(تقریبا) برنامه نویس جهانی MIDI SysEx CC (و دنبال کننده ): 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

در اواسط دهه هشتاد ، تولیدکنندگان مصنوعی فرآیند "کمتر بهتر است" را آغاز کردند که منجر به تولید مصنوعی برهنه شد. این امر باعث کاهش هزینه های تولید کننده می شود ، اما روند وصله را برای کاربر نهایی غیر ممکن می کند.

خود تولیدکنندگان و شرکت های شخص ثالث به جعبه های اختیاری پر از دستگیره و/یا لغزنده پی بردند تا به شما این امکان را بدهند که واقعاً با زنگ های مصنوعی خود "بازی" کنید ، اما امروزه قیمت آنها بسیار احمقانه است و مانند همیشه ، ما مجبور هستیم راه حل های ارزان قیمت را خودمان بیابیم ؛)

این پروژه از نیاز من برای برنامه ریزی آسان وصله های برخی از آخرین خریدهای سینتس من ناشی شد: Roland Alpha Juno 2 و JX8P. این برنامه به عنوان یک کنترل کننده ساده SysEx شروع شد ، سپس روی من بزرگ شد و به چیزی پیچیده تر تبدیل شد ، با سایر سینت ها در راه (Korg DW8000 ، Oberheim Matrix 6/6R ، SCI MAX) و یک ترتیب سنج داخلی.

در این دستورالعمل به شما نشان خواهم داد که چگونه کنترلر خود را بفهمید: یک ابزار ارزان قیمت که از جعبه های کنترل پارامترهای بسیار گران قیمت و … بیشتر تقلید می کند (برای جزئیات بیشتر به خواندن ادامه دهید).

مرحله 1: این دقیقاً چیست (و چه نیست …)

کنترلر MIDI SysEx و Control Change در اینجا اساساً دارای 16 دکمه (پتانسیومتر) و کنترلر MIDI با 4 دکمه است. طرح پیش فرض سه "صفحه" ، در مجموع 48 پارامتر تن مصنوعی را اداره می کند.

من کنترل کننده را با پیام های MIDI تغییر کنترل (یک نوع ساده و "جهانی" از پیام های MIDI که به طور گسترده توسط تولیدکنندگان synth بخصوص در دهه 90 استفاده می شود) سازگار کردم و پیام های SysEx (نوع دیگری از پیام های MIDI ، بسیار کلی و بسیار مصنوعی) مورد استفاده در دهه 80).

به طور خاص ، کنترل کننده به طور پیش فرض با موارد زیر سازگار است:

- Roland Alpha Juno (1/2)

- رولند JX8P

- Korg DW8000

- Oberheim Matrix 6/6R (> 2.14 سیستم عامل)

- مدارهای متوالی MAX/SixTrak.

در نهایت می توانید کنترل کننده را فعال کنید تا روی هر ترکیبی که می تواند پیام های تغییر کنترل MIDI (CC) را دریافت کند عمل کند ، اما به طور پیش فرض غیرفعال است.

از آنجا که ماهیت منبع باز پروژه است ، پشتیبانی از هرگونه ترکیب دیگر به انتخاب شما بسیار آسان است (برای جزئیات به مرحله کد مراجعه کنید).

طرح پارامترهای تن با همه این اعداد در ابتدا گیج کننده است ، اما آنطور که به نظر می رسد "تصادفی" نیست: از دستور نمودار پیاده سازی MIDI سازنده پیروی می کند. این یک انتخاب طراحی برای حفظ کد ساده و "جهانی" بود.

شما می توانید برگه های تصویری را با طرح بندی 4x4 "Alpha-Junos" ، JX8P ، DW8000 ، Matrix 6 و MAX/SixTrak در این صفحه بارگیری کنید: پارامترهای آبی پارامترهایی هستند که می توانید در صفحه 1 تنظیم کنید ، سیاه و سفید در صفحه 2 و نارنجی صفحه 3

حتی اگر کنترل کننده صفحه ای نداشته باشد ، بازی با دستگاه های مصنوعی که به شما نشان می دهد چه پارامتری در زمان واقعی تنظیم می شود ، روند ایجاد یک وصله را لذت بخش می کند. به عنوان مثال ، JX8P و Matrix 6 قادر به انجام این کار هستند. در عوض ، آلفا جونو ، پارامتر در حال تغییر را به شما نشان نمی دهد و کار را کمی سخت می کند (اما ایجاد وصله های عالی قطعاً قابل اجرا و آسان تر از استفاده از رابط کاربری داخلی knobless است) ؛ DW8000 فقط نمایشگرهای عددی دارد ، اما می توانید تغییرات خود را در زمان واقعی مشاهده کنید تا در این بین قرار گیرد.

