Keytar Hero (izmantojot Wii ģitāras kontrolieri kā sintezatoru): 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Guitar Hero spēles bija dusmas pirms desmit gadiem, tāpēc noteikti ir daudz vecu ģitāras kontrolieru, kas guļ putekļu savākšanā. Viņiem ir daudz pogu, pogu un sviru, tad kāpēc gan nelietot tos vēlreiz? Ģitāras kontrolieris parasti neizraisa skaņu atsevišķi, taču šajā apmācībā es jums parādīšu, kā pārveidot Wii ģitāras varoņa kontrolieri, lai to varētu atskaņot kā sintezatoru.

Piegādes

• Ģitāras varoņa Wii kontrolieris
• Nunchucky breakout board (pieejams Adafruit šeit)
• 4ea džemperu vadi (no sievietes uz sievieti)
• 2ea gofrēšanas savienotāji (pēc izvēles)
• Raspberry Pi (vēlams 3 B+ vai 4)
• 16 GB MicroSD karte

1. darbība: 1. darbība: Raspberry Pi (sākotnējā iestatīšana)

Aveņu Pi ir šī projekta smadzenes, tāpēc pirmā lieta, kas mums jādara, ir izveidot to mūsu projektam. Esmu izmēģinājis šo projektu gan Raspberry Pi 3 B+, gan 4, un šķiet, ka abi strādā labi.

Raspberry Pi ir mikrodatori, kas visu saglabā microSD kartē, nevis cietajā diskā … ieskaitot OS. Tipisks to izmantošanas veids ir lejupielādēt jaunāko OS un ierakstīt tās attēlu microSD kartē šādi:

• Atsevišķā personālajā datorā vai klēpjdatorā dodieties uz vietni
• Lejupielādējiet jaunāko Raspbian OS. (Busters šīs rakstīšanas laikā). Lapā ir pieejamas vairākas versijas, kas atkarībā no jūsu vēlmēm nodrošina vairāk vai mazāk iekļauto programmatūru. Viņiem visiem vajadzētu strādāt labi, taču man patīk izmantot opciju "Raspbian Buster ar darbvirsmu un ieteicamo programmatūru", jo tajā ir iekļauti daži programmēšanas IDE un citas parocīgas lietotnes. Vienkāršākais veids ir lejupielādēt zip versiju.
• Ierakstiet Raspbian attēlu microSD kartē. Ir daudzas lietojumprogrammas, kuras varat izmantot, lai ierakstītu Raspbian attēlu savā microSD kartē, bet es izmantoju balenaEtcher programmu, kuru varat iegūt šeit. Ievietojiet microSD karti datorā un palaidiet balenaEtcher. Diska attēlam atlasiet lejupielādēto zip failu, pēc tam atlasiet SD karti un nospiediet zibspuldzi. Šis rīks izpakos diska attēlu failus un ierakstīs tos SD kartē. SVARĪGI: Pārliecinieties, vai jūsu izvēlētais disks ir microSD karte … rīks pārrakstīs jūsu norādīto disku, tāpēc pārliecinieties, ka esat izvēlējies pareizo.
• Iededzini savu Raspberry Pi. Ievietojiet microSD karti savā Raspberry Pi. Pievienojiet barošanu, peli, tastatūru un skaļruņus. Ja izpildāt norādījumus, tas ir diezgan pašsaprotami … iestatiet savu atrašanās vietu/laiku, iestatiet paroli un pievienojiet WiFi.

Tas viss ir Raspberry Pi standarta iestatījums, tāpēc, ja jums nepieciešama sīkāka informācija, varat to atrast šeit. Mēs veiksim pārējos soļus Raspberry Pi.

2. darbība: 2. darbība: iespējojiet I2c

Ģitāras varoņa kontrolieris saziņai izmanto i2c (i2c ir diezgan izplatīts protokols, ko elektroniskās ierīces izmanto, lai sarunātos savā starpā), tāpēc mums šī funkcija ir jāiespējo Raspberry Pi:

• Instalējiet bibliotēkas i2c. Šķiet, ka i2c bibliotēkas ir daļa no Buster standarta būves, taču katram gadījumam mēs palaidīsim to instalētāju. Atveriet apvalku (uzdevumjoslā augšpusē ir tā ikona) un ierakstiet šo:

  • sudo apt-get install -y python-smbus
  • sudo apt-get install -y i2c-tools
• Iespējojiet i2c Raspberry Pi. Apvalka tipā: sudo raspi-config. Tas parādīs jūsu konfigurācijas logu. Bultiņa uz leju līdz InterfacingOptions-> I2C, lai ierīcē iespējotu i2c. Lai izietu no loga, pa labi bultiņa uz Atpakaļ un pēc tam uz Pabeigt, lai saglabātu iestatījumus.
• Pārstartēt. Apvalkā ierakstiet: sudo reboot

• Iestatiet pielāgotos i2c parametrus. Šķiet, ka noklusējuma i2c baudrate (100k) laiku pa laikam sajauc ģitāru, tāpēc mēs to palēnināsim līdz 50k šādi:

  • Apvalka tipā: sudo nano /boot/config.txt

  • Tas atvērs konfigurācijas failu teksta redaktorā. Bultiņa uz leju un atrodiet rindu, kurā teikts: dtparam = i2c_arm = on. Ja tas tiek komentēts, noņemiet komentāru. Ja jums nav šīs rindas, pievienojiet to. Zem šīs rindas pievienojiet arī šādu informāciju:

    • dtparam = i2c1 = ieslēgts
    • dtparam = i2c1_baudrate = 50000
  • Nospiediet Ctrl + O, lai saglabātu konfigurācijas failu, un pēc tam nospiediet Ctrl + X, lai izietu.
• Pārstartēt. Apvalkā ierakstiet: sudo reboot

3. darbība: 3. darbība: instalējiet tīros datus

Sintezatora skaņām mēs izmantosim programmu ar nosaukumu Pure Data. Šis ir ģeneratīvs skaņas un interaktīvs displeja rīks, kas pastāv jau ilgu laiku. Tam ir pāris funkcijas, kas padara to ideāli piemērotu šim projektam … tam ir uz mezgliem balstīta lietotāja saskarne, kuru ir diezgan viegli lietot, un tā var saņemt signālus no ārējiem avotiem, piemēram, python skriptiem.

