheremin0.exe (Step1.zip را از github بارگیری کنید) دستوراتی را به VS1053 ارسال می کند. برای پخش یک یادداشت روی دکمه "90 note vel" کلیک کنید. یا می توانید برنامه ویندوز خود را بنویسید. یا از یکی از برنامه های پایانه موجود در وب استفاده کنید.

ماژول VS1053 دارای پین های زیر است:

• گذرگاه SPI دارای MISO ، MOSI و SCLK معمول است
• اگر XRST کم باشد ، تراشه ریست می شود
• XDCS در حالت SPI هیچ کاری انجام نمی دهد ، بنابراین آن را به XCS وصل کنید
• XCS Chip Select است
• DREQ به شما می گوید که تراشه برای یک فرمان جدید آماده است.

هنگام ارسال بایت ، XCS باید کم تنظیم شود. سپس بالا به این ترتیب ، مطمئن هستید که اولین بیت هر بایت را همگام کرده اید. خواندن DREQ به شما می گوید که تراشه آماده دریافت فرمان جدید است.

بعد از اینکه آردوینو یک بایت ارسال کرد ، باید یک بایت ساختگی ارسال کند تا ساعت را تغییر دهد و به VS1053 اجازه دهد تا در پاسخ یک بایت ارسال کند. تابع SPItransfer () نحوه انجام کار را به شما نشان می دهد.

ماژول قرمز موجود در eBay شامل یک اسلات کارت SD است ، بنابراین دارای چند پین اضافی است. آنها را نادیده بگیر.

اکنون مطمئن هستید که می توانید VS1053 را کار کنید ، ما آن را بیشتر به یک ساز موسیقی تبدیل می کنیم.

مرحله 2: استفاده از سونارها

مطابق شکل ماژول های HC-SR04 را به Arduino Nano وصل کنید و فایل INO را در Arduino بارگذاری کنید.

در شماتیک توجه کنید که DC3 - خازن جداسازی ماژولهای HC -SR04 - باید نزدیک ماژولهای HC -SR04 متصل شود. آنها هنگام انتقال DC3 که به تامین آن کمک می کند ، جریان بسیار زیادی را می گیرند.

در این مرحله از پروژه ، رایانه شخصی Windows هنوز دستوراتی را به VS1053 ارسال می کند اما VS1053 نیز توسط سنسورهای سونار HC-SR04 کنترل می شود (Step2.zip را از github بارگیری کنید).

دستورات جدید همه با 0xFF شروع می شوند و توسط طرح آردوینو تفسیر می شوند (نه اینکه مستقیماً به VS1053 ارسال شوند). بایت های غیر "FF-command" به VS1053 ارسال می شوند.

دستوراتی برای تغییر ساز ، تغییر مقیاس ، افزودن ویبراتو و ترمولو و غیره وجود دارد. برنامه را می توان در حالت "گسسته" اجرا کرد که در آن نت های جداگانه (مانند پیانو) وجود دارد یا در حالت "پیوسته" که در آن یک نت واحد وجود دارد بالا و پایین خم می شود (مانند یک ترمین).

عملکرد بسیار خوبی را که ساز نهایی انجام می دهد انجام می دهد ، اما توسط رایانه شخصی کنترل می شود.

سنسور سونار HC-SR04 سمت راست نوار پخش شده را انتخاب می کند. در حالت "گسسته" فضای سمت راست به "سطل" تقسیم می شود. وقتی دست شما به سطل زباله وارد می شود ، یادداشت مربوط به آن سطل شروع می شود. وقتی سطل زباله را رها می کنید ، ممکن است نت (مانند یک عضو) متوقف شود یا به طور طبیعی از بین برود (به عنوان مثال پیانو). وقتی دست شما به سطل زباله وارد می شود ، سطل سطل کمی گسترش می یابد تا در لبه آن تکان نخورید.

تابع () GetSonar زمان صرف شده تا اولین اکو را برمی گرداند. این انعکاس های بسیار سریع (مدت زمان <10) را که گاهی HC-SR04 گزارش می دهد نادیده می گیرد. اگر هیچ اکو توسط maxDuration دریافت نکرده باشد ، maxDuration را برمی گرداند. مدت زمان در هیچ واحد خاصی اندازه گیری نمی شود - فقط یک عدد است.

در حالت گسسته ، مدت زمان ابتدا فیلتر می شود تا گاهی اوقات ترک تحصیل (هنگامی که هیچ اکو دریافت نمی شود) حذف شود. فرض بر این است که دست تنها پس از دریافت 10 نمونه از maxDuration وجود دارد. سپس مدت زمان با استفاده از یک فیلتر متوسط فیلتر می شود. فیلترهای متوسط در از بین بردن سر و صدای "تکانشی" (یعنی سنبله های گاه به گاه) خوب هستند. مدت زمان فیلتر شده برای انتخاب سطل زباله استفاده می شود.