آن دکمه های آنجا چطور؟

خوب ، اولین مورد (در سمت چپ بالا در طرح من) برای مرور صفحات است: با فشار هر دکمه به صفحه پارامتر بعدی بروید. LED ها نشان می دهند که در کدام صفحه هستید.

دومی که فشار داده می شود وصله ای را که در آن کار می کنید به synth بفرستید (شکل را بفهمید: شما وصله زندگی خود را ساختید ، سپس دکمه برنامه را روی سطح synth لمس کردید و وصله مخصوص دکمه بارگیری شد … همه کارهای شما به پایان رسیده است !) با استفاده از این دکمه می توانید تمام مقادیری را که برنامه نویس در آخرین فرآیند وصله حفظ کرده بود ارسال کنید. این فرآیند فراخوانی وصله در صورتی که مجدداً randomizer را فشار دهید کار نمی کند (فرآیند تصادفی سازی همه پارامترهای حافظه را بازنویسی می کند) و فقط روی پارامترهایی که حداقل یک بار ویرایش کرده اید م effectiveثر است. آخرین وصله پس از خاموش شدن در حافظه ذخیره نمی شود.

مورد سوم برای یک عملکرد ثانویه است: تصادفی ساز/وصله گر! دکمه هایی را که می خواهید پارامتر آنها بر روی آنها عمل می کند ، در جهت خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخانید تا به حداقل مقدار قفل شود (یعنی نوسان ساز LFO ، پاکت اسیلاتور و غیره) یا به طور کامل در جهت عقربه های ساعت بچرخید تا مقدار را افزایش دهید (یعنی حجم مخلوط نوسان ساز ، حجم VCA و غیره) و فشار دهید دکمه شروع فرآیند تصادفی سازی برای همه پارامترهای دیگر.

دکمه چهارم برای فعال کردن یک تخم مرغ عید پاک وجود دارد (به نوعی …) من بعد از اینکه متوجه شدم طرح برای … دنبال کننده MIDI 16 مرحله ای مناسب است ، در کد قرار دادم! دقیقاً: دکمه چهارم (دکمه MODE) را فشار دهید ، کنترل کننده وارد "حالت ترتیب سنج" می شود و به شما اجازه داده می شود یادداشت ها را به روشی مشابه ترتیب سنج قدیمی آنالوگ فعال کنید. خوب است!

دوباره دکمه MODE را فشار دهید تا به حالت کنترل کننده/پچر برگردید.

آن LED ها چطور؟

4 LED در تناسب هر دکمه (در سمت راست هر دکمه در طرح من) وجود دارد. این LED ها دارای چندین لوله هستند:

1) آنها به شما می گویند که در کدام پارامترها هستید ما به 3 صفحه دستگاه خودپرداز محدود شده ایم ، اما کد را می توان به راحتی تنظیم کرد تا صفحات بیشتری را اداره کند.

2) LED دوم پارامترها را نشان می دهد صفحه 2 و هنگامی که میکروکنترلر وصله قبلی را ارسال می کند (فراخوانی پچ) روشن می شود.

3) LED سوم پارامترهای صفحه 3 را نشان می دهد و در طول فرآیند تصادفی روشن می شود.

LED چهارم در حالت کنترل MIDI هیچ کاری انجام نمی دهد و برای تغییر MODE جهانی استفاده می شود.

همه این عملکردها به عنوان پیام های MIDI منتقل می شوند ، بنابراین برای موثر بودن ، synth شما باید قادر به دریافت و تفسیر این نوع پیام ها باشد

مرحله 2: دنبال کننده 16 مرحله ای "پنهان"

همانطور که گفته شد ، هنگام آزمایش کنترلر ، متوجه شدم که اجازه می دهد دنباله ای از یادداشت ها اجرا شوند تا بتوانم پارامترهای synth را تغییر دهم و تصور بهتری از تأثیر نهایی بر روی صدا داشته باشم. من یک دنبال کننده نرم افزار دارم (من seq24 را خیلی دوست دارم!) ، اما این سخت افزار یک دنبال کننده تقریباً 16 مرحله ای کامل است! سپس فقط یک کد مربوط به پیاده سازی آن بود.

