MIDI-сонар «Терменвокс»: 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Это музыкальный инструмент, в котором используются два датчика расстояния сонара для управления высотой и качеством нот. Конечно, это не совсем Терменвокс, но «Терменвокс» стал общим термином для инструментов, на которых играют, размахивая руками.

Он имеет встроенный MIDI-синтезатор, усилитель и динамики. Музыкальные ноты воспроизводятся MIDI-чипом VS1053, который имеет 127 голосов (то есть якобы разных инструментов). Он имеет высокую степень полифонии (до 64), поэтому он может воспроизводить отдельные ноты или аккорды.

Ваша правая рука контролирует проигрываемую ноту. В «дискретном» режиме пространство справа разделено на «ящики». Когда ваша рука входит в корзину, начинается запись этой корзины. Когда вы выйдете из корзины, нота может остановиться (например, орган) или исчезнуть естественным образом (например, фортепиано).

В «непрерывном» режиме пространство справа определяет непрерывно изменяемую высоту звука - как в оригинальном терменвоксе. Заметка начинается, когда ваша рука входит в пространство, и останавливается, когда вы покидаете это место.

Ваша левая рука контролирует качество проигрываемой ноты. Он может регулировать громкость, тремоло, вибрато, изменение высоты звука, реверберацию и т. Д.

На небольшом ЖК-экране есть меню, которое позволяет вам выбрать текущий инструмент, функцию левой руки, шкалу (или «ключ») правой руки, вибрато, тремоло и т. Д. Вы можете сохранять и загружать различные «Установки» и быстро переключайтесь между ними во время выступления.

Весь MIDI-инструмент "Терменвокс" работает автономно с собственным динамиком и аккумулятором.

Если вы собираетесь скопировать мою сборку, вам понадобится Arduino Nano (1,50 фунта стерлингов), модуль VS1053 (4,50 фунта стерлингов), 1,44-дюймовый ЖК-дисплей ST7735 (3,50 фунта стерлингов), два модуля HC-SR04 (1 фунт стерлингов каждый). и несколько резисторов. Вам также понадобятся некоторые активные динамики и, возможно, литиевая батарея и блок питания, но детали будут зависеть от того, как вы решите его построить. Я получил все эти дополнения от продаж автомобильных багажников и благотворительных магазинов. Плюс вы Понадобится обычная электронная атрибутика мастерской.

Шаг 1. Управление VS1053

Я выбрал модуль VS1053, показанный на картинке. (Обратите внимание на два регулятора SOT223, две розетки и положение разъема.) Найдите на eBay, Alibaba или у вашего любимого поставщика модуль VS1053, который выглядит так. Их можно купить на Aliexpress здесь и здесь.

Я купил его пару лет назад, и, похоже, он больше не доступен на eBay, только на Alibaba. Красная версия печатной платы теперь доступна на eBay. Похоже, что функционально он идентичен, но распиновка отличается, поэтому вам нужно будет настроить мои схемы и макеты. Я не тестировал. В обсуждении (ниже) вы можете найти инструкции о том, как добавить резистор к красной плате, чтобы включить «живой» MIDI. Или вы можете отправить дополнительные команды во время установки, чтобы включить его.

VS1053 - прекрасный чип, но довольно сложный. Я использую только его MIDI-часть. Можно управлять VS1053 через последовательный интерфейс, но я использую шину SPI, так как это более удобно с Arduino Nano. Любой байт, который вы отправляете по шине SPI, обрабатывается как MIDI-команда.

Вы найдете списки MIDI-команд в Интернете. VS1053 реагирует на некоторые, но не на все. Программа Miditheremin0.exe показывает те, которые, как я знаю, работают.

Вы можете загрузить техническое описание VS1053 из Интернета. Это огромный документ, и его трудно продвигать. Раздел «8.9 Поддерживаемые форматы MIDI» - это почти все, что говорится о MIDI. В разделе «10.10 MIDI в реальном времени» рассказывается об использовании GPIO0 и GPIO1 для включения MIDI, но плата, которую я имел, не требовала специального включения. Вы также можете загрузить список MIDI-сообщений (не все из которых поддерживаются VS1053).