در حالت پیوسته ، مدت زمان مجددا فیلتر می شود تا گاهی اوقات ترک تحصیل شود. سپس با استفاده از فیلتر نمایی صاف می شود. مدت زمان فیلتر شده برای تنظیم فرکانس نت با استفاده از "پیچ خم" استفاده می شود.

مرحله 3: اضافه کردن یک صفحه نمایش

صفحه نمایش 1.44 اینچی TFT LCD رنگی با کنترل ST7735 ، 128x128 پیکسل است. صفحه های زیادی در eBay موجود است ، به عنوان مثال ممکن است ترجیح دهید ابزار خود را با صفحه لمسی بزرگتر توسعه دهید. من از ST7735 استفاده نکرده ام کنترل کننده و می خواستم آن را امتحان کنم.

من خودم را از این تامین کننده گرفتم. همان ماژول به طور گسترده در eBay فروخته می شود - فقط یکی را تهیه کنید که شبیه عکس باشد.

LCD دارای پین های زیر است:

• زمین GND
• VCC 3.3V
• اتوبوس SCL SPI SCLK
• اتوبوس SDA SPI MOSI آردوینو
• تنظیم مجدد RES
• داده/فرمان DC
• تراشه CS را انتخاب کنید
• چراغ عقب BL

ماژول روی 3.3 ولت کار می کند ، بنابراین نباید آن را مستقیماً به آردوینو 5 ولت خود متصل کنید. من از مقاومت 1k برای کاهش ولتاژ استفاده کرده ام. این روش خوبی نیست (به طور کلی ، باید از یک تقسیم کننده بالقوه یا یک تراشه ولتاژ استفاده کرد) اما در این مدار کاملاً خوب کار می کند. تنبل بودم

منبع تغذیه صفحه نمایش 3.3 ولت ارائه شده توسط آردوینو است. به نظر می رسد تنظیم کننده آردوینو به اندازه کافی خوشحال است.

Adafruit با مهربانی کتابخانه ST7735 را منتشر می کند و چندین کتابخانه دیگر در Github و جاهای دیگر موجود است. چند تا رو امتحان کردم و هیچ کدوم رو دوست نداشتم. برخی به سادگی کار نمی کردند و همه بزرگ بودند. شما یک طرح آردوینو می نویسید که خط و مقداری متن را ترسیم می کند و حافظه خود را در صورتی که 75 full پر باشد پیدا می کنید. بنابراین من کتابخانه خودم را نوشتم.

کتابخانه SimpleST7735 قابل بارگیری است (Step3.zip را از github بارگیری کنید).

این مجموعه استانداردی از دستورات رسم دارد که بسیار شبیه به همه این کتابخانه ها است.

برخی از کتابخانه های "سریع" که می توانید بارگیری کنید از حلقه های زمان بندی ویژه استفاده می کنند و وقتی از دستگاه های دیگر ، شاید کندتر در یک گذرگاه استفاده می شوند ، ناراحت می شوند. SimpleST7735 به جای مونتاژگر به زبان C نوشته شده است ، بنابراین به همان سرعتی که می تواند باشد اما بسیار قابل حمل تر است و باس SPI را مودبانه با سایر دستگاه ها به اشتراک می گذارد. یک برنامه Windows را می توان بارگیری کرد که به شما امکان می دهد فونت ها و نمادهای خود را بسازید.

می توانید برگه داده ST7735 را از وب بارگیری کنید. باهاش حرف میزنی

• CS را پایین تنظیم کنید
• DC را پایین تنظیم کنید
• بایت فرمان ارسال کنید
• DC را بالا تنظیم کنید
• ارسال صفر یا بیشتر بایت داده
• CS را بالا تنظیم کنید

می توانید نحوه انجام آن را در عملکرد spiSend_TFT_CW () در کتابخانه مشاهده کنید. بایت های داده ممکن است یک ردیف کامل از پیکسل یا یک تنظیم برای یک ثبات کنترل باشند.

تابع ST7735Begin () در کتابخانه مجموعه فرمان اولیه سازی را که انتخاب کرده ام به شما نشان می دهد. اگر صفحه ST7735 متفاوتی را انتخاب می کنید (به عنوان مثال با پیکسل های بیشتر) یا جهت دیگری می خواهید ، ممکن است بخواهید دستورات را تغییر دهید. امیدوارم کد من برای شما آسان باشد و ببینید در صورت نیاز چگونه تغییر دهید.