با فشردن دکمه شماره 4 (دکمه MODE) می توانید بین حالت کنترل کننده و حالت ترتیب سنج تغییر حالت دهید.

در حالی که در حالت ترتیب سنج دکمه ها متفاوت عمل می کنند و LED ها اطلاعات جدیدی به شما می دهند:

- اولین دکمه (دکمه SHIFT) با فشار دادن اجازه می دهد تا سرعت ، طول توجه داشته باشید ، کانال ها و تغییر اکتاو ؛ مقدار سرعت با موقعیت اولین پتانسیومتر مشخص می شود ، طول نت از موقعیت پتانسیومتر دوم ، کانال های MIDI از موقعیت های پتانسیومتر سوم و چهارم و اکتاو (-1 درجه تا +2) از گلدان پنجم محاسبه می شود. شما می توانید سرعت را از 40 BPM (پتانسیومتر شماره 1 را در جهت عقربه های ساعت بچرخانید در حالی که دکمه #1 را فشار داده اید) تا نزدیک 240 BPM (پتانسیومتر #1 را در جهت عقربه های ساعت کامل بچرخانید در حالی که دکمه #1 را فشار داده اید). می توانید با چرخاندن گلدان شماره 2 در حالی که دکمه SHIFT را فشار داده اید ، طول یادداشت ها را به نصف نت ، نت چهارم ، نت هشتم ، نت شانزدهم تنظیم کنید. می توانید کانال های MIDI (کانال اصلی و کانال ثانویه) را از 1 تا 16 تنظیم کنید. محدوده نت های پایه (از C2 تا F#4) را می توان یک اکتاو کاهش داد یا یک یا دو اکتاو افزایش داد.

سرعت پیش فرض روی 120 BPM و طول یادداشت به یادداشت های یک چهارم تنظیم شده است.

- دکمه دوم دنباله یادداشت ها را شروع و متوقف می کند. همانطور که گفته شد ، اگر حالت را با فشار دادن دکمه شماره 4 (MODE) در حین اجرای دنباله تغییر دهید ، وارد حالت کنترل کننده می شوید ، اما دنباله همچنان اجرا می شود.

- دکمه سوم یک PANIC است! با فشردن آن همه یادداشت ها خاموش می شوند.

- حالت چهارم برای جابجایی بین حالتهای جهانی (تنظیم کننده یا ترتیب سنج) هنگامی که دکمه شماره 1 فشار داده نشده است ، یا بین حالتهای دنباله ای (در قسمت زیر مشاهده کنید) هنگامی که شماره 1 فشرده می شود ، استفاده می شود.

در حالت ترتیب سنج اگر دکمه انتخاب حالت را فشار دهید در حالی که دکمه شماره 1 (SHIFT) را فشار داده اید می توانید بین 3 حالت توالی مختلف جابجا شوید:

دنباله 1 تا 16 مرحله ای

2- دنباله چند مرحله ای 16 مرحله ای: نت های یک اکتاو کمتر از آنهایی که توسط گلدان تعریف شده اند نیز فعال می شوند (این 2 صدا را در هر ضربه تخلیه می کند)

3 - 8 مرحله پلی دنباله ، دو کانال: دو توالی موازی 8 مرحله ای به دو کانال مختلف ارسال می شود (CH1 و CH2 به طور پیش فرض) ؛ با تنظیم مقدار کانال یکسان در کانال های اصلی و دوم ، می توانید دو توالی 8 مرحله ای موازی را که توسط یک سینت سایزر (چند صدایی) یکسان پخش می شوند ، داشته باشید.

درباره LED ها: به محض ورود به حالت ترتیب سنج ، هر چهار چراغ روشن می شود. وقتی توالی را شروع می کنید ، LED ها دنباله (یا توالی ها) را دنبال می کنند. من هر چهار پتانسیومتر یک LED قرار می دهم و برای من خوب است. ساده است که طرح را برای 16 LED ، یکی در هر مرحله ، تغییر دهید.