Подключите модуль VS1053 к Arduino Nano, как показано, и загрузите файл INO в Arduino. Я использовал беспаечный макет. У меня нет его фотографии на данном этапе, но вы можете увидеть макет с другими компонентами на шаге ниже.

Скетч INO получает байт от ПК по последовательной линии и отправляет его в VS1053. Это очень простая программа, которая позволяет вам протестировать VS1053. Подключите выходное гнездо к наушникам или динамику компьютера.

Программа Windows Miditheremin0.exe (загрузите Step1.zip с github) отправляет команды на VS1053. Нажмите кнопку «90 нот», чтобы сыграть ноту. Или вы можете написать свою собственную программу для Windows. Или воспользуйтесь одной из множества терминальных программ, доступных в Интернете.

Модуль VS1053 имеет следующие контакты:

• шина SPI имеет обычные MISO, MOSI и SCLK
• если XRST низкий, чип сбрасывается
• XDCS ничего не делает в режиме SPI, поэтому привяжите его к XCS
• XCS - это выбор микросхемы
• DREQ сообщает вам, когда чип готов к новой команде.

XCS должен быть установлен на низкий уровень, пока вы отправляете байт; затем высокий. Таким образом, вы уверены, что синхронизировали первый бит каждого байта. Чтение DREQ говорит о том, что чип готов принять новую команду.

После того, как Arduino отправит байт, он должен отправить фиктивный байт, чтобы переключить часы и позволить VS1053 отправить байт обратно в ответ. Функция SPItransfer () показывает, как это сделать.

Красный модуль, доступный на eBay, включает в себя слот для SD-карты, поэтому у него есть пара дополнительных контактов. Игнорируй их.

Теперь вы уверены, что можете заставить VS1053 работать, мы превратим его в музыкальный инструмент.

Шаг 2: Использование сонаров

Подключите модули HC-SR04 к Arduino Nano, как показано, и загрузите файл INO в Arduino.

Обратите внимание на схеме, что DC3 - развязывающий конденсатор для модулей HC-SR04 - должен быть подключен рядом с модулями HC-SR04. При передаче они потребляют большой ток, который помогает снабжать DC3.

На этом этапе проекта ПК с Windows по-прежнему отправляет команды на VS1053, но VS1053 также управляется датчиками сонара HC-SR04 (загрузите Step2.zip с github).

Все новые команды начинаются с 0xFF и интерпретируются скетчем Arduino (а не отправляются прямо на VS1053). Байты, не являющиеся "FF-командой", отправляются на VS1053.

Есть команды для смены инструмента, изменения гаммы, добавления вибрато и тремоло и т. Д. Программа может работать в «дискретном» режиме, когда есть отдельные ноты (например, фортепиано), или в «непрерывном» режиме, когда одна нота наклонился вверх-вниз (как терменвокс).

Он отлично справляется со всем, что может делать финальный инструмент, но управляется компьютером.

Правый датчик сонара HC-SR04 выбирает высоту воспроизводимой ноты. В «дискретном» режиме пространство справа разделено на «ящики». Когда ваша рука входит в корзину, начинается запись этой корзины. Когда вы выйдете из корзины, нота может остановиться (например, орган) или исчезнуть естественным образом (например, фортепиано). Когда ваша рука входит в корзину, она немного расширяется, чтобы не было дрожания ее края.

Функция GetSonar () возвращает время, прошедшее до первого эха. Он игнорирует очень быстрые эхо (длительность <10), о которых иногда сообщает HC-SR04. Если maxDuration не получил эхо, он возвращает maxDuration. Продолжительность не измеряется в каких-либо конкретных единицах - это просто число.

В дискретном режиме длительность сначала фильтруется, чтобы удалить случайные пропадания (когда эхо не получено). Предполагается, что рука присутствует только после получения 10 выборок maxDuration. Затем продолжительность фильтруется с помощью медианного фильтра. Медианные фильтры хорошо удаляют «импульсивный» шум (то есть случайные всплески). Отфильтрованная продолжительность используется для выбора интервала.