شماتیک یک دکمه کنترل "SW1" و یک پدال پا SW2 "را نشان می دهد. دکمه کنترل" تنظیمات "مختلف را انتخاب می کند (مرحله بعدی را ببینید) یا حالت منو را انتخاب می کند. پدال پا اختیاری است و فقط تنظیمات مختلف را انتخاب می کند - من این کار را نکردم من خودم یک پدال پا نصب می کنم. تنظیمات در حین اجرا زمانی مفید است که بخواهید سریع کلید را تغییر دهید یا ساز را تغییر دهید.

مرحله 4: سیستم منو

این طرح Miditheremin3.ino Arduino یک سیستم منو را به MIDI Theremin اضافه می کند و آخرین ابزار کامل را کنترل می کند.

MIDI Theremin معمولاً در حالت "Play" اجرا می شود. دست راست شما نت مورد نظر را انتخاب می کند و دست چپ شما کیفیت یادداشت را کنترل می کند. LCD صفحه کلید پیانو را با برجسته سازی نت فعلی نمایش می دهد.

اگر دکمه کنترل را برای یک ثانیه نگه دارید ، برنامه وارد حالت "منو" می شود. در حالت منو ، اگر دکمه کنترل را برای یک ثانیه نگه دارید ، برنامه به حالت "پخش" باز می گردد.

منو دارای ساختار درختی با آیتم های اصلی و فرعی است. مورد فعلی منو برجسته شده است. شما انتخاب را از طریق سونار سمت چپ بالا/پایین می برید. منوهای فرعی برای یک آیتم اصلی فقط زمانی انتخاب می شوند که آیتم اصلی انتخاب شود.

پس از انتخاب یک منوی فرعی ، وقتی روی دکمه کلیک می کنید ، مقدار آن مورد برجسته می شود. اکنون دست چپ مقدار را افزایش یا کاهش می دهد. برای بازگشت به انتخاب منوهای فرعی ، دوباره روی دکمه کلیک کنید.

در حالت گسسته ، درخت منو است

• ابزار

  • 0: پیانو بزرگ
  • تعویض دست: معمولی

• دست راست

  حالت: گسسته

• دست چپ

  • حالت: ویبراتو
  • حداکثر عمق: 10

• مقیاس

  • مقیاس: عمده Heptatonic
  • اکتاو: 2
  • کمترین نت: 60 درجه سانتی گراد

• وتر

  • وتر: سه گانه اصلی
  • وارونگی: 0
  • چند صدایی: 1

• ترمولو

  • سایز: 20
  • مدت زمان: 10

• ویبراتو

  • سایز: 20
  • مدت زمان: 10

این ساز می تواند "پیانو بزرگ" ، "ارگان کلیسا" ، "ویولن" و غیره باشد. 127 ساز در VS1053 وجود دارد که بسیاری از آنها یکسان به نظر می رسند و بسیاری دیگر مانند "شلیک گلوله" احمقانه هستند. زیر منوی Swap Hands به شما امکان می دهد عملکردهای دست چپ و راست را عوض کنید - شاید شما آن را ترجیح می دهید یا شاید می خواهید بلندگوها با مخاطب روبرو شوند.

دست راست می تواند "گسسته" یا "پیوسته" باشد. برای مشاهده منوی "پیوسته" به زیر مراجعه کنید.

دست چپ می تواند "Volume" ، "Tremolo" ، "Vibrato" ، "PitchBendUp" ، "PitchBendDown" ، "Reverb" ، "Polyphony" یا "ChordSize" را کنترل کند.

"حجم" واضح است. "ترمولو" تنوع سریع در حجم است. دست چپ اندازه تغییرات را کنترل می کند. دوره توسط یک آیتم منو متفاوت تنظیم شده است. "ویبراتو" یک تغییر سریع در زمین است. دست چپ اندازه تغییرات را کنترل می کند. دوره توسط یک آیتم منو متفاوت تنظیم شده است. "PitchBendUp" و "PitchBendDown" سطح نت را در حال پخش تغییر می دهند. دست چپ اندازه خم را کنترل می کند. "Reverb" در VS1053 تاثیری ندارد. دست چپ اندازه طنین را کنترل می کند. "Polyphony" تعداد نت هایی را که همزمان پخش می شوند تا حداکثر تنظیم شده توسط منوی Polyphony (زیر را ببینید) کنترل می کند. "ChordSize" به این معنی است که دست چپ تعداد نت های آکورد (زیر را ببینید) را کنترل می کند.

در موسیقی ، "مقیاس" یا "کلید" زیر مجموعه نت هایی است که شما از آنها استفاده می کنید. به عنوان مثال ، اگر خود را به مقیاس هپاتونیک C Major محدود کنید ، فقط نت های پیانو را می نوازید. اگر C# Major Pentatonic را انتخاب کرده اید ، فقط از نت های سیاه استفاده می کنید (به عنوان مثال برای آهنگهای محلی اسکاتلندی).