از دست دادن توالی سنج گام ویژگی هایی را که کسی می تواند برای آنها ضروری تشخیص دهد ، دارد: همگام سازی MIDI IN ، نگه داشتن مراحل (فقط می توانید یک مرحله را خاموش کنید) ، CV خارج شود.

من ساعت بیرون را اجرا کرده ام ، اما به نوعی اشکال دارد. من دو رویکرد را برای این کار امتحان کردم (یکی با وقفه تایمر و دیگری بدون وقفه در تایمر) ، اما هر دوی آنها ناقص هستند (یا در کل شکست می خورند). ساعت MIDI باید برای کار طولانی مدت بسیار دقیق باشد. در هر صورت یک سیگنال ساعت ارسال می شود و می توانید آن را مستقیماً روی طرح غیرفعال کنید (برای جزئیات بعداً مراجعه کنید).

توجه داشته باشید که این دنبال کننده مرحله MIDI است یا در صورت تمایل دیجیتالی است ، بنابراین برای کار باید به یک synth متصل شوید که این پیامها را دریافت و تفسیر کند

مرحله 3: سخت افزار مورد نیاز و ساخت

پس از همه این کلمات ، بگذارید کمی خوش بگذرانیم!

ما راه رایج آردوینو را طی می کنیم. من از آردوینو MEGA به دلیل مقدار زیاد ورودی های آنالوگ استفاده کردم (ما یک جعبه پر از دستگیره می خواهیم ، مگر نه؟:)).

به طور خاص ، Arduino MEGA می تواند 16 ورودی آنالوگ را کنترل کند (با کمی تغییر سخت افزاری ، به عنوان مثال با استفاده از muxing ، می توانید این کار را افزایش دهید ، اما ما در اینجا این مسیر را طی نمی کنیم) ، بنابراین ما 48 پیام MIDI را از طریق 16 پتانسیومتر ارسال می کنیم. سپس هر پتانسیومتر سه پارامتر را کنترل می کند ، یکی برای هر "صفحه". صفحات توسط یک دکمه تغییر انتخاب می شوند.

لیست سخت افزار:

- 1 برابر آردوینو MEGA

- پتانسیومترهای 16x خطی ، تک دور 10 کیلو اهم

- دستگیره قابلمه 16 برابر

- 4 برابر دکمه های فشار لحظه ای

- 4 برابر LED

- مقاومت 6x 220 اهم

- 1X اتصال MIDI

- 1x جعبه پروژه ABS

مقداری کابل ، سیم لحیم کاری و شش - هشت ساعت وقت آزاد.

من از یک تخته چوبی و برخی از سربرگ های پین برای درک نوعی محافظ استفاده کردم که مقاومت ها را روی آنها لحیم کرده و کابل ها را هدایت کردم. این مزیت این است که به شما اجازه می دهد آردوینو خود را بیرون آورده و از آن برای پروژه های دیگر استفاده کنید (همه ما در مقاطعی از بردهای آردوینو کم کار می کنیم!). به هر حال اجباری نیست و رویکرد خوب دیگر می تواند این باشد که سرصفحه ها و لحیم کابل های آردوینو MEGA را مستقیماً در محل خود جدا کنید.

من به جای مقاومتهای 220 اهمی از مقاومتهای 200 اهمی استفاده کردم و به هر حال آنها کاملاً کار می کنند. من شرط می بندم حتی 150 اهم مقاومت عالی (برای ارتباط MIDI و LED ها) عالی عمل می کند.

برای شکل دادن به جعبه ، ابتدا مقداری کاغذ چسبنده روی سطح جعبه قرار دادم ، جایی که سوراخ ها باید سوراخ شوند (من 3 سانتیمتر از سوراخ به سوراخ داشتم تا همه گلدان جا بیفتد) سوراخ های راهنما را ایجاد کرد و سپس به راست بزرگ کرد. اندازه ای که به گلدان ها اجازه می دهد تا نخ یا دکمه ها با یک مته کوچک عبور کنند. کم و بیش 2 ساعت وقت گذاشتم تا جعبه را تمام کنم. من نیز سوراخ های کوچکی را درک کردم و LED ها را در جای خود چسباندم.