В непрерывном режиме продолжительность снова фильтруется, чтобы исключить случайные выпадения. Затем он сглаживается экспоненциальным фильтром. Отфильтрованная длительность используется для установки частоты ноты с помощью «изменения высоты тона».

Шаг 3. Добавление дисплея

Дисплей представляет собой 1,44-дюймовый цветной TFT ЖК-экран с контроллером ST7735, 128x128 пикселей. На eBay доступно множество экранов, например, вы можете предпочесть разработать свой прибор с сенсорным экраном большего размера. Я бы не использовал ST7735 контроллер и хотел попробовать.

Я получил свой от этого поставщика. Тот же модуль широко продается на eBay - просто купите тот, который выглядит так же, как на фотографии.

ЖК-дисплей имеет следующие контакты:

• GND земля
• VCC 3,3 В
• Автобус SCL SPI SCLK
• Шина SDA SPI MOSI Arduino
• Сброс RES
• Данные / команда постоянного тока
• Выбор микросхемы CS
• BL задний свет

Модуль работает от 3,3 В, поэтому вам не следует подключать его напрямую к 5-вольтовой Arduino. Я использовал резисторы 1 кОм, чтобы понизить напряжение. Это не очень хорошая практика (в общем, следует использовать микросхему с делителем потенциала или понижающий напряжение), но отлично работает в этой схеме. Я был ленив.

Дисплей питается от 3,3 В от Arduino. Регулятор Arduino кажется достаточно счастливым.

Adafruit любезно публикует библиотеку ST7735, и несколько других библиотек доступны на Github и в других местах. Я попробовал несколько, и ни один из них не понравился. Некоторые просто не работали, и все были огромными. Вы пишете скетч Arduino, который рисует линию и какой-то текст, и обнаруживаете, что ваша память заполнена на 75%. Итак, я написал свою собственную библиотеку.

Библиотеку SimpleST7735 можно скачать (скачать Step3.zip с github).

Он имеет стандартный набор команд рисования, очень похожий на все подобные библиотеки.

Некоторые из «быстрых» библиотек, которые вы можете загрузить, используют специальные циклы синхронизации и расстраиваются, когда другие, возможно, более медленные, устройства используются на той же шине. SimpleST7735 написан на C, а не на ассемблере, поэтому не так быстр, как мог бы быть, но гораздо более портативен и вежливо разделяет шину SPI с другими устройствами. Можно загрузить программу для Windows, которая позволяет создавать собственные шрифты и значки.

Вы можете скачать техническое описание ST7735 из Интернета. Вы говорите с ним

• установить низкий уровень CS
• установить низкий уровень постоянного тока
• отправить командный байт
• установить высокий уровень постоянного тока
• отправить ноль или более байтов данных
• установить высокий уровень CS

Вы можете увидеть, как я это делаю, в функции spiSend_TFT_CW () в библиотеке. Байты данных могут быть целым рядом пикселей или настройкой регистра управления.

Функция ST7735Begin () в библиотеке показывает вам выбранный мной набор команд инициализации. Возможно, вы захотите изменить команды, если выберете другой дисплей ST7735 (например, с большим количеством пикселей) или захотите другую ориентацию. Я надеюсь, что мой код будет легко вам увидеть, как изменить, если вам нужно.

На схеме показаны кнопка управления «SW1» и ножная педаль SW2 ». Кнопка управления выбирает разные« Установки »(см. Следующий шаг) или выбирает режим меню. Педаль не является обязательной и выбирает только разные Установки - я этого не делал. сам установил ножную педаль. Настройки полезны во время выступления, когда вы хотите быстро сменить тональность или инструмент.

Шаг 4: Система меню

Этот скетч Miditheremin3.ino Arduino добавляет систему меню к MIDI-терменвоксу и контролирует окончательный инструмент.

MIDI-терменвокс обычно работает в режиме «Play». Ваша правая рука выбирает ноту, а ваша левая рука контролирует ее качество. На ЖК-дисплее отображается клавиатура фортепиано с выделенной текущей нотой.