منوی Scale انتخاب می کند که کدام نکات مربوط به فضای دست راست و چند اکتاو فضای دست راست است. بنابراین اگر 1 اکتاو E Major را انتخاب کنید ، فضای دست راست به 8 سطل با E در پایین ترین گام و E یک اکتاو بالاتر در بالاترین ارتفاع تقسیم می شود.

منوی Scale به شما امکان می دهد بسیاری از مقیاس های غیرمعمول "موسیقی غیر غربی" را انتخاب کنید ، اما فرض می کند که همه نت ها از صفحه کلید یکنواخت هستند-MIDI به این صورت کار می کند ، نمی توانید فرکانس یک نت را به راحتی تعیین کنید. بنابراین اگر می خواهید ، مثلاً مقیاس چهارگانه عربی را بخواهید ، با مشکل مواجه می شوید.

زیر منوی Octaves به شما امکان می دهد تا چند اکتاو از مقیاس مورد نظر خود را انتخاب کنید. و Lowest note می گوید مقیاس از کجا شروع می شود.

به طور معمول هنگامی که یک نت پخش می شود ، فقط آن نت به صدا در می آید. منوی آکورد به شما امکان می دهد چندین نت را به طور همزمان پخش کنید. یک آکورد Major Triad به این معنی است که "نت انتخاب شده را به علاوه نت چهار نیم تن بالاتر ، به علاوه نت هفت نیم تن بالاتر" پخش کنید.

زیر منوی Inversion وارونگی آکورد را به شما می دهد. این بدان معناست که برخی از نت های آکورد را به یک اکتاو زیر منتقل می کند. وارونگی اول همه نت های "اضافی" را در یک اکتاو به پایین منتقل می کند ، وارونگی دوم یک تعداد کمتر از نت های اضافی را به سمت پایین حرکت می دهد و غیره.

زیر منوی Polyphony می گوید که چند نت همزمان پخش می شود. اگر چند صدایی 1 است ، هنگامی که یک نت شروع می شود ، نت قبلی متوقف می شود. اگر چندصدایی بزرگتر است ، چندین نت می تواند همپوشانی داشته باشد - آن را با اندام کلیسا امتحان کنید.

منوی Tremolo عمق هر ترمولو و دوره چرخه ترمولو را مشخص می کند. دوره "100" به معنی یک چرخه در ثانیه است. اگر دست چپ tremolo را کنترل می کند ، زیر منوی Size مخفی می شود.

منوی Vibrato اندازه هر ارتعاش و دوره چرخه ارتعاش را مشخص می کند. اگر دست چپ ویبراتو را کنترل می کند ، زیر منوی اندازه مخفی می شود.

این برنامه به شما امکان می دهد حداکثر 5 "تنظیمات" مختلف را ذخیره و بارگذاری کنید. A Setup تمام مقادیری را که می توانید در منو تنظیم کنید ذخیره می کند. وقتی از حالت منو خارج می شوید ، تنظیم فعلی ذخیره می شود. تنظیمات در EEPROM ذخیره می شوند.

در حالت پخش ، کلیک روی دکمه به تنظیمات بعدی تغییر می کند. اگر دکمه را برای یک ثانیه نگه دارید ، منو ظاهر می شود. فشار دادن پدال پا نیز به تنظیمات بعدی تغییر می کند. پدال پا هرگز منو را انتخاب نمی کند.

در حالت پیوسته ، درخت منو است

• ابزار

  • 0: پیانو بزرگ
  • تعویض دست: معمولی

• دست راست

  حالت: پیوسته

• دامنه

  • تعداد نیم تن: 12
  • نت میانی: 60 درجه سانتی گراد

• دست چپ

  • حالت: ترمولو
  • حداکثر عمق: 10

• ترمولو

  • سایز: 20
  • مدت زمان: 10

• ویبراتو

  • سایز: 20
  • دوره 10

منوی محدوده دامنه فرکانس هایی را که سمت راست مشخص می کند را انتخاب می کند: تعداد نیم زنگ های تحت پوشش و نت میانی.

دست چپ فقط می تواند "Volume" ، "Tremolo" و "Vibrato" را کنترل کند.

مرحله 5: آن را با هم لحیم کنید

مدار را روی نوار چوبی ساختم. من نمی توانم نقطه ای برای تهیه PCB برای یکبار مصرف فقط با 4 مقاومت ببینم ، اما متوجه می شوم که برخی از افراد نوار استریپ را دوست ندارند.

