מבנה LED נשלט על ידי MIDI: 7 שלבים

2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-23 14:46

בתור חובב מוזיקה אמיתי וסטודנט אלקטרוניקה ומדעי המחשב, תמיד רציתי לבנות מכשירי MIDI, שאוכל להשתמש בהם ליצירת מוזיקה אלקטרונית.

לאחר שהשתתפתי בהרבה מופעים ופסטיבלי מוזיקה, התחלתי להתעניין באמת בהופעות קלות במהלך הופעות.

לאחר מחקר רב, מצאתי בעיקר מכשירים שמשתמשים במיקרופון ולא יכולתי לאפשר שליטה על נוריות LED בדיוק כפי שאתה רוצה.

על ידי היכרות עם אותות DAW ו- MIDI יותר ויותר, החלטתי להתחיל בפרויקט הזה!

הוא מורכב במבנה תלת -ממדי עם נוריות LED לא מושמרות, הנשלטות למעשה על ידי אותות MIDI (NoteOn, NoteOff ו- CC Messages).

כך שהמוזיקאי יכול לשלוט על הצבע והעוצמה של כל LED, רק באמצעות אותות MIDI, שנוצרו על ידי כל DAW.

עם רעיון זה, רציתי לשפר את היצירתיות באמצעות מופעי אור ולאפשר לכל אחד לבנות משלו, להפוך כל הופעה ויזואלית לייחודית.

שלב 1: חומרים

בעיקרון, פרויקט זה מורכב משני חלקים: מעגל קליטה MIDI ומבנה ה- LED; ומיקרו -בקר לקישור חלקים אלה ו"תרגום "אותות ה- MIDI המגיעים מה- DAW לרצועות ה- LED. להלן רשימת החומרים הדרושים לכל חלק.

מעגל קליטה של MIDI:

• 1 x 6N138 אופוטוקולר
• 1 x 1N914 דיודה
• 1 x 5 פינים דין ג'ק (שקע MIDI)
• 2 x 220 אוהם נגדים
• 1 x 4.7K Ohm Resisor
• שקע USB/MIDI אחד

מבנה LED:

השתמשתי ברצועות נוריות RGB המבוססות על נוריות WS2812B הניתנות לשליטה באמצעות יציאה דיגיטלית אחת בלבד. אם אתה מתכנן להשתמש במספר נוריות גבוה, ייתכן שיהיה עליך לדאוג לזרם המרבי הדרוש (1 נורית יכולה לצרוך לכל היותר 60mA). אם המיקרו -בקר אינו יכול להתמודד עם הערך המרבי הזה, תזדקק לספק כוח נוסף של 5V שיכול לספק מספיק זרם. השתמשתי במתאם AC/DC 5V - 8A עם מתאם הפלט הייעודי ומתג.

הערה: נראה שאתה יכול להשתמש ביחידת אספקת חשמל למחשב, כיוון שהם יודעים על היכולת לספק זרם גבוה מאוד, אך תצטרך לוודא שהיא מספקת מתח DC 5 יציב, אולי באמצעות 36 אוהם נגד כוח של 5 ואט בין הקרקע (שחור) לבין פלט 5V (אדום) בכדי לגרום לכך שיש מספיק זרם שעובר בנגד ובכך מספק 5V יציב.

לבסוף, השתמשתי ב- Arduino Uno פשוט עם מגן בורג כדי ליצור את הקשר בין אותות MIDI לרצועות LED.

שלב 2: בניית מעגל קלט MIDI

אם אתה מתעניין במה בדיוק פרוטוקול MIDI וכיצד הוא פועל, אני ממליץ לך בחום לבדוק את ערוץ YouTube Notes and Volts שבו יש הרבה הדרכות מעניינות וחדשניות ופרויקטים של MIDI Arduino.

בחלק זה, אתמקד רק במעגל קלט ה- MIDI. זה עשוי להיות רעיון טוב לבנות אב טיפוס על לוח לוח ולבדוק אם אותות MIDI המגיעים מה- DAW מתקבלים היטב על ידי המיקרו -בקר לפני שנכנסים להלחמת הרכיבים.

שני הסרטונים הבאים מתארים כיצד לבנות ולבדוק את המעגל:

• בניית המעגל
• בודק את המעגל

לבסוף, ייתכן גם שיהיה רעיון טוב לבדוק את הסרטון הזה כדי להבין הודעות CC וכיצד ניתן לפרש קטעי אוטומציה על ידי המיקרו -בקר שלך כדי לשלוט בהירות LED למשל.

שלב 3: הגדרת סטודיו FL (אופציונלי)

כשאני מרגיש בנוח להשתמש ב- FL Studio, אסביר כיצד להגדיר כראוי את ממשק ה- MIDI שלו, אבל אני די בטוח שהליך זה לא צריך להיות שונה באופן דרסטי אם אתה משתמש בתחנת עבודה דיגיטלית אחרת.

ראשית תצטרך לחבר את שקע ה- USB/MIDI למחשב שלך. בדרך כלל, מכשירים כאלה מגיעים עם קושחה מוטמעת ומוכרים כמכשירי MIDI אפילו שהם לא מסודרים. לאחר מכן פתח את חלון "הגדרות" (על ידי הקשה על F10). אם הכל פועל כראוי, תבחין בכמה התקני MIDI פלט בקטע הפלט. בחר את המכשיר שלך וודא שהוא מופעל.

לאחר מכן תצטרך להגדיר את מספר היציאה שלך ולזכור אותו (0 למשל). פשוט סגור חלון זה (הפרמטרים נשמרים אוטומטית) ולאחר מכן הוסף ערוץ חדש: MIDI Out.

