MIDI sonārs "Theremin": 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šis ir mūzikas instruments, kas izmanto divus hidrolokatora attāluma sensorus, lai kontrolētu notu augstumu un kvalitāti. Tas, protams, nav īsti Theremin, bet "Theremin" ir kļuvis par vispārēju apzīmējumu instrumentiem, ko spēlē, vicinot rokas.

Tam ir iebūvēts MIDI sintezators, pastiprinātājs un skaļruņi. Mūzikas notis rada MIDI mikroshēma - VS1053 -, kurai ir 127 balsis (t.i., dažādi instrumenti). Tam ir augsta polifonijas pakāpe (līdz 64), tāpēc tā var atskaņot atsevišķas notis vai akordus.

Jūsu labā roka kontrolē atskaņojamo noti. "Diskrētā" režīmā telpa labajā pusē ir sadalīta "tvertnēs". Kad jūsu roka nonāk tvertnē, sākas piezīme par šo tvertni. Kad pametat tvertni, notis var apstāties (piemēram, ērģeles) vai dabiski nomirt (piemēram, klavieres).

“Nepārtrauktā” režīmā atstarpe labajā pusē nosaka nepārtraukti mainīgu augstumu - līdzīgi kā sākotnējais Theremin. Piezīme sākas, kad roka ienāk telpā, un beidzas, kad atstājat vietu.

Kreisā roka kontrolē atskaņojamās notis kvalitāti. Tas var kontrolēt skaļumu, tremolo, vibrato, piķa saliekumu, reverbu utt.

Nelielam LCD ekrānam ir izvēlne, kas ļauj izvēlēties pašreizējo instrumentu, kreisās rokas funkciju, labās rokas skalu (vai "taustiņu"), vibrato, tremolo utt. Jūs varat saglabāt un ielādēt dažādus iestatījumus "un priekšnesuma laikā ātri pārslēdzieties starp tiem.

Viss MIDI "Theremin" instruments darbojas patstāvīgi ar savu skaļruni un uzlādējamu akumulatoru.

Ja jūs gatavojaties kopēt manu būvējumu, jums būs nepieciešams Arduino Nano (£ 1,50), VS1053 modulis (£ 4,50), 1,44 collu ST7735 LCD displejs (£ 3,50), divi HC-SR04 moduļi (katrs £ 1) un daži rezistori. Jums būs nepieciešami arī darbināmi skaļruņi un, iespējams, litija šūna un barošanas bloks, taču detaļas būs atkarīgas no tā, kā jūs nolemjat to izveidot. Es ieguvu visas šīs papildu iespējas automašīnu tirdzniecības un labdarības veikalos. Būs nepieciešama parastā elektroniskā darbnīcas atribūtika.

1. darbība: VS1053 vadība

Izvēlējos attēlā redzamo VS1053 moduli. (Ņemiet vērā divus SOT223 regulatorus, divas ligzdas ligzdas un savienotāja pozīciju.) Meklējiet eBay, Alibaba vai iecienītākajā piegādātājā VS1053 moduli, kas izskatās šādi. Tie ir pieejami no Aliexpress šeit un šeit.

Es to nopirku pirms pāris gadiem, un šķiet, ka tas vairs nav pieejams eBay, tikai Alibaba. Sarkanā PCB versija tagad ir pieejama vietnē eBay. Šķiet, ka tas ir funkcionāli identisks, bet pinout ir atšķirīgs, tāpēc jums būs jāpielāgo manas shēmas un izkārtojumi. Es to neesmu pārbaudījis. Diskusijā (zemāk) varat atrast norādījumus par to, kā sarkanajam PCB pievienot rezistoru, lai iespējotu "tiešo" MIDI. Vai arī iestatīšanas laikā varat nosūtīt papildu komandas, lai to iespējotu.

VS1053 ir smalka mikroshēma, taču diezgan sarežģīta. Es izmantoju tikai MIDI daļu. Ir iespējams vadīt VS1053, izmantojot seriālo interfeisu, bet es izmantoju SPI kopni, jo tas ir ērtāk ar Arduino Nano. Jebkurš baits, ko nosūtāt pa SPI kopni, tiek uzskatīts par MIDI komandu.

Tīmeklī atradīsit MIDI komandu sarakstus. VS1053 reaģē uz dažiem, bet ne uz visiem. Programma Miditheremin0.exe parāda tās, kuras, manuprāt, darbojas.

Jūs varat lejupielādēt VS1053 datu lapu no tīmekļa. Tas ir milzīgs dokuments, un tas ir grūti. Sadaļa "8.9 Atbalstītie MIDI formāti" ir gandrīz viss, kas teikts par MIDI. Sadaļā "10.10 MIDI reāllaikā" tiek runāts par GPIO0 un GPIO1 izmantošanu, lai iespējotu MIDI, bet tāfelei, kas man nav bijusi nepieciešama īpaša iespējošana. Varat arī lejupielādēt MIDI ziņojumu sarakstu (ne visus tos atbalsta VS1053).