طرح چوب نوار من در بالا نشان داده شده است. چهار برد - آردوینو ، VS1053 ، صفحه نمایش و نوار - یک ساندویچ را تشکیل می دهند. در طرح ، طرح کلی آردوینو زرد ، VS1053 آبی ، صفحه نمایش سبز و نوار نوار نارنجی است.

خطوط فیروزه ای نوارهای مسی نوار چوبی هستند - مطمئن شوید که در جایی که نیاز است شکاف ها را در آن قرار دهید. خطوط قرمز پیوندهایی هستند که در قسمت جزء نوار نوار قرار دارند یا سیم هایی که به جاهای دیگر می روند.

من برای برد VS1053 از پین های بسیار طولانی استفاده کردم زیرا بالای آردوینو قرار دارد. پین ها در گوشه های دور صفحه و بردهای VS1053 به تثبیت آنها کمک می کند. سوراخ های نصب ماژول ها اندود شده اند تا بتوانید آنها را لحیم کنید. اطمینان حاصل کنید که دستگاه شما به زمین وصل نشده باشد - سوراخ های نصب ماژول های من وصل نیستند.

اگر ماژول VS1053 متفاوتی دارید یا صفحه نمایش متفاوتی دارید ، می توانید پین های آردوینو را تغییر دهید:

• D2 تا D10 و A0 تا A5 را می توان به هر ترتیبی که دوست دارید استفاده کنید. شماره های پین را نزدیک شروع طرح INO به روز کنید
• D11 ، D12 ، D13 به SPI اختصاص داده شده است و نمی توان دوباره تخصیص داد
• D0 ، D1 به سریال I/O اختصاص داده شده است
• A6 ، A7 را نمی توان به عنوان پین دیجیتال استفاده کرد

ماژول های HC-SR04 در دمای 90 درجه به یکدیگر توسط یک تکه نوار چسب وصل شده اند. دکمه بین آنها قرار دارد. بدون شک شما طرح دلخواه خود را خواهید داشت.

اگر تصمیم دارید یک پدال پا داشته باشید ، آن را از طریق سوکت جک متصل کنید.

مرحله ششم: افزودن PSU

کل جریان آردوینو ، VS1053 و صفحه نمایش را 79 میلی آمپر اندازه گیری کردم. با توجه به برگه های داده ، آردوینو 20 میلی آمپر ، صفحه نمایش 25 میلی آمپر ، VS1053 11 میلی آمپر و HC -SR04 هر کدام هنگام کار "15 میلی آمپر" هستند - بنابراین 80 میلی آمپر درست به نظر می رسد.

صفحه نمایش 25 میلی آمپر است و از خروجی 3V3 آردوینو تغذیه می کند که دارای 50 میلی آمپر است. بنابراین مدار نباید بر تنظیم کننده 3V3 آردوینو فشار وارد کند.

آیا می توانیم مدار را از طریق پین Vin آردوینو تغذیه کنیم؟ من در هیچ جای وب نمی توانم پاسخ آن را پیدا کنم. در اسناد آردوینو وجود ندارد. تنظیم کننده 5 ولت روی برد (Vin-5)*80 میلی وات از بین می رود. حداکثر اتلاف آن چقدر است؟ به نظر می رسد هیچ کس واقعاً نمی داند. با توجه به برگه اطلاعات آن ، تنظیم کننده NCP1117 در بسته SOT-223 با حداقل پد مسی می تواند 650 میلی وات را از بین ببرد. بنابراین برای جریان 80 میلی آمپر ،

• وین پاور
• 8 ولت 240 میلی وات
• 9 320
• 10 400
• 11 480
• 12 560
• 13 640
• 14 720

برای ایمن بودن ، من فکر می کنم ما نباید بیش از 9V در Vin.

یک منبع تغذیه 5 ولت خارجی بسیار ایمن تر است ، اما من از تنظیم کننده آردوینو استفاده کردم و خوب است.

برای تغذیه مدار ، ماژولی را انتخاب کردم که از شارژر یون LI و PSU تقویت کننده استفاده می کند. آنها به طور گسترده در eBay در دسترس هستند یا عبارت "Li Charger Boost" را جستجو کنید.

شارژر از یک تراشه TC4056 استفاده می کند که دارای الگوریتم پیچیده جریان ثابت و ولتاژ ثابت است. هنگامی که ورودی برق USB را حذف می کنید ، با شارژ باتری کمتر از 2uA وارد حالت آماده به کار می شود. TC4056 دارای ورودی برای تشخیص دما است اما روی برد ماژول در دسترس نیست (پین زمین است).

مدار تقویت کننده ظاهراً 87-91 over در محدوده ولتاژ معمولی باتری با جریان خروجی 50-300 میلی آمپر کارایی دارد. (خودم اندازه گیری نکردم.) این خیلی خوب است.