Если удерживать кнопку управления в течение одной секунды, программа переходит в режим «Меню». Если в режиме меню удерживать кнопку управления в течение одной секунды, программа возвращается в режим «Воспроизведение».

Меню имеет древовидную структуру с основными и подпунктами. Текущий пункт меню выделен. Вы перемещаете выбор вверх / вниз с помощью левого сонара. Подменю для основного элемента раскрываются только при выборе основного элемента.

Выбрав подменю, когда вы нажимаете кнопку, значение этого элемента выделяется. Левая рука теперь увеличивает или уменьшает значение. Нажмите кнопку еще раз, чтобы вернуться к выбору подменю.

В дискретном режиме дерево меню

• Инструмент

  • 0: рояль
  • Обмен руками: нормально

• Правая рука

  Режим: дискретный

• Левая рука

  • Режим: Вибрато
  • Макс глубина: 10

• Шкала

  • Шкала: мажорная гептатоническая
  • Октавы: 2
  • Самая низкая нота: 60 C

• Аккорд

  • Аккорд: мажорное трезвучие
  • Инверсия: 0
  • Полифония: 1

• Тремоло

  • Размер: 20
  • Период: 10

• Вибрато

  • Размер: 20
  • Период: 10

Инструмент может быть «роялем», «церковным органом», «скрипкой» и т. Д. VS1053 содержит 127 инструментов, многие из которых звучат одинаково, а многие глупо похожи на «выстрелы». Подменю «Поменять руки» позволяет вам менять местами функции левой и правой руки - возможно, вам так больше нравится, или, возможно, вы хотите, чтобы выступающие смотрели на аудиторию.

Правая рука может быть «дискретной» или «непрерывной». См. «Непрерывное» меню ниже.

Левая рука может управлять громкостью, тремоло, вибрато, PitchBendUp, PitchBendDown, реверберацией, полифонией или размером аккорда.

«Объем» очевиден. «Тремоло» - быстрое изменение громкости; левая рука контролирует размер вариации; период устанавливается другим пунктом меню. «Вибрато» - быстрое изменение высоты звука; левая рука контролирует размер вариации; период устанавливается другим пунктом меню. «PitchBendUp» и «PitchBendDown» изменяют высоту воспроизводимой ноты; левая рука контролирует размер изгиба. "Реверберация" в VS1053 не впечатляет; левая рука контролирует размер реверберации. «Полифония» контролирует количество одновременно воспроизводимых нот до максимального значения, установленного в меню «Полифония» (см. Ниже). «ChordSize» означает, что левая рука управляет количеством проигрываемых нот аккорда (см. Ниже).

В музыке «гамма» или «тональность» - это подмножество используемых вами нот. Например, если вы ограничитесь гептатонической шкалой до мажор, вы будете играть только белые ноты фортепиано. Если вы выбрали C # Major Pentatonic, тогда вы просто будете использовать черные ноты (например, для шотландских народных мелодий).

Меню Scale выбирает, каким нотам соответствует пространство правой руки и сколько октав покрывает пространство правой руки. Таким образом, если вы выберете 1 октаву ми мажора, то пространство правой руки разделится на 8 ячеек с E на самой низкой высоте и E на одну октаву выше на самой высокой.

Меню Scale позволяет вам выбрать множество необычных гамм «незападной музыки», но предполагает, что все ноты взяты с клавиатуры с ровным темпом - так работает MIDI, вы не можете легко указать частоту ноты. Так что если вы захотите, скажем, арабскую четвертную шкалу тонов, у вас будут проблемы.

Подменю Octaves позволяет вам выбрать, сколько октав вы хотите. А самая низкая нота говорит, где начинается шкала.

Обычно при воспроизведении ноты звучит только эта нота. Меню аккордов позволяет играть сразу несколько нот. Аккорд мажорной триады означает «сыграть выбранную ноту плюс ноту на четыре полутона выше, плюс ноту на семь полутонов выше».