Pievienojiet VS1053 moduli Arduino Nano, kā parādīts, un augšupielādējiet INO failu Arduino. Es izmantoju bez lodēšanas maizes dēļa. Pašlaik man nav tā fotoattēla, bet tālāk redzamajā darbībā varat redzēt maizes dēli ar citiem komponentiem.

INO skice saņem baitu no datora pa seriālo līniju un nosūta baitu uz VS1053. Tā ir ļoti vienkārša programma, kas ļauj pārbaudīt VS1053. Pievienojiet izejas ligzdas ligzdu austiņām vai datora skaļrunim.

Programma Windows Miditheremin0.exe (lejupielādējiet Step1.zip no github) sūta komandas uz VS1053. Noklikšķiniet uz pogas "90 piezīmju vel", lai atskaņotu piezīmi. Vai arī jūs varētu uzrakstīt savu Windows programmu. Vai arī izmantojiet kādu no daudzajām tīmeklī pieejamajām termināļa programmām.

VS1053 modulim ir šādas tapas:

• SPI autobusā ir ierastie MISO, MOSI un SCLK
• ja XRST ir zems, mikroshēma tiek atiestatīta
• XDCS SPI režīmā neko nedara, tāpēc piesaistiet to XCS
• XCS ir mikroshēmas izvēle
• DREQ norāda, kad mikroshēma ir gatava jaunai komandai.

Sūtot baitu, XCS jābūt zemam; tad augsts. Tādā veidā jūs esat pārliecināts, ka esat sinhronizējis katra baita pirmo bitu. DREQ lasīšana norāda, ka mikroshēma ir gatava jaunas komandas saņemšanai.

Pēc tam, kad Arduino ir nosūtījis baitu, tam ir jānosūta fiktīvs baits, lai pārslēgtu pulksteni un ļautu VS1053 atbildei nosūtīt baitu. Funkcija SPItransfer () parāda, kā.

Sarkanajā modulī, kas pieejams eBay, ir SD kartes slots, tāpēc tam ir pāris papildu tapas. Ignorējiet tos.

Tagad esat pārliecināts, ka varat likt VS1053 darboties, mēs to pārvērtīsim par mūzikas instrumentu.

2. solis: Sonāru izmantošana

Pievienojiet HC-SR04 moduļus Arduino Nano, kā parādīts, un augšupielādējiet INO failu Arduino.

Shematiski ievērojiet, ka DC3 - HC -SR04 moduļu atvienošanas kondensators - jāpievieno tuvu HC -SR04 moduļiem. Pārraides laikā tie patērē diezgan lielu strāvu, kuru DC3 palīdz piegādāt.

Šajā projekta posmā Windows dators joprojām sūta komandas uz VS1053, bet VS1053 kontrolē arī hidrolokatori HC-SR04 (lejupielādējiet Step2.zip no github).

Visas jaunās komandas sākas ar 0xFF un tiek interpretētas ar Arduino skici (nevis tiek nosūtītas tieši uz VS1053). Baiti, kas nav "FF-command", tiek nosūtīti uz VS1053.

Ir komandas, lai mainītu instrumentu, mainītu skalu, pievienotu vibrato un tremolo uc noliecās uz augšu un uz leju (piemēram, turmins).

Tas dara diezgan labi visu, ko darīs pēdējais instruments, taču to kontrolē dators.

Labais HC-SR04 hidrolokatora sensors izvēlas atskaņojamo notis. "Diskrētā" režīmā telpa labajā pusē ir sadalīta "tvertnēs". Kad jūsu roka nonāk tvertnē, sākas piezīme par šo tvertni. Kad pametat tvertni, notis var apstāties (piemēram, ērģeles) vai dabiski nomirt (piemēram, klavieres). Kad jūsu roka nonāk atkritumu tvertnē, tvertne nedaudz izplešas, lai tās malā nesatrauktos nervozitāte.

Funkcija GetSonar () atgriež laiku, kas paiet līdz pirmajai atbalss. Tas ignorē ļoti ātras atbalsis (ilgums <10), par kurām dažreiz ziņo HC-SR04. Ja maxDuration nav saņēmis atbalsi, tas atgriež maxDuration. Ilgums netiek mērīts konkrētās vienībās - tas ir tikai skaitlis.

Diskrētajā režīmā ilgums vispirms tiek filtrēts, lai novērstu gadījuma rakstura pārtraukumus (ja netiek saņemta atbalss). Tiek pieņemts, ka roka ir klāt tikai pēc 10 maxDuration paraugu saņemšanas. Pēc tam ilgums tiek filtrēts, izmantojot vidējo filtru. Vidējie filtri labi noņem "impulsīvu" troksni (ti, gadījuma rakstura smailes). Filtrētais ilgums tiek izmantots, lai izvēlētos tvertni.