با این حال ، هنگام برداشتن بار ، جریان "آماده به کار" آن 0.3mA است که ضعیف است. یک سلول 300 میلی آمپر ساعتی در 6 هفته تخلیه می شود. شاید تا اینجا تخلیه شود ولتاژ آن به سطح مخرب کاهش می یابد.

یک آهنگ واحد وجود دارد که باتری را به PSU تقویت کننده متصل می کند. می توانید آهنگ را به راحتی قطع کنید (به عکس مراجعه کنید). سیم را روی مقاومت بزرگ در بالا بچسبانید تا بتوانید از طریق یک سوئیچ برش را برش دهید.

جریان فعلی با برد مورد آزمایش من 0.7uA است. بنابراین سلول 50 سال دوام می آورد-البته ، نه ، تخلیه خودی سلول Li-ion حدود 3 per در ماه است. 3 درصد در ماه برای یک سلول 300mAH جریان 13uA است. مقایسه کنید که با 300uA مدار تقویت کننده طول می کشد. من فکر می کنم ارزش خاموش کردن مدار تقویت کننده را دارد.

هنگام بارگیری سلول نباید بار را روشن کنید. جریان کشیده شده توسط بار ، الگوریتم شارژ را اشتباه می گیرد.

بنابراین شما نیاز به یک سوئیچ 2 قطبی (مانند یک سوئیچ کشویی) دارید که یا در حالت "روشن" یا "شارژ" است.

شما می توانید سوکت USB داخلی را نادیده بگیرید و سیم های جداگانه را به سوئیچ و سوکت USB خود بچسبانید.

یا می توانید سوکت داخلی را نگه دارید و اتصال سوکت و تراشه را قطع کنید. نمودار بالا محل برش را نشان می دهد.

خروجی 5 ولت PSU تقویت کننده را به پین 5 ولت آردوینو وصل کنید. مردم می گویند "این کار را نکنید - شما از دیود حفاظتی آردوینو عبور می کنید". اما نانو دارای پین متصل به طرف USB دیود نیست. فقط کافی است به پین 5 ولت وصل شوید. بدترین اتفاقی که ممکن است بیفتد چیست؟ شما یک نانو از دست می دهید که هزینه آن کمتر از 3 پوند است.

مدار PSU همچنین باید تقویت کننده بلندگوها را تغذیه کند.

مرحله 7: افزودن بلندگوها

من می خواستم MIDI Theremin قابل حمل باشد. این باید شامل بلندگوها و تقویت کننده خود باشد.

می توانید تقویت کننده خود را بسازید یا یک ماژول تقویت کننده بخرید ، سپس بلندگو بخرید و آنها را در یک کیف قرار دهید. اما چه فایده ای دارد؟ در فن آوری من ، من ده ها بلندگوی قدرتمند دارم که از مغازه های خیریه و فروش صندوق عقب ماشین خریداری کرده ام ، هر کدام زیر 1 پوند.

بلندگوهای آبی کم رنگ تنها از 30 میلی آمپر در 5 ولت استفاده می کنند اما پاسخ بیس ضعیفی دارند. رادیوی مشکی شکل زیبایی دارد - من می توانم ماژول های HC -SR04 را در گوشه ها و صفحه نمایش را در سطح بالا نصب کنم. رنگ خاکستری "صفحه تخت" از سوکت USB تغذیه می شود که ایده آل است.

با کمی جستجو ، باید بلندگوهای قدرتمندی را پیدا کنید که از قبل قاب مناسبی دارند. مطمئن شوید که آنها با ولتاژ منبع تغذیه شما کار می کنند. اگر از چهار سلول AA تغذیه کند ، احتمالاً در 5V خوب کار می کند.

اما من بیشتر وارد حوزه فنی شدم و یک ایستگاه بارگیری بسیار زیبا پیدا کردم که در یک غرفه "همه چیز با 0.50 پوند" دریافت کردم. شارژر و ریموت IR خود را از دست داده بود اما به خوبی کار می کند.

اگر تصمیم دارید بلندگوهای خود را بسازید ، در اینجا یک دستورالعمل خوب وجود دارد. یا دستورالعمل های جستجو برای PAM8403 یا تقویت کننده را جستجو کنید.

مرحله 8: ایستگاه اتصال

این یک ایستگاه بارگیری قابل حمل Logitech است. بعید است که شما یکسان دریافت کنید ، اما اصول ساختاری مشابه خواهد بود.

ایستگاه اتصال شامل سلول لیتیوم یون قابل شارژ و PSU تقویت کننده است. (اگر PSU شما PSU بالا را ایجاد نکرده است و چند پاراگراف بعدی را نادیده بگیرید.)