לאחר מכן, הדבר האחרון שתצטרך לעשות הוא להגדיר את הנמל של הערוץ החדש הזה: הקפד לבחור את אותו מספר יציאה שהגדרת בסעיף "הגדרות": על ידי כך, הודעות ה- MIDI המגיעות מהערוץ שלך הן כעת מקושר לפלט MIDI.

כעת, כאשר הערה מושמעת על ידי ערוץ MIDI Out, תישלח הודעת "NoteOn" דרך ממשק ה- MIDI. באותו אופן, הודעת "NoteOff" תישלח כאשר הפתק ישוחרר.

תכונה מעניינת נוספת שמגיעה עם ערוץ MIDI Out היא היכולת לשלוט על פרמטרים שונים בעזרת פוטנציומטרים. על ידי לחיצה ימנית על אחד מהם ובחירה באפשרות "הגדר …", תוכל לגרום להם לשלוח CCMessages (ערך שנע בין 0 ל -127) שישמשו לשליטה על בהירות הנורות: בחר CC ולאחר מכן קבל.

בדרך כלל FL Studio מוכן כעת לשלוח נתונים לממשק MIDI שלך! הבא הוא לכתוב את הקוד להבהב בארדואינו ולהתאים אותו למבנה ה- LED שלך.

שלב 4: חיבור הנורות

חיבור רצועות הלד פשוט למדי, מכיוון שהן דורשות רק +5V, GND ונתונים. עם זאת, מכיוון שתכננתי לחבר יותר מ -20 מהם, החלטתי להשתמש במספר סיכות PWM של Arduino ולהצהיר על מספר מופעים של Adafruit_NeoPixel (בחבית) כדי להימנע מכל עיכוב לא מכוון.

התמונה המצורפת מתכוונת להסביר גם כיצד פועלת האלקטרוניקה:

• רצועות הלדים מופעלות ישירות על ידי ספק הכוח.
• מתג הפעלה משמש להפעלת הארדואינו
• מעגל הכניסה MIDI מופעל על ידי ה- Arduino בעת הפעלת המתג

שלב 5: עיצוב מבנה התלת מימד

עד כה, החלק הזה היה הארוך ביותר מכיוון שהייתי חדש לגמרי בהדפסה תלת מימדית (ודוגמנות). רציתי לעצב מבנה שנראה כמו חצי איקוסידרון קטום התפוצץ (כן, לקח לי זמן למצוא את השם המדויק של הצורה).

כמובן שאתה חופשי לעצב דגם משלך עם הצורה שאתה רוצה! לא אפרט על תהליך הדוגמנות אך תמצא את קבצי STL אם תרצה לעצב מבנה זה.

הרכבת החלקים השונים לקחה זמן מה, מכיוון שהייתי צריך לשים נורית אחת בכל פנים ולחבר את כולם על ידי הלחמה של מספר רב של חוטים בתוך הליבה שכרגע די מבולגנים!

הערה: אם ברצונך לעצב מבנה כזה, תדרש 10 חלקים משושים (כ -3 שעות כל אחד באמצעות מדפסת מיני PP3DP UP) ו -6 חלקים מחומשים (שעתיים).

ברגע שיש נורית אחת בכל חלק, יהיה עליך לחבר כל מסופי 5V ו- GND יחדיו ולחבר את מספר מסופי הכניסה והיציאה של כל נורית כמו שאתה צריך להתחבר אליהם.

לבסוף, השתמשתי באקריליק LED מפוזר כדי לכסות כל פנים ולהפוך אותם לאור בהירים.

כל מה שנותר אחרי זה הוא הקוד, שמתגלה שהוא לא כל כך מסובך!

שלב 6: הקוד

כפי שציינתי אותו בחלק הקודם, הקוד מגלה שהוא די פשוט!

למעשה, הוא מורכב רק ממופע MIDI אחד וכמה מופעי Adafruit_NeoPixel (ככל שיש רצועות שונות).

בעיקרון, ברגע שהוא מוכרז, מחלקת MIDI עובדת עם סוג של "הפרעות": NoteOn, NoteOff ו- CCMessage. כאשר Cicruit קלט MIDI מעביר אחד מאותם אותות ספציפיים לארדואינו, נקראת תת -השותף המקושר. לאחר מכן, כל מה שהקוד עושה הוא להדליק נורית ספציפית באות NoteOn, להדליק אותה על האות NoteOff המשויך ולעדכן את בהירות הרצועה ב- CCMessage.

כמו כן, הגדרתי פונקציה פשוטה שנותנת את האפשרות לבחור את צבע הנורות על ידי קריאת המהירות המגיעה עם האות NoteOn וכל LED יכול להיות אז אדום, סגול, כחול, טורקיז, ירוק, צהוב, כתום או לבן, תלוי בערך המהירות שנע בין 0 ל -127.

דבר חשוב לשים לב הוא שתצטרך לנתק את סיכת ה- RX (שמגיעה ממעגל הכניסה MIDI) בעת העלאת הסקיצה שלך מכיוון שהיציאה הטורית (המשמשת במהלך תהליך זה) מחוברת לפין זה!

שלב 7: מה עכשיו?

אני עובד כרגע על מארז מותאם אישית להטמעת כל האלקטרוניקה ואני גם חושב על שם המבנה! אנא יידע אותי אם נהנית מהפרויקט הזה, ואני עובד על תוכניות שונות מכיוון שאני מתכוון לעדכן את ההוראה הזו עם סרטונים נוספים!