Nepārtrauktā režīmā ilgums atkal tiek filtrēts, lai novērstu gadījuma rakstura pārtraukumus. Tad tas tiek izlīdzināts, izmantojot eksponenciālu filtru. Filtrētais ilgums tiek izmantots, lai iestatītu notis frekvenci, izmantojot "piķa līkumu".

3. darbība: displeja pievienošana

Displejs ir 1,44 collu krāsains TFT LCD ekrāns ar ST7735 kontrolieri, 128x128 pikseļi. Vietnē eBay ir pieejami daudzi ekrāni, piemēram, jūs varētu vēlēties attīstīt savu instrumentu ar lielāku skārienekrānu. Es neizmantotu ST7735 kontrolieris un gribēju to izmēģināt.

Es saņēmu savu no šī piegādātāja. Tas pats modulis tiek plaši pārdots eBay - vienkārši iegūstiet tādu, kas izskatās tāpat kā fotoattēls.

LCD ir šādas tapas:

• GND zeme
• VCC 3.3V
• SCL SPI kopne SCLK
• SDA SPI autobuss MOSI no Arduino
• RES atiestatīšana
• DC dati/komanda
• CS mikroshēmas izvēle
• BL apgaismojums

Modulis darbojas ar 3,3 V spriegumu, tāpēc jums nevajadzētu to savienot tieši ar 5 V Arduino. Es esmu izmantojis 1k rezistorus, lai samazinātu spriegumu. Tā nav laba prakse (parasti jāizmanto potenciāla dalītājs vai sprieguma kritēja mikroshēma), taču šajā ķēdē tas darbojas lieliski. Es biju slinks.

Displeju darbina 3.3 V, ko nodrošina Arduino. Arduino regulators šķiet pietiekami laimīgs.

Adafruit ļoti laipni publicē ST7735 bibliotēku, un vairākas citas bibliotēkas ir pieejamas vietnē Github un citur. Es izmēģināju dažus, un neviens no tiem nepatika. Daži vienkārši nedarbojās, un visi bija milzīgi. Jūs uzrakstāt Arduino skici, kas uzzīmē līniju un tekstu, un jūs atrodat savu atmiņu, ja tā ir 75% pilna. Tāpēc es uzrakstīju savu bibliotēku.

Bibliotēku SimpleST7735 var lejupielādēt (lejupielādējiet Step3.zip no github).

Tam ir standarta zīmēšanas komandu kopums, kas ir ļoti līdzīgs visām šādām bibliotēkām.

Dažas no “ātrajām” bibliotēkām, kuras varat lejupielādēt, izmanto īpašas laika cilpas un ir satrauktas, kad tajā pašā kopnē tiek izmantotas citas, iespējams, lēnākas ierīces. SimpleST7735 ir rakstīts C, nevis montētājā, tāpēc tas nav tik ātrs, kā tas varētu būt, bet ir daudz pārnēsājamāks, un tas pieklājīgi koplieto SPI kopni ar citām ierīcēm. Var lejupielādēt Windows programmu, kas ļauj jums izveidot savus fontus un ikonas.

Jūs varat lejupielādēt ST7735 datu lapu no tīmekļa. Jūs runājat ar to līdz

• iestatiet CS zemu
• iestatiet zemu līdzstrāvu
• nosūtīt komandu baitu
• iestatiet līdzstrāvu augstu
• nosūtīt nulli vai vairāk datu baitu
• iestatiet CS augstu

Jūs varat redzēt, kā es to daru bibliotēkas funkcijā spiSend_TFT_CW (). Datu baiti var būt vesela pikseļu rinda vai vadības reģistra iestatījums.

Funkcija ST7735Begin () bibliotēkā parāda manis izvēlēto inicializācijas komandu kopu. Iespējams, vēlēsities mainīt komandas, ja izvēlaties citu ST7735 displeju (piemēram, ar vairāk pikseļiem) vai vēlaties citu orientāciju. Es ceru, ka mans kods jums būs viegli redzams, kā to mainīt, ja nepieciešams.

Shēmā ir redzama vadības poga "SW1" un pedālis SW2 ". Vadības poga izvēlas dažādus iestatījumus (skat. Nākamo soli) vai izvēlas izvēlnes režīmu. Pēdu pedālis nav obligāts un izvēlas tikai dažādus iestatījumus - es to nedarīju Iestatījumi ir noderīgi priekšnesuma laikā, kad vēlaties ātri nomainīt atslēgu vai mainīt instrumentu.

4. solis: izvēlņu sistēma

Šī Miditheremin3.ino Arduino skice pievieno izvēlņu sistēmu MIDI Theremin un kontrolē galīgo pilno instrumentu.

MIDI Theremin parasti darbojas atskaņošanas režīmā. Jūsu labā roka izvēlas, kura piezīme, un jūsu kreisā roka kontrolē piezīmes kvalitāti. LCD displejā tiek parādīta klavieru tastatūra ar iezīmētu pašreizējo noti.

Ja vienu sekundi turat nospiestu vadības pogu, programma pāriet “Izvēlnes” režīmā. Ja izvēlnes režīmā vienu sekundi turat nospiestu vadības pogu, programma atgriežas režīmā "Atskaņot".