اگر آمپر شما دارای سلول Li-ion است ، احتمالاً دارای PSU تقویت کننده است. (ولتاژ سلول تک یون لیتیوم به طرز ناخوشایندی پایین است بنابراین نیاز به افزایش دارد.)

ابتدا اتصالات برق به تقویت کننده را پیدا کنید. PSU دارای خازن های بزرگ صاف کننده است - عکس PCB ناخواسته را ببینید. ولتاژ پد لحیم کاری آنها را در قسمت زیر اندازه بگیرید. پد منفی باید پد "زمین" مدار باشد. اگر pcb پر از سیل شده باشد ، زمین می شود. یا زمین ممکن است یک مسیر ضخیم باشد که به بسیاری از نقاط روی تخته می رود.

ممکن است خازن های بزرگی در مرحله خروجی آمپر وجود داشته باشد - این روش قدیمی این کار است. ولتاژ موجود در آنها را هنگام کار اندازه گیری کنید. احتمالاً با توجه به موسیقی متفاوت خواهد بود و ممکن است به طور متوسط نصف ولتاژ خازن های منبع تغذیه باشد. اینها خازن های اشتباهی هستند - شما آنهایی را که در PSU هستند می خواهید.

بسیار بعید است که برد قدرت مثبت و منفی داشته باشد (آمپرهای قدرت استریو بزرگ این کار را می کنند ، اما من هرگز چنین سبکی را ندیده ام). مطمئن شوید که واقعاً زمینه و قدرت مثبت را انتخاب کرده اید.

ایستگاه اتصال Logitech که من از آن استفاده می کنم دارای مدارهای دیجیتالی پیچیده و همچنین آمپر آنالوگ است. اگر دستگاه شما چنین است ، دارای خازن های صاف کننده 5 ولت یا 3.3 ولت به علاوه شاید 9 ولت آمپر باشد. ولتاژهای تمام خازن های بزرگ را اندازه گیری کرده و بزرگترین ولتاژ را انتخاب کنید.

مطمئن شوید که ولتاژ اتصال برق که انتخاب کرده اید به کلید روشن/خاموش بستگی دارد. (هنگامی که سوئیچ را خاموش می کنید ، ممکن است با خالی شدن خازن ولتاژ کمی طول بکشد.)

سیمهایی را که به عنوان منبع تغذیه خود انتخاب کرده اید لحیم کنید. ایستگاه اتصال Logitech حدود 9V تولید می کند که به خوبی به پین Vin آردوینو متصل می شود.

بلندگوها یا ایستگاه اتصال شما باید دارای جک 3.5 میلی متری برای ورودی صدا باشند. یکی از اتصالات لحیم کاری ساییده می شود - احتمالاً نزدیکترین لبه تخته. از اهم متر برای بررسی اتصال آن به آنچه که فکر می کنید زمین است استفاده کنید. با برخی از ورودی های صوتی ، "سپر" جک مستقیماً به زمین متصل نمی شود. شناور است. بنابراین اگر هیچ کدام از پین های جک زمین خورده نیستند ، فعلاً نگران نباشید. ("سپر" جک در ماژول VS1053 نیز شناور است.)

از یک متر برای بررسی اینکه پین "زمین" جک در ولتاژ یکسان با منبع تغذیه قرار دارد استفاده کنید.

ایستگاه اتصال لاجیتک عجیب بود. اگر "زمین" سوکت جک Logitech را به "زمین" برد VS1053 وصل کردم (با استفاده از کابل صوتی ، خوب کار می کرد اما جریان سیستم ترمین من از 80 میلی آمپر به بیش از 200 میلی آمپر رسید. بنابراین مطمئن شدم من آن دو "زمینه" را به هم متصل نکردم. این خوب کار می کند ، اما نمی دانم چه اتفاقی می افتد.

مرحله نهم: ساخت پرونده

اینکه شما چه مواردی را تهیه کنید بستگی به موادی دارد که باید در اختیار داشته باشید ، از چه چیزی از کار کردن با آن لذت می برید و بلندگوهایی که انتخاب کرده اید. هر چه می سازید باید اطمینان حاصل کنید که سونارها از یکدیگر دور بوده و در 45 درجه قرار دارند. سپس صفحه نمایش و دکمه فشاری وجود خواهد داشت.

اگر به Instuctable های دیگر من نگاه کرده باشید ، می دانید که من طرفدار زیادی از قلع هستم. می توان آن را به شکل خم کرد ، لحیم نرم کرد و رنگ آمیزی کرد. عکسها نشان می دهد که چگونه من همه چیز را مرتب کرده ام.