من همچنین یک سوراخ برای اتصال MIDI OUT و یک سوراخ دیگر برای اتصال برق آردوینو ایجاد کردم (من مستقیماً از کانکتور برق USB داخلی استفاده کردم و آردوینو MEGA را محکم در جای خود قفل کردم).

هشدار: همیشه در حین حفاری از محافظ چشم و دست استفاده کنید ، روی هر ماده ای که روی آن کار می کنید (پلاستیک ، چوب ، فلزات ، کامپوزیت ها … مهم نیست: شما هم در رابطه با ابزارهای برقی و هم تراشه های مواد فرسوده/سوزانده شده در معرض خطر هستید. از ابزار متحرک).

سپس ، همه قابلمه ها و دکمه ها را قرار دادم و اجزا را مطابق تصویر ضمیمه لحیم کردم. یک روش م toثر برای کاهش وزن شیء نهایی (و طول کابل) این است که تمام گلدان ها را در خط 5 ولت و خط GND زنجیر بزنید.

و قبل از اینکه کسی بپرسد: می دانم ، آن جعبه ای که من استفاده کردم زشت است! اما رایگان بود و هیچ چیز رایگان نیست:)

مرحله 4: سیم کشی

سیم کشی کارها به آسانی امکان پذیر است زیرا یک پتانسیومتر (x16) ، یک دکمه (x4) و LED (x4) را روی برد میکروکنترلر آردوینو وصل می کنید. تمام اصول اولیه آردوینو در اینجا توضیح داده شده است:)

پیوست سیم کشی است. توجه کنید که:

- از همه پین های آنالوگ (از A0 تا A15) ، یک عدد برای هر پتانسیومتر استفاده می شود.

- 4 پین دیجیتال (ورودی) (از D51 ، D49 ، D47 ، D45) ، یک عدد برای هر دکمه استفاده می شود.

- 4 پین دیجیتال دیگر (خروجی) برای LED ها (D43 ، D41 ، D39 ، D37) استفاده می شود.

- اتصال MIDI بسیار ساده است و دو مقاومت 220 اهم می خواهد (اما تا 150 اهم کار می کند)

- دکمه ها برای مقاومت های کشویی درخواست نمی کنند ، زیرا این طرح مقاومت های کششی داخلی آردوینو را فعال می کند.

- هر LED یک مقاومت محدود کننده کورنت می خواهد (200-220 اهم برای LED های سبز مناسب است).

من از پین های دیجیتالی ذکر شده برای کالاها استفاده کردم ، اما آنها پین های "خاصی" نیستند (ما از قابلیت pwm برخی از پین ها در اینجا یا برخی دیگر از ویژگی های خاص پین استفاده نمی کنیم): می توانید پین های دیجیتالی مورد علاقه خود را تنظیم کنید ، اما به یاد داشته باشید که آنها را تغییر دهید. کد بر این اساس یا دکمه ها/LED های شما کار نمی کند!

لطفاً توجه داشته باشید که اتصال MIDI OUT در تصویر نمای FRONT است (نه نمای عقب).

مرحله 5: نرم افزار - برخی پیوندها به نظریه

من قصد ندارم نظریه کامل پیامهای System Exclusive یا Control Change را توضیح دهم زیرا مقالات خوب زیادی در آنجا وجود دارد و بازنویسی آنچه قبلاً نوشته شده احمقانه است.

فقط چند پیوند سریع برای پیاده سازی Roland SysEx:

- https://erha.se/~ronny/juno2/Roland٪20Juno٪20MIDI٪2… (انگلیسی)

- https://www.2writers.com/eddie/tutsysex.htm (انگلیسی)

- https://www.chromakinetics.com/handsonic/rolSysEx.h… (انگلیسی)

- https://www.audiocentralmagazine.com/system-exclusi… (ITALIANO)

و چند پیوند برای MIDI به طور کلی:

-

-https://www.music-software-development.com/midi-tut…

مرحله 6: نرم افزار - طرح

در اینجا این طرح پیوست شده است که باید در Arduino Mega خود بارگذاری کنید.