Izvēlnei ir koka struktūra ar galvenajiem un apakšvienumiem. Pašreizējais izvēlnes vienums ir iezīmēts. Jūs pārvietojat izvēli uz augšu/uz leju, izmantojot kreiso hidrolokatoru. Galvenā vienuma apakšizvēlnes tiek izvērstas tikai tad, kad ir atlasīta galvenā vienība.

Izvēloties apakšizvēlni, noklikšķinot uz pogas, tiek iezīmēta šī vienuma vērtība. Kreisā roka tagad palielina vai samazina vērtību. Vēlreiz noklikšķiniet uz pogas, lai atgrieztos apakšizvēlņu izvēlē.

Diskrētajā režīmā izvēlnes koks ir

• Instruments

  • 0: flīģelis
  • Apmainīt rokas: normāli
• Labā roka

  Režīms: diskrēts

• Kreisā roka
  • Režīms: Vibrato
  • Maksimālais dziļums: 10

• Mērogs

  • Mērogs: galvenais heptatoniskais
  • Oktāvas: 2
  • Zemākā piezīme: 60 C

• Akords

  • Akords: Major triāde
  • Inversija: 0
  • Polifonija: 1

• Tremolo

  • Izmērs: 20
  • Periods: 10

• Vibrato

  • Izmērs: 20
  • Periods: 10

Instruments var būt "flīģelis", "baznīcas ērģeles", "vijole" uc Apakšizvēlne Apmainīt rokas ļauj apmainīties ar kreisās un labās rokas funkcijām - iespējams, jums tā patīk, vai varbūt vēlaties, lai skaļruņi vērstos pret auditoriju.

Labā roka var būt “diskrēta” vai “nepārtraukta”. Izvēlni "nepārtraukta" skatiet tālāk.

Kreisā roka var kontrolēt skaļumu, “Tremolo”, “Vibrato”, “PitchBendUp”, “PitchBendDown”, “Reverb”, “Polyphony” vai “ChordSize”.

"Apjoms" ir acīmredzams. "Tremolo" ir strauja apjoma variācija; kreisā roka kontrolē variācijas lielumu; periodu nosaka cits izvēlnes vienums. "Vibrato" ir ātra piķa variācija; kreisā roka kontrolē variācijas lielumu; periodu nosaka cits izvēlnes vienums. "PitchBendUp" un "PitchBendDown" maina atskaņojamās notis augstumu; kreisā roka kontrolē līkuma izmēru. "Reverb" ir diezgan neiespaidīgs VS1053; kreisā roka kontrolē reverb lielumu. "Polifonija" kontrolē, cik piezīmju tiek atskaņots vienlaikus, līdz maksimālajai vērtībai, kas iestatīta izvēlnē Polifonija (skatīt zemāk). "ChordSize" nozīmē, ka kreisā roka kontrolē, cik akordu notis (skat. Zemāk) tiek atskaņotas.

Mūzikā “skala” vai “taustiņš” ir izmantoto piezīmju apakškopa. Piemēram, ja jūs aprobežotos ar C -dur heptātisko skalu, jūs spēlētu tikai klavieru baltās notis. Ja izvēlēsities C# Major Pentatonic, tad izmantosit tikai melnās notis (piemēram, skotu tautas melodijām).

Izvēlne Mērogs izvēlas, kurai atzīmei labās rokas vieta atbilst un cik oktāvu nosedz labās rokas vieta. Tātad, ja izvēlaties 1 oktāvu no Major, tad labās rokas vieta ir sadalīta 8 tvertnēs ar E zemākajā solī un E vienu oktāvu augstākajā augstumā.

Izvēlne Mērogs ļauj izvēlēties daudz neparastu skaņu, kas nav “Rietumu mūzika”, taču tiek pieņemts, ka visas piezīmes ir no viendabīgas tastatūras-tā darbojas MIDI, jūs nevarat viegli norādīt piezīmes biežumu. Tātad, ja jūs vēlētos, teiksim, arābu ceturkšņa toņu skalu, jums būtu nepatikšanas.

Apakšizvēlne Octaves ļauj izvēlēties, cik skalas oktāvu vēlaties. Un zemākā piezīme saka, kur sākas skala.

Parasti, atskaņojot noti, atskan tikai šī nots. Izvēlne Akords ļauj atskaņot vairākas notis vienlaikus. Major Triad akords nozīmē “atskaņot izvēlēto noti plus četrus pustoņus augstāku noti, kā arī septiņas pustoņas augstāku noti”.

Apakšizvēlne Inversija sniedz akordu inversijas. Tas nozīmē, ka dažas akorda notis tiek pārvietotas uz vienu oktāvu zemāk. Pirmā inversija pārceļ visas "papildu" notis uz oktāvas lejup, otrā - par vienu no papildu notīm mazāk uz leju utt.