Подменю Inversion дает вам инверсию аккордов. Это означает, что он перемещает некоторые ноты аккорда на одну октаву ниже. Первая инверсия сдвигает все «лишние» ноты на октаву вниз, вторая инверсия сдвигает на одну из дополнительных нот вниз и так далее.

В подменю «Полифония» указано, сколько нот воспроизводится одновременно; если полифония 1, то при запуске одной ноты предыдущая останавливается; если полифония больше, то несколько нот могут перекрываться - попробуйте это с церковным органом.

Меню Tremolo определяет глубину любого тремоло и период цикла тремоло. Период «100» означает один цикл в секунду. Если тремоло управляет левая рука, то подменю «Размер» скрыто.

В меню «Вибрато» указывается размер любого вибрато и период цикла вибрато. Если левая рука управляет вибрато, то подменю «Размер» скрыто.

Программа позволяет сохранять и загружать до 5 различных «Установок». Настройка хранит все значения, которые вы можете установить в меню. При выходе из режима меню текущая настройка сохраняется. Настройки сохраняются в EEPROM.

В режиме воспроизведения нажатие кнопки приводит к переходу к следующей настройке. Если удерживать кнопку в течение одной секунды, появится меню. При нажатии на педаль также выполняется переход к следующей настройке; педаль никогда не выбирает меню.

В непрерывном режиме дерево меню отображается

• Инструмент

  • 0: рояль
  • Обмен руками: нормально

• Правая рука

  Режим: непрерывный

• Диапазон

  • Количество полутонов: 12
  • Средняя нота: 60 C

• Левая рука

  • Режим: тремоло
  • Максимальная глубина: 10

• Тремоло

  • Размер: 20
  • Период: 10

• Вибрато

  • Размер: 20
  • Период 10

Меню Range выбирает, какой диапазон частот указывает правая рука: количество полутонов и средняя нота.

Левая рука может управлять только громкостью, тремоло и вибрато.

Шаг 5: склеиваем вместе

Я построил схему на стрипборде. Я не вижу смысла делать единственную печатную плату всего с 4 резисторами, но я понимаю, что некоторым людям не нравится стрипборд.

Мой макет стрипборда показан выше. Четыре платы - Arduino, VS1053, дисплей и стрипборд - образуют сэндвич. На схеме контур Arduino - желтый, VS1053 - синий, дисплей - зеленый, а полоса - оранжевый.

Голубые линии - это медные полоски картона - убедитесь, что вы сделали разрывы там, где это необходимо. Красные линии - это ссылки на компонентной стороне платы или провода, идущие в другом месте.

Я использовал удлиненные контакты для платы VS1053, потому что она стоит над Arduino. Контакты в дальних углах дисплея и платы VS1053 помогают стабилизировать их. Монтажные отверстия модулей покрыты металлом, поэтому их можно припаять. Убедитесь, что ваш не заземлен - крепежные отверстия моих модулей нет.

Если у вас другой модуль VS1053 или другой дисплей, вы можете изменить контакты Arduino:

• От D2 до D10 и от A0 до A5 можно использовать в любом порядке; обновить номера контактов в начале эскиза INO
• D11, D12, D13 предназначены для SPI и не могут быть переназначены
• D0, D1 предназначены для последовательного ввода / вывода
• A6, A7 нельзя использовать в качестве цифровых контактов

Модули HC-SR04 соединены друг с другом под углом 90 ° при помощи стенда. Кнопка находится между ними. Несомненно, у вас будет свой предпочтительный дизайн.

Если вы решили обзавестись ножной педалью, подключите ее через штекер.

Шаг 6: Добавление блока питания

Я измерил общий ток Arduino VS1053 и дисплея как 79 мА. Согласно таблицам данных, Arduino - 20 мА, дисплей - 25 мА, VS1053 - 11 мА, а HC-SR04 - 15 мА каждый при "работе" - так что 80 мА кажется правильным.

Дисплей потребляет 25 мА и питается от выхода 3V3 Arduino, который рассчитан на 50 мА. Таким образом, схема не должна нагружать регулятор 3V3 Arduino.