مثلث بالا با ورق خم شده ، لحیم شده ، پر شده ، صاف و رنگ آمیزی شده است. PCB ها به صورت داغ در مثلث چسبانده شده اند و دارای تکه های چوبی کوچک هستند که به عنوان فاصله دهنده عمل می کنند.

"پنل جلویی" ورق پلی استایرن 1 میلی متری است. استندها از ورق پلی استایرن بیشتر ساخته می شوند و پیچ های خود چسب نوار نوار را در جای خود نگه می دارند. تکیه گاه های چوبی به صورت داغ در حفره جلوی ایستگاه متصل می شوند و قطعات برقی با پیچ های بلند خود چسبانده می شوند.

من حدس می زنم که می توانم چیزی را به صورت سه بعدی چاپ کنم ، اما روشهای قدیمی مدرسه را ترجیح می دهم که بتوانم در حین کار همه چیز را تنظیم کنم. ساختن چیزها بیشتر از آنکه مهندسی باشد ، یک سفر اکتشاف است.

مرحله 10: توسعه آینده

چگونه می توانید این ابزار را بیشتر توسعه دهید؟ می توانید رابط کاربری را تغییر دهید. می توانید دکمه را با سنسور فاصله IR جایگزین کنید تا نیازی به لمس دستگاه نباشید. یا شاید از صفحه لمسی به جای دکمه و دست چپ برای کنترل منو استفاده کنید.

منوی Scale به شما امکان می دهد مقیاس های "موسیقی غیر غربی" را انتخاب کنید ، اما فرض می کند که همه نت ها از صفحه کلید یکنواخت هستند-MIDI به این صورت عمل می کند مقیاس های دیگر به هیچ وجه مربوط به صفحه کلید مزاج نیست. برای تولید چنین نت هایی می توان از پیچ پیچ استفاده کرد. شما به راهی نیاز دارید تا منو فرکانس هر نت را مشخص کند. به نظر من ممکن است پیچ خم برای همه یادداشت های کانال اعمال شود. من در حال حاضر فقط از یک کانال - کانال 0 استفاده می کنم. بنابراین اگر چند صدایی است یا آکورد دارد ، باید هر نت را در یک کانال متفاوت پخش کنید.

این ساز می تواند به سینتی سایزر درام تبدیل شود. دست چپ می تواند گام یک تام ملودیک را تعیین کند در حالی که سونار سمت راست با سنسور پیزو جایگزین می شود که برای زدن طبل به آن ضربه می زنید.

دو دست می توانستند دو ساز مختلف را کنترل کنند.

دست چپ می تواند یک ساز را انتخاب کند.

در حدود نیمی از این پروژه ، من Altura MkII Theremin MIDI Controller Zeppelin Design Labs را کشف کردم. به نظر می رسد یک ساز خوب است.

آنها چندین ویدئو دارند که ارزش دیدن آنها را دارد:

(من کلمه "سطل" را از Altura و این ایده که یک سطل زباله هنگام ورود به آن گسترش می یابد و به شما کمک می کند تا در آن بمانید دزدیده ام."

MIDI Theremin من از چند جهت با Altura تفاوت دارد. Mine صدای خود را با MIDI synth داخلی ، آمپر و غیره تولید می کند. Altura پیام هایی را به یک سینت خارجی ارسال می کند. شما ممکن است روش آنها را برای انجام این کار ترجیح دهید. صفحه نمایش من دارای صفحه TFT است نه نمایشگر 7 قسمتی - این قطعاً بهتر است ، اما ممکن است فکر کنید صفحه بزرگتر پیشرفت خواهد کرد. Mine از منوها برای تنظیم پارامترها استفاده می کند در حالی که آنها از دستگیره ها استفاده می کنند. منوها مورد نیاز هستند زیرا من به کنترل های زیادی برای دستگاه ورودی (سونارها) و سینت نیاز دارد. Altura به کنترل های کمتری نیاز دارد. شاید دستگیره ها در حین اجرای زنده بهتر باشند. شاید مال من باید دستگیره داشته باشد. یک دکمه برای انتخاب Setups ممکن است خوب باشد.

Altura دارای کنترل "Articulation" است که میزان پخش سریع نت ها را تعیین می کند. من آن را در نرم افزار خود قرار نداده ام - شاید باید آنجا باشد. Altura دارای Arpeggiator (دنبال کننده مرحله) است. این ایده خوبی است ؛ ملودی من دارای آکوردی است که کاملاً مشابه نیستند.

پس همین. امیدوارم از ساخت و استفاده از MIDI-Theremin لذت ببرید. اگر در توضیحات من خطایی مشاهده کردید یا می توانید به بهبودهایی فکر کنید ، به من اطلاع دهید.