Apakšizvēlne Polifonija norāda, cik piezīmju tiek atskaņots vienlaikus; ja polifonija ir 1, tad, kad sākas viena nots, iepriekšējā tiek pārtraukta; ja daudzbalsība ir lielāka, tad vairākas piezīmes var pārklāties - izmēģiniet to ar baznīcas ērģelēm.

Tremolo izvēlne nosaka jebkura tremolo dziļumu un tremolo cikla periodu. Periods "100" nozīmē vienu ciklu sekundē. Ja kreisā roka kontrolē tremolo, tad apakšizvēlne Izmērs ir paslēpta.

Izvēlne Vibrato norāda jebkura vibrato izmēru un vibrato cikla periodu. Ja kreisā roka kontrolē vibrato, tad apakšizvēlne Izmērs ir paslēpta.

Programma ļauj saglabāt un ielādēt līdz 5 dažādiem "iestatījumiem". A Iestatījums saglabā visas vērtības, kuras varat iestatīt izvēlnē. Izejot no izvēlnes režīma, pašreizējā iestatīšana tiek saglabāta. Iestatījumi tiek saglabāti EEPROM.

Atskaņošanas režīmā, noklikšķinot uz pogas, tiek mainīta nākamā iestatīšana. Ja vienu sekundi turat nospiestu pogu, tiek parādīta izvēlne. Nospiežot pedāli, tiek mainīta arī nākamā iestatīšana; pedālis nekad neizvēlas izvēlni.

Nepārtrauktā režīmā izvēlnes koks ir

• Instruments

  • 0: flīģelis
  • Apmainīt rokas: normāli
• Labā roka

  Režīms: nepārtraukts

• Diapazons

  • Pustoņu skaits: 12
  • Vidējā piezīme: 60 C.
• Kreisā roka
  • Režīms: tremors
  • Maksimālais dziļums: 10

• Tremolo

  • Izmērs: 20
  • Periods: 10

• Vibrato

  • Izmērs: 20
  • 10. periods

Izvēlne Diapazons izvēlas, kādu frekvenču diapazonu nosaka labā roka: aptverto pustoņu skaitu un vidējo noti.

Kreisā roka var kontrolēt tikai "Skaļumu", "Tremolo" un "Vibrato".

5. solis: lodējiet to kopā

Es izveidoju ķēdi uz sloksnes. Es neredzu jēgu iegūt PCB vienreizējam, tikai ar 4 rezistoriem, bet es saprotu, ka dažiem cilvēkiem nepatīk sloksnes.

Mans striptīza izkārtojums ir parādīts iepriekš. Četri dēļi - Arduino, VS1053, displejs un sloksnes - veido sviestmaizi. Izkārtojumā Arduino kontūra ir dzeltena, VS1053 ir zils, displejs ir zaļš un sloksnes ir oranžas.

Ciāna krāsas līnijas ir sloksnes plāksnes vara sloksnes - noteikti ievietojiet pārtraukumus tur, kur nepieciešams. Sarkanās līnijas ir saites sloksnes komponenta pusē vai vadi, kas nonāk citur.

VS1053 plāksnei es izmantoju īpaši garas tapas, jo tā stāv virs Arduino. Tapas displeja tālākajos stūros un VS1053 dēļi palīdz tos stabilizēt. Moduļu montāžas caurumi ir pārklāti, lai jūs varētu tos lodēt. Pārliecinieties, ka jūsu nav savienots ar zemi - manu moduļu montāžas caurumi nav.

Ja jums ir cits VS1053 modulis vai cits displejs, varat mainīt Arduino tapas:

• D2 līdz D10 un A0 līdz A5 var izmantot jebkurā secībā, kas jums patīk; atjauniniet PIN numurus netālu no INO skices sākuma
• D11, D12, D13 ir paredzēti SPI, un tos nevar atkārtoti piešķirt
• D0, D1 ir paredzēti sērijveida I/O
• A6, A7 nevar izmantot kā digitālās tapas

HC-SR04 moduļi ir 90 ° leņķī viens pret otru, savienoti ar sloksnes plāksni. Spiedpoga atrodas starp tām. Nav šaubu, ka jums būs savs vēlamais dizains.

Ja jūs nolemjat izmantot pedāli, pievienojiet to, izmantojot ligzdas kontaktligzdu.

6. solis: PSU pievienošana

Es izmērīju Arduino, VS1053 un displeja kopējo strāvu kā 79 mA. Saskaņā ar datu lapām, Arduino ir 20mA, displejs ir 25mA, VS1053 ir 11mA un HC -SR04 ir katrs 15mA, kad "strādā" - tātad 80mA šķiet pareizi.

Displeja jauda ir 25 mA, un to darbina no Arduino 3 V3 izejas, kuras nominālā jauda ir 50 mA. Tātad ķēdei nevajadzētu uzsvērt Arduino 3V3 regulatoru.