Можем ли мы запитать схему через вывод Vin Arduino? Я не могу найти ответ на этот вопрос в Интернете. Этого нет в документации Arduino. Встроенный регулятор 5V будет рассеивать (Vin-5) * 80 мВт. Какое его максимальное рассеивание? Кажется, что на самом деле никто не знает. Согласно его паспорту, регулятор NCP1117 в корпусе SOT-223 с минимальной медной площадкой может рассеивать 650 мВт. Итак, для тока 80 мА

• Вин Пауэр
• 8 В 240 мВт
• 9 320
• 10 400
• 11 480
• 12 560
• 13 640
• 14 720

На всякий случай, я полагаю, мы не должны превышать 9В на Vin.

Внешний блок питания на 5 В был бы намного безопаснее, но я использовал регулятор Arduino, и это нормально.

Для питания схемы я выбрал модуль, который сочетает в себе литий-ионное зарядное устройство и повышающий блок питания. Они широко доступны на eBay или по запросу «Li Charger Boost».

В зарядном устройстве используется микросхема TC4056, которая имеет сложный алгоритм постоянного тока и постоянного напряжения. Когда вы отключаете вход питания USB, он переходит в режим ожидания с разрядом батареи менее 2uA. TC4056 имеет вход для измерения температуры, но его нет на плате модуля (контакт заземлен).

Цепь повышения якобы имеет КПД 87-91% в нормальном диапазоне напряжения батареи с выходным током 50-300 мА. (Сам не измерял.) Очень хорошо.

Однако его "дежурный" ток, когда вы снимаете нагрузку, составляет 0,3 мА, что мало. Ячейка 300 мАч будет разряжена за 6 недель. Возможно, он будет осушен до тех пор, пока его напряжение упадет до опасного уровня.

Есть одна дорожка, которая соединяет аккумулятор с повышающим блоком питания. Вы можете легко разрезать дорожку (см. Фото). Припаяйте провод к большому резистору вверху, чтобы можно было перекрыть разрез с помощью переключателя.

На тестируемой мной плате потребляемый ток теперь составляет 0,7 мкА. Таким образом, элемент прослужит 50 лет - ну, конечно, нет, саморазряд литий-ионного элемента составляет около 3% в месяц. 3% в месяц для элемента на 300 мАч - это ток 13 мкА. Сравните это с 300 мкА, которые потребляет цепь повышения. Думаю, стоит отключить цепь наддува.

Не следует включать нагрузку, когда аккумулятор заряжается. Ток, потребляемый нагрузкой, запутает алгоритм зарядки.

Поэтому вам нужен двухполюсный переключатель (например, ползунковый переключатель), который находится либо в положении «Вкл», либо в положении «Зарядка».

Вы можете не обращать внимания на встроенный USB-разъем и припаять отдельные провода к переключателю и своему собственному USB-разъему.

Или вы можете оставить встроенный сокет и разорвать соединение между сокетом и микросхемой. На схеме выше показано, где резать.

Подключите выход 5V повышающего блока питания к контакту 5V Arduino. Люди говорят: «Не делайте этого - вы обойдете защитный диод Arduino». Но у Nano нет контакта, подключенного к USB-разъему диода. Просто подключите к выводу 5V. Что худшего могло случиться? Вы теряете Nano стоимостью менее 3 фунтов стерлингов.

Схема блока питания также должна питать усилитель для динамиков.

Шаг 7: Добавление динамиков

Я хотел, чтобы MIDI-терменвокс был портативным. Он должен включать собственные динамики и усилитель.

Вы можете построить свой собственный усилитель или купить модуль усилителя, а затем купить динамики и положить их в футляр. Но какой в этом смысл? В моем техническом мусоре у меня есть полдюжины активных динамиков, которые я купил в благотворительных магазинах и на распродажах автомобильных багажников по цене менее 1 фунта стерлингов каждая.

Бледно-голубые динамики потребляли всего 30 мА при 5 В, но у них плохие басы. Черное радио имеет приятную форму - я могу представить, как разместить модули HC-SR04 по углам, а дисплей - на верхней поверхности. Серые «плоские» питаются от USB-разъема, что идеально.