من سعی کردم برنامه نویس را تا حد ممکن "جهانی" نگه دارم ، به این معنی که سعی کردم قطعات کد خاص synth را کاهش دهم. من سعی کردم تا آنجا که ممکن است کد را ساده نگه دارم. افزودن دنبال کننده مرحله ، کارها را پیچیده تر و کد را آشفته تر کرد ، به هر حال برای من ارزشش را داشت. نگه داشتن کد "جهانی" به همین دلیل است که طرح کنترل کننده بسیار "تصادفی" است: از دستور پارامترهای پیاده سازی MIDI تولید کننده synth که در دفترچه راهنما تعریف شده است پیروی می کند. ممکن است در ابتدا گیج کننده باشد ، اما خیلی سریع به آن عادت خواهید کرد.

کد پیش فرض/طرح/سیستم عامل از "تنها" 48 پارامتر (سه صفحه با 16 دکمه در هر کدام) پشتیبانی می کند ، بنابراین نمی توان تمام پیامهای MIDI را که توسط synth شما پشتیبانی می شوند کنترل کرد (در مورد Access Virus یا Novation Supernova فکر کنید: آنها بیشتر قبول می کنند. یا کمتر از 110 پارامتر سازگار با MIDI). در صورت نیاز می توانید به راحتی طرح را برای پشتیبانی از پیام های بیشتر تغییر دهید.

در واقع پیام های SysEx سازگار با Roland Alpha-Juno ، JX8P ، Korg DW8000 و Oberheim Matrix 6 پشتیبانی می شوند. من کد پیامهای سازگار Juno 106 را در صورت نیاز به آن گذاشتم.

برای ماتریس 6 ، من مجبور بودم پارامترهایی را برای کنترل انتخاب کنم. پاکت سوم ، رمپ دوم و چیز دیگری را کنار گذاشتم. به هر حال نمی توان ماتریس را از طریق MIDI کنترل کرد ، بنابراین آن نیز خارج است. شما به سیستم عامل به روز شده (نسخه 2.14 یا بالاتر) نیاز دارید و باید پارامتر "Master -> Sysex Enable" را روی "3" تنظیم کنید.

خروج از ساعت به نوعی اشکال دارد (ساعت باید دقیقاً کار کند و آنطور که باید کار کند و احتمالاً دو رویکردی که من استفاده کردم در مواردی که م effectiveثر نبود) است. به طور پیش فرض غیرفعال است.

کد شامل نظرات است ، بنابراین نیازی به اظهار نظر بیشتر در اینجا نیست.

مثل همیشه: به یاد داشته باشید که من در زندگی واقعی رمزگذار نیستم و مطمئناً راههای بهتری برای کدگذاری آنچه که در اینجا به آن نیاز داریم ، وجود دارد. اگر برنامه نویس هستید و پیشنهادی دارید ، خوش آمدید! لطفاً هر گونه تنوع که می تواند کارآیی/اثربخشی کد را افزایش دهد ، برای من ارسال کنید و من آن را به طرح اصلی اضافه خواهم کرد (بدیهی است با استناد به مشارکت کننده!).

من همیشه با خواندن کد برنامه نویسی خوب چیز جدیدی یاد می گیرم ؛)

مرحله 7: پروژه های مرتبط

تا آنجا که من می دانم ، یک کنترل کننده و ترتیب سنج پارامتر MIDI وجود ندارد (شاید Behringer BCR2000 قدیمی با سیستم عامل اصلاح شده؟)

به هر حال ، اگر شما مستعد درک جعبه ای شبیه به این نیستید ، اما علاقه زیادی به راه حلهای ارزان قیمت برای کنترل پارامترهای synth خود از راه دور دارید ، این گزینه های دیگر را در نظر بگیرید:

- ویرایشگر CTRL MIDI: این یک برنامه منبع باز درخشان و رایگان است که بر روی win/Linux/mac اجرا می شود و می تواند رایانه شما را به یک کنترلر کامل برای SysEx synths تبدیل کند.

- مبدل CC "junosex" دیوید کانسومر: این پروژه کار سخت افزاری جزئی را از شما درخواست می کند و ایده عالی است - مبدل CC به SysEx مبتنی بر آردوینو که به شما اجازه می دهد از یک کنترل کننده MIDI غیر SysEx معمولی (یعنی صفحه کلید اصلی AKAI MPK) استفاده کنید.) برای صحبت با مصنوعی آماده SysEx خود