Vai mēs varam barot ķēdi caur Arduino Vin tapu? Es nekur tīmeklī nevaru atrast atbildi uz to. Tas nav iekļauts Arduino dokumentācijā. Borta 5V regulators izkliedēs (Vin-5)*80 mW. Kāda ir tā maksimālā izkliede? Šķiet, ka neviens īsti nezina. Saskaņā ar tās datu lapu, NCP1117 regulators SOT-223 iepakojumā ar minimālu vara spilventiņu var izkliedēt 650 mW. Tātad 80mA strāvai,

• Vin Power
• 8V 240mW
• 9 320
• 10 400
• 11 480
• 12 560
• 13 640
• 14 720

Lai būtu drošībā, es domāju, ka mums nevajadzētu pārsniegt 9 V uz Vin.

Ārējais 5V PSU būtu daudz drošāks, bet es izmantoju Arduino regulatoru, un tas ir labi.

Lai barotu ķēdi, es izvēlējos moduli, kas apvieno LI-jonu lādētāju un pastiprinātāju. Tie ir plaši pieejami vietnē eBay vai meklējot "Li Charger Boost".

Lādētājs izmanto mikroshēmu TC4056, kurai ir sarežģīts nemainīgas strāvas un nemainīga sprieguma algoritms. Noņemot USB barošanas ieeju, tā pāriet gaidstāves režīmā, ja akumulatora uzlādes līmenis ir mazāks par 2uA. TC4056 ir ieeja temperatūras noteikšanai, bet tā nav pieejama moduļa panelī (tapa ir iezemēta).

Paaugstinājuma ķēde, iespējams, ir 87–91% efektīva parastā akumulatora sprieguma diapazonā ar izejas strāvu 50–300 mA. (Es pats to nemērīju.) Tas ir diezgan labi.

Tomēr tā “gaidstāves” strāva, noņemot slodzi, ir 0,3 mA, kas ir slikti. 300mAH šūna tiktu iztukšota 6 nedēļu laikā. Varbūt tas tiktu iztukšots tik tālu, ka tā spriegums pazemināsies līdz kaitīgam līmenim.

Ir viens sliežu ceļš, kas savieno akumulatoru ar barošanas avotu. Jūs varat viegli sagriezt celiņu (skatiet fotoattēlu). Lodējiet vadu uz lielā rezistora augšpusē, lai jūs varētu pārvarēt griezumu, izmantojot slēdzi.

Pašreizējā strāva tagad ir 0.7uA ar testēto plāksni. Tātad šūna ilgs 50 gadus-labi, protams, nē, litija jonu šūnas pašizlāde ir aptuveni 3% mēnesī. 3% mēnesī 300mAH šūnai ir 13uA strāva. Salīdziniet to ar 300uA, lai palielinātu ķēdi. Es domāju, ka ir vērts izslēgt pastiprināšanas ķēdi.

Nedrīkst ieslēgt slodzi, kad kamera tiek uzlādēta. Slodzes radītā strāva sajauks uzlādes algoritmu.

Tātad jums ir nepieciešams divu polu pārslēgšanas slēdzis (piemēram, bīdāms slēdzis), kas atrodas pozīcijā "Ieslēgts" vai "Uzlādēt".

Jūs varētu ignorēt iebūvēto USB ligzdu un pielodēt atsevišķus vadus pie slēdža un savas USB ligzdas.

Vai arī jūs varat paturēt iebūvēto kontaktligzdu un pārtraukt savienojumu starp kontaktligzdu un mikroshēmu. Iepriekš redzamā diagramma parāda, kur griezt.

Pievienojiet barošanas bloka 5V izeju Arduino 5V tapai. Cilvēki saka: "nedariet to - jūs apejat Arduino aizsardzības diodu". Bet Nano nav tapas, kas savienota ar diodes USB pusi. Vienkārši pievienojiet 5V tapu. Kas ir sliktākais, kas varētu notikt? Jūs pazaudējat Nano, kas maksā mazāk par 3 mārciņām.

PSU ķēdei ir arī jāpievieno skaļruņu pastiprinātājs.

7. darbība: skaļruņu pievienošana

Es gribēju, lai MIDI Theremin būtu pārnēsājams. Tam vajadzētu iekļaut savus skaļruņus un pastiprinātāju.

Jūs varat izveidot savu pastiprinātāju vai iegādāties pastiprinātāja moduli, pēc tam iegādāties skaļruņus un ievietot tos korpusā. Bet kāda tam jēga? Manā tehno ieskautajā man ir pus ducis skaļruņu ar strāvas padevi, kurus esmu iegādājies labdarības veikalos un automašīnu bagāžnieku tirdzniecībā par katru mazāk par 1 sterliņu mārciņu.

Bāli zilie skaļruņi izmantoja tikai 30 mA pie 5 V, bet tiem ir slikta basu reakcija. Melnais radio ir jauka forma - es varu iedomāties, kā HC -SR04 moduļus uzstādīt stūros un displeju augšējā virsmā. Pelēkie "plakanā paneļa" modeļi tiek darbināti no USB ligzdas, kas ir ideāli piemērota.