Немного поискав, вы найдете активные колонки, у которых уже есть хороший корпус. Убедитесь, что они работают от напряжения вашего источника питания. Если он питается от четырех элементов AA, он, вероятно, будет нормально работать при 5 В.

Но я покопался дальше в техно-мусоре и нашел очень хорошую док-станцию, которую я купил в киоске «все за 0,50 фунтов стерлингов». Он потерял зарядное устройство и ИК-пульт, но работает хорошо.

Если вы полны решимости создать свои собственные активные динамики, вот хорошее руководство. Или выполните поиск в Instructables для PAM8403 или усилителя.

Шаг 8: док-станция

Это очень хорошая портативная док-станция от Logitech. Такой же вряд ли получится, но принципы построения будут похожи.

Док-станция включает в себя собственный литий-ионный аккумулятор и повышающий блок питания. (Если у вас нет, то соберите блок питания, описанный выше, и пропустите следующие несколько абзацев.)

Если в вашем усилителе есть литий-ионный аккумулятор, то он, вероятно, имеет повышающий блок питания. (Напряжение одиночного литий-ионного элемента слишком низкое, поэтому его необходимо повысить.)

Сначала найдите подключения для питания усилителя. В блоке питания будут большие сглаживающие конденсаторы - см. Фото мусорной печатной платы. Измерьте напряжение на их контактных площадках с нижней стороны. Отрицательная площадка должна быть «заземляющей» площадкой схемы. Если печатная плата была залита заливкой, она будет заземлена. Или земля может быть толстой дорожкой, которая проходит во многие места на доске.

На выходном каскаде усилителя могут быть большие конденсаторы - это старомодный способ сделать это. Измерьте напряжение на них, пока он работает. Вероятно, оно будет варьироваться в зависимости от музыки и может составлять в среднем половину напряжения конденсаторов источника питания. Это не те конденсаторы - вам нужны те, что в блоке питания.

Очень маловероятно, что плата будет иметь как положительную, так и отрицательную мощность (у больших стерео усилителей мощности есть, но я никогда не видел такого легкого). Убедитесь, что вы действительно выбрали заземление и положительную мощность.

Док-станция Logitech, которую я использую, имеет сложную цифровую схему, а также аналоговый усилитель. Если у вас такой, то в нем будут сглаживающие конденсаторы на 5 В или 3,3 В плюс, возможно, 9 В для усилителя. Измерьте напряжения на всех больших конденсаторах и выберите наибольшее напряжение.

Убедитесь, что выбранное вами напряжение питания зависит от переключателя включения / выключения. (Когда вы выключаете переключатель, может потребоваться некоторое время, чтобы напряжение упало, поскольку конденсатор опустеет.)

Припаяйте провода ко всему, что вы выбрали в качестве источника питания. Док-станция Logitech выдает около 9 В, что удобно для подключения к контакту Vin Arduino.

Ваши активные динамики или док-станция должны иметь разъем 3,5 мм для аудиовхода. Одно из паяных соединений будет отшлифовано, вероятно, ближайшее к краю платы. Используйте омметр, чтобы проверить, подключен ли он к тому, что, по вашему мнению, является землей. У некоторых аудиовходов «экран» разъема не соединен напрямую с землей. Он плавает. Так что, если ни один из контактов разъема не заземлен, не беспокойтесь на данный момент. («Экран» гнезда на модуле VS1053 тоже плавающий.)

Используйте измеритель, чтобы проверить, что контакт «заземления» разъема находится под тем же напряжением, что и заземление источника питания.

Док-станция Logitech была странной. Если я соединил "землю" разъема Logitech jack с "землей" платы VS1053 (с помощью аудиокабеля все работало нормально, но ток моей системы терменвокса повысился с 80 мА до более 200 мА. Поэтому я убедился, что Я не соединил эти две "земли", это работает хорошо, но я понятия не имею, что происходит.

