8-битный звуковой генератор, управляемый MIDI / Arduino (AY-3-8910): 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Создать 8-битный звуковой генератор в стиле ретро и управлять им через MIDI. Этот дизайн частично вдохновлен энтузиастами Chiptune, создающими схемы Arduino для воспроизведения файлов Chiptune, и некоторыми моими собственными идеями по интеграции звука ранних игровых консолей в мой синтезаторный джем. В основе конструкции лежит программируемый звуковой генератор AY-3-8910 1978 года. Этот чип содержит три независимых генератора прямоугольных импульсов (отлично подходит для генерации аккордов), генератор шума, генератор огибающей и микшер. Все эти функции полностью управляемы, но имеют некоторые ограничения; Дизайн, который я представляю здесь, предназначен для расширения, например, драм-машин / сэмплеров, способных посылать MIDI (триггерные) ноты. Эта конструкция, получившая название TB-AY-3 (или Techno Box AY-3-8910), лучше всего звучит с огибающей только для релиза (т.е. для создания звуков ударного типа), но она позволяет вам выбирать другие типы. предварительно запрограммированные 8 патчей: первые 5 вы можете свободно редактировать (бас-барабан, малый барабан, закрытый хай-хет, открытый хай-хет и звуковой сигнал). Остальные 3 патча жестко запрограммированы (случайный звуковой сигнал, аркадный вид звука видеоигры и типа случайной мелодии типа «карманный калькулятор» Kraftwerk) Вы не можете сохранить изменения, которые вы вносите в 5 выбираемых патчей; намерение здесь состоит в том, чтобы настроить звуки на лету (поскольку они запускаются по MIDI), что часто приводит к крутым техно-паттернам. Здесь важно понимать, что дизайн является монофоническим (только один патч за раз). Конечно, я включаю код Arduino, поэтому не стесняйтесь настраивать патчи по умолчанию.

Хватит вступления - приступим!

Шаг 1. Соберите материалы

Хорошо, давайте подытожим материалы, необходимые для сборки TB-AY-3. Общая стоимость не должна превышать 75 фунтов стерлингов. - Определенно ищите запчасти на ebay, чтобы получить выгодную сделку.

AY-3-8910 - (1x) 40-контактное гнездо ZIF DIP IC - (1x) Arduino Nano - (1x) 30 см мини-USB 5-контактный штекер на гнездо USB 2.0B Кабель для монтажа на панель - (1x) Hammond 1456CE2WHBU Наклонный корпус 146x102x56 мм, алюминий Синий / бежевый - (1x) 12-позиционный 1-полюсный выключатель BBM перед включением Поворотный переключатель - (2x) Модуль поворотного кодировщика KY-040 Щелкающий переключатель - (1x) резисторы (металлическая пленка 1/4 Вт) 3 x 220 Ом3 x 10K1 x 3K31 x 4K73 x 8K26 x 2K712 x 2K2 Конденсаторы (радиально-электролитические, 16 В) 1 x 100 мкФ1 x 10 мкФ Конденсаторы (керамический диск, 16 В) 1 x 100nF1 x 10nF Потенциометры 1 x 100K (лог), диаметр 7 мм, длина вала 15 мм Диоды 1 микросхемы 1 N914 x 6N138 (оптопара) и 1 гнездо DIL8, 1 x 7404 (инвертор с шестигранной головкой) и 1 гнездо DIL14, светодиоды и держатель, 1 x общий катод, прозрачная прозрачность, трехцветный светодиод, хромированный держатель 5 мм и 1x 5 мм, крепление лицевой панели 1 x красный, 3 мм и 1 x 3-миллиметровый черный пластиковый держатель для крепления на лицевую панель Разъемы DIN (для входов / выходов MIDI) 2 x 5-контактных разъема DIN для монтажа на панели на шасси 95 мм x 127 мм должны делать Клейкие этикетки (для печати лицевых панелей) и пленка 3 клейких белых листа формата A4 Рулон самоклеящейся прозрачной пленки из ПВХ (для наклеивания поверх напечатанных этикеток)

Шаг 2: Схема

Загрузите диаграмму здесь (в архиве и в формате.png). Он разделен на две части: 1 (из 2) - это схема Arduino Nano + AY-3-8910 + MIDI In / Thru 2 (из 2) - это показывает проводку двух 12-позиционных поворотных переключателей. Примечание: поворотные переключатели. иметь регулируемое стопорное кольцо, которое позволяет установить переключатель в меньшее количество положений (выбор патча должен быть установлен на 5 позиций, а выбор параметра должен быть установлен на 11 позиций)

Шаг 3: печатные платы (PCB)

Загрузите макеты печатных плат здесь. Есть печатная плата для схемы Arduino Nano и MIDI (плюс некоторые другие компоненты) и есть печатная плата для гнезда ZIF, на котором находится AY-3-8910. Загрузите также проводку к переключателям выбора, светодиодам, линейному выходу, кодировщику (параметр изменить), MIDI-порты и плату AY-3-8910.

Шаг 4: Код

Конечно, вам также понадобится код (или эскиз) Arduino. Загрузите и распакуйте файл, показанный здесь. Убедитесь, что у вас установлены следующие библиотеки: MIDI.h (https://playground.arduino.cc/Main/MIDILibrary/)Encoder.h (https://github.com/PaulStoffregen/) Кодировщик) Button.h (https://github.com/tigoe/Button/blob/master/Button.h) Обновление: Гэри Эйлуорд любезно отредактировал код (уменьшив его на 70%!), Который можно найти здесь, на github.

Шаг 5: Собираем все вместе

Если вы решите использовать наклонный корпус Hammond 1456CE2WHBU (146x102x56 мм), распечатайте приложенные изображения на простой белой бумаге. Вырежьте ярлыки и прикрепите их к корпусу с помощью клейкой ленты. Используйте эти временные ярлыки, чтобы отметить все просверленные отверстия и металлические вырезы. Удалите временные ярлыки, просверлите отверстия и вырежьте прямоугольную область, чтобы гнездо ZIF подходило правильно.. Убедитесь, что корпус чистый, удалив все грязные или влажные участки, в противном случае клейкие этикетки на следующих этапах не будут хорошо держаться. Еще раз распечатайте на самоклеющейся белой бумаге формата A4 изображения передней панели. Закройте распечатки самоклеющейся прозрачной пленкой из ПВХ и вырежьте этикетки. Наклейте этикетки на просверленные отверстия и прямоугольную область гнезда ZIF. скальпелем, чтобы аккуратно вырезать все области, закрывающие отверстия для циферблатов, светодиодов, кодировщика, MIDI, питания, выхода и, конечно же, большой квадрат, в котором находится разъем ZIF. Теперь пришло время установить все компоненты для монтажа на панели. Пожалуйста, взгляните на изображения, на которых показаны различные этапы создания проекта.