Nedaudz meklējot, jums jāatrod baroti skaļruņi, kuriem jau ir jauks korpuss. Pārliecinieties, ka tie darbosies ar jūsu barošanas avota spriegumu. Ja to darbina četras AA šūnas, tas, iespējams, darbosies labi pie 5V.

Bet es izraku tālāk tehno ieskautajā vietā un atradu ļoti jauku dokstaciju, kuru es nokļuvu kioskā "viss par 0,50 sterliņu mārciņām". Tas bija zaudējis lādētāju un IR tālvadības pulti, bet darbojas labi.

Ja esat apņēmies izveidot savus darbināmos skaļruņus, šeit ir laba pamācība. Vai arī meklējiet pamācībā PAM8403 vai pastiprinātāju.

8. darbība: dokstacija

Šī ir ļoti jauka Logitech portatīvā dokstacija. Maz ticams, ka jūs iegūsit vienu un to pašu, bet būvniecības principi būs līdzīgi.

Dokstacijā ir savs uzlādējams litija jonu elements un palielināts barošanas bloks. (Ja jūsu nav, izveidojiet iepriekš aprakstīto PSU un izlaidiet nākamās rindkopas.)

Ja jūsu pastiprinātājam ir litija jonu šūna, tad tam, iespējams, ir barošanas bloks. (Vienas litija jonu šūnas spriegums ir neērti zems, tāpēc tas ir jāpaaugstina.)

Vispirms atrodiet pastiprinātāja barošanas savienojumus. PSU būs lieli izlīdzināšanas kondensatori - skatiet nevēlamā PCB fotoattēlu. Izmēriet spriegumu pie lodēšanas paliktņiem apakšpusē. Negatīvajam spilventiņam jābūt ķēdes "zemes" spilventiņam. Ja PCB ir piepildīts ar plūdiem, tas tiks sasmalcināts. Vai zeme varētu būt bieza trase, kas iet uz daudzām tāfeles vietām.

Pastiprinātāja izejas posmā var būt lieli kondensatori - tas ir vecmodīgs veids, kā to izdarīt. Izmēriet spriegumu starp tiem, kamēr tas darbojas. Tas, iespējams, mainīsies atkarībā no mūzikas un var būt vidēji puse no barošanas kondensatoru sprieguma. Tie ir nepareizie kondensatori - jūs vēlaties tos, kas ir PSU.

Maz ticams, ka tāfelei būs gan pozitīva, gan negatīva jauda (lieli stereo jaudas pastiprinātāji to dara, bet es nekad neesmu redzējis tādu vieglu). Pārliecinieties, vai tiešām esat izvēlējies zemi un pozitīvu spēku.

Logitech dokstacijai, kuru izmantoju, ir sarežģīta digitālā shēma, kā arī analogais pastiprinātājs. Ja jūsējais ir tāds, tam būs izlīdzināšanas kondensatori 5V vai 3,3V plus varbūt 9V pastiprinātājam. Izmēriet spriegumus visos lielajos kondensatoros un izvēlieties lielāko spriegumu.

Pārliecinieties, vai izvēlētā strāvas savienojuma spriegums ir atkarīgs no ieslēgšanas/izslēgšanas slēdža. (Izslēdzot slēdzi, spriegums var samazināties, kamēr kondensators iztukšojas.)

Lodējiet vadus pie tā, ko esat izvēlējies kā barošanas avotu. Logitech dokstacija ražo aptuveni 9V, kas lieliski savienosies ar Arduino Vin tapu.

Strāvas skaļruņiem vai dokstacijai jābūt 3,5 mm ligzdai audio ieejai. Viens no lodēšanas savienojumiem tiks slīpēts - iespējams, tas, kas ir vistuvāk dēļa malai. Izmantojiet ommetru, lai pārbaudītu, vai tas savienojas ar zemi. Ar dažām audio ieejām ligzdas "vairogs" nav tieši savienots ar zemi. Tas peld. Tātad, ja neviens no domkrata tapām nav slīpēts, neuztraucieties. (VS1053 moduļa ligzdas "vairogs" arī peld.)

Izmantojiet skaitītāju, lai pārbaudītu, vai domkrata "zemējuma" tapai ir tāds pats spriegums kā barošanas avota zemē.

Logitech dokstacija bija dīvaina. Ja es savienotu Logitech ligzdas kontaktligzdas "zemi" ar VS1053 plates "zemi" (izmantojot audio kabeli, tas darbojās labi, bet strāva manā Theremin sistēmā palielinājās no 80 mA līdz vairāk nekā 200 mA. Tāpēc es pārliecinājos, ka Es nesaistīju šos divus "pamatus". Tas darbojas labi, bet man nav ne jausmas, kas notika.

9. solis: lietas izveide

Tas, kādu lietu jūs izgatavosit, būs atkarīgs no materiāliem, kas jums ir jānodod, no tā, kas jums patīk strādāt, un no jūsu izvēlētajiem skaļruņiem. Lai ko jūs darītu, ir jānodrošina, lai hidrolokatori būtu vērsti viens pret otru un uz augšu 45 ° leņķī. Tad būs displeja ekrāns un spiedpoga.