Шаг 9: Создание корпуса

Какой корпус вы сделаете, будет зависеть от материалов, которые у вас есть, от того, с чем вам нравится работать, и от выбранных вами активных динамиков. Что бы вы ни делали, убедитесь, что эхолоты направлены друг от друга под углом 45 ° вверх. Затем будет экран дисплея и кнопка.

Если вы посмотрели на другие мои Instuctables, то поймете, что я большой поклонник белой жести. Его можно гнуть, паять мягким припоем и красить. На фотографиях видно, как я все устроил.

Верхний треугольник - гнутый, спаянный, залитый, зачищенный и окрашенный белой жестью. Платы приклеены горячим клеем в треугольник и имеют небольшие кусочки дерева, которые служат в качестве разделителей.

«Передняя панель» - лист полистирола толщиной 1 мм. Стойки сделаны из большего количества листов полистирола, а саморезы удерживают полосу на месте. Деревянные опоры вклеиваются в полость в передней части док-станции горячим способом, а печатные платы прикручиваются к ним длинными саморезами.

Думаю, я мог бы что-нибудь напечатать на 3D-принтере, но я предпочитаю старые методы, когда я могу корректировать вещи по ходу дела. Создание вещей - это скорее путь открытий, чем «инженерии».

Шаг 10: Будущее развитие

Как бы вы могли развить инструмент дальше? Вы можете изменить пользовательский интерфейс. Вы можете заменить кнопку на ИК-датчик расстояния, чтобы вам вообще не приходилось прикасаться к инструменту. Или, может быть, использовать сенсорный экран вместо кнопки и левой руки для управления меню.

Меню Scale позволяет вам выбирать гаммы «незападной музыки», но предполагает, что все ноты взяты из уравновешенной клавиатуры - так работает MIDI. В арабской четвертной шкале есть ноты, которые не находятся в равномерной гамме. Остальные гаммы никак не связаны с уравновешенной клавиатурой. Для создания таких нот можно использовать изменение высоты тона. Вам понадобится какой-то способ для меню, чтобы указать частоту каждой ноты. Я думаю, что изменение высоты тона может применяться ко всем нотам в канале. В настоящее время я использую только один канал - канал 0. Так что, если он полифонический или имеет аккорды, вам придется играть каждую ноту в другом канале.

Инструмент мог стать синтезатором ударных. Левая рука может определять высоту звука Melodic Tom, в то время как правый сонар заменяется пьезоэлектрическим датчиком, которым вы ударяете по барабану.

Две руки могли управлять двумя разными инструментами.

Левая рука могла выбрать инструмент.

Примерно на полпути к этому проекту я обнаружил MIDI-контроллер Altura MkII Theremin от Zeppelin Design Labs. Похоже на прекрасный инструмент.

У них есть пара видеороликов, которые стоит посмотреть:

(Я украл слово «мусорные ведра» у Altura и идею о том, что корзина расширяется, когда вы входите в нее, чтобы помочь вам оставаться в ней.)

Мой MIDI-терменвокс несколько отличается от Altura. Mine производит собственный звук с помощью встроенного MIDI-синтезатора, усилителя и т. Д.; Altura отправляет сообщения на внешний синтезатор. Вы вполне можете предпочесть их способ сделать это. У меня TFT-экран, а не 7-сегментный - это определенно лучше, но вы можете подумать, что больший экран будет лучше. Моя использует меню для настройки параметров, а их - ручки. Меню необходимы, потому что мне нужно много элементов управления для устройства ввода (сонаров) и синтезатора; Altura нужно меньше элементов управления. Может быть, ручки лучше во время живого выступления. Может быть, у меня должны быть ручки. Ручка для выбора настроек может быть хорошей.

Altura имеет элемент управления «Articulation», который устанавливает, насколько быстро можно играть ноты. Я не включил это в свое программное обеспечение - может быть, он должен быть там. Altura имеет арпеджиатор (пошаговый секвенсор). Это хорошая идея; у меня есть аккорды, которые не совсем одно и то же.

Итак, это все. Надеюсь, вам понравится создавать и использовать MIDI-терменвокс. Дайте мне знать, если вы обнаружите какие-либо ошибки в моем описании или если вы думаете о каких-либо улучшениях.