Ja esat apskatījis citus manus neizmantojamos materiālus, jūs zināt, ka esmu liels skārda cienītājs. To var saliekt pēc formas, mīksti pielodēt un krāsot. Fotogrāfijās redzams, kā es kārtoju lietas.

Augšējais trīsstūris ir saliekts skārds, pielodēts, piepildīts, izlīdzināts un krāsots. Plātnes ir karsti pielīmētas trīsstūrī, un tām ir nelielas koka šķēlītes, kas darbojas kā starplikas.

"Priekšējais panelis" ir 1 mm polistirola loksne. Atšķirības ir izgatavotas no vairāk polistirola loksnes, un pašvītņojošās skrūves notur sloksni. Koka balsti ir karsti pielīmēti dokstacijas priekšpusē esošajā dobumā, un pc tiem tiek pieskrūvēti ar garām pašvītņojošām skrūvēm.

Es domāju, ka es varētu kaut ko 3D izdrukāt, bet es dodu priekšroku vecās skolas metodēm, kurās es varu pielāgot lietas, ejot līdzi. Making lietas ir atklājumu ceļojums, nevis "inženierija".

10. solis: nākotnes attīstība

Kā jūs varētu attīstīt instrumentu tālāk? Jūs varētu mainīt lietotāja interfeisu. Jūs varētu nomainīt pogu ar IR attāluma sensoru, lai jums vispār nebūtu jāpieskaras instrumentam. Vai varbūt izmantojiet skārienekrānu, nevis pogu un kreiso roku, lai kontrolētu izvēlni.

Izvēlne Mērogs ļauj izvēlēties svarus, kas nav saistīti ar Rietumu mūziku, taču tiek pieņemts, ka visas notis ir no viendabīgas tastatūras-tā MIDI darbojas Arābu ceturkšņa toņu skalā ir piezīmes, kas neatbilst vienmērīgajai skalai. Citas skalas nekādā veidā nav saistītas ar vienmērīgu tastatūru. Šādu notu izgatavošanai var būt iespējams izmantot piķa līkumu. Jums vajadzētu kaut kādā veidā izvēlnē norādīt katras piezīmes biežumu. Es domāju, ka piķa līkums var attiekties uz visām kanāla piezīmēm. Pašlaik es izmantoju tikai vienu kanālu - kanālu 0. Tātad, ja tas ir daudzbalsīgs vai tam ir akordi, jums būs jāspēlē katra nots citā kanālā.

Instruments varētu kļūt par bungu sintezatoru. Kreisā roka var noteikt melodiskā Toma augstumu, bet labais hidrolokators tiek aizstāts ar pjezo sensoru, ar kuru jūs sitat, lai atskanētu bungas.

Abas rokas varēja kontrolēt divus dažādus instrumentus.

Kreisā roka varēja izvēlēties instrumentu.

Apmēram šī projekta vidū es atklāju Zeppelin Design Labs Altura MkII Theremin MIDI kontrolieri. Tas izskatās kā labs instruments.

Viņiem ir pāris videoklipi, kurus ir ļoti vērts noskatīties:

(Es nozagu Altura vārdu "tvertnes" un domu, ka, ieejot tajā, tvertne izplešas, lai palīdzētu jums tajā palikt.)

Mans MIDI Theremin dažos veidos atšķiras no Altura. Mine rada savu skaņu, izmantojot iebūvēto MIDI sintezatoru, pastiprinātāju utt.; Altura sūta ziņas uz ārēju sintezatoru. Jūs varētu arī dot priekšroku viņu veidam, kā to izdarīt. Manam ir TFT ekrāns, nevis 7 segmentu displejs - tas noteikti ir labāk, bet jūs varētu domāt, ka lielāks ekrāns būtu uzlabojums. Manējais izmanto izvēlnes, lai iestatītu parametrus, bet viņu - pogas. Izvēlnes ir nepieciešamas, jo manējā ir nepieciešams daudz ievades ierīces (sonāru) un sintezēšanas vadības ierīču; Altura nepieciešams mazāk kontroles. Varbūt tiešraides laikā pogas ir labākas. Varbūt manējiem vajadzētu būt kloķiem. Var būt laba poga iestatījumu izvēlei.

Altura ir "Articulation" vadība, kas nosaka, cik ātri var atskaņot notis. Es to neesmu iekļāvis savā programmatūrā - varbūt tam tur vajadzētu būt. Altura ir Arpeggiator (soļu sekvencētājs). Tā ir laba ideja; manējā ir akordi, kas nav gluži viens un tas pats.

Tātad tas ir viss. Es ceru, ka jums patiks veidot un izmantot MIDI-Theremin. Ļaujiet man zināt, ja manā aprakstā atrodat kādas kļūdas vai varat izdomāt uzlabojumus.