• Instalējiet Pure Data. Apvalka tipā: sudo apt-get install puredata

  • Tam vajadzētu instalēt programmatūru jūsu Raspberry Pi, bet, ja tā čaulā sūdzas par nespēju atrast visus nepieciešamos failus, izmēģiniet šo:

    • sudo apt-get update
    • Pēc tam vēlreiz palaidiet instalēšanas komandu: sudo apt-get install puredata
  • Instalēšanas laikā tas jautās, vai vēlaties izveidot paplašinājumu direktorijus, varat pateikt Jā.
• Palaidiet Pure Data. Ja tā ir pareizi instalēta, jums vajadzētu redzēt programmu, kas norādīta darbvirsmas sākuma izvēlnes sadaļā Skaņa un video. Palaidiet to, lai pārliecinātos, ka tas tiek palaists.

• Iestatiet Pure Data audio. Pure Data audio parasti nav ieslēgts pēc noklusējuma, tāpēc jums tas ir jāiespējo.

  • Iestatiet audio izvadi uz ALSA. Kad tiek palaists Pure Data, jums vajadzētu redzēt tā konsoles logu. Atveriet izvēlni Multivide un kā rezultātu izvēlieties ALSA. Iespējams, konsoles apvalkā redzēsit brīdinājuma ziņojumus, kuros teikts, ka tā nevar atrast noteiktus failus, taču varat to ignorēt.
  • Ieslēdziet DSP audio. Konsoles logā atzīmējiet izvēles rūtiņu DSP.
• Pārbaudiet audio izvadi. Pure Data konsoles logā dodieties uz Media-> Test Audio & MIDI. Tiks atvērts testa fails, ko mēs varam izmantot, lai pārliecinātos, ka Pure Data darbojas un ka mēs varam dzirdēt audio. Ieslēdziet skaļruņus, bet vispirms turiet tos zemā skaļumā (dažreiz pēc noklusējuma skaņa var būt ļoti skaļa). Testa failā kreisajā pusē vajadzētu redzēt sadaļu ar nosaukumu Tones. Vispirms noklikšķiniet uz lodziņa, kurā norādīts 60, un pārbaudiet, vai no skaļruņiem dzirdat skaņu. Ja nē, mēģiniet noklikšķināt uz lodziņa 80 un pēc tam ieslēdziet skaļruņus, līdz dzirdat skaņu. Ja dzirdat skaņu, mēģiniet vilkt lodziņu Pitch pa labi no testa signāliem, kur varat mainīt signālu frekvenci un redzēt, kas notiek.

Ja varat palaist Pure Data un dzirdēt skaņu no testa ielāpa, tad esat gatavs turpināt nākamo darbību. Taču Pure Data pirmajā reizē par audio izvadi var kļūt nedaudz smalks, tādēļ, ja joprojām nesaņemat audio, izmēģiniet šādas darbības:

• Iespējams, ka audio tiek virzīts caur HDMI kabeli, lai piespiestu to izmantot austiņu ligzdu:

  • Apvalka tipā: sudo raspi-config
  • Dodieties uz Papildu opcijas-> Audio-> Piespiest 3,5 mm ('austiņu') ligzdu
• Mēģiniet pārstartēt. Dažreiz tas palīdz.
• Pārbaudiet skaļruņus un savienojumu ar Raspberry Pi.

4. darbība: 4. darbība: ģitāras pievienošana

Vienkāršākais veids, kā savienot ģitāras kontrolieri ar Raspberry Pi, ir ar lētu sadalīšanas dēli, piemēram, Nunchucky*. Šī tāfele ļauj piekļūt ģitāras signālam, nenogriežot kontaktdakšu vai neatverot ģitāru. Dēļa vienā pusē ir plakanas pēdas, kas veidotas tā, lai tās lieliski iederas ģitāras kontaktdakšā. Ir arī divi mazi iecirtumi, kas ļauj spraudnim noklikšķināt vietā, tādējādi novēršot tā atdalīšanos. Pēdas noved pie četrām galvenes tapām tāfeles pretējā pusē.

Piezīme. Nunchucky komplektā ir galvenes tapas, taču tās nav pielodētas, tāpēc jums tas jādara pašam. Manā vietā es izmantoju 90 grādu galvenes tapas, kas ļauj tai galīgajā projektā novietot līdzenu.

Lai savienotu Nunchucky ar Raspberry Pi, jums būs nepieciešami četri vadi. Pievienojiet vadus no Nunchucky galvenes tapām ar Raspberry Pi GPIO tapām šādi:

• 3.3v -> 1. tapa
• Dati -> 3. tapa
• Clk -> Pin 5
• Gnd -> 9. tapa

Savā projektā vadiem izmantoju gofrētus savienotājus, lai tie netiktu izvilkti tik viegli. Bet, ja jums nav gofrētu savienotāju, četras atsevišķas sieviešu un sieviešu džemperu vadi darbosies labi. Ja jūs izmantojat gofrētos savienotājus, noteikti pievērsiet uzmanību vadu secībai uz galvenes tapām un GPIO tapām. Ņemiet vērā arī to, ka uz GPIO tapām mēs izlaižam tapu 7. Lai to ņemtu vērā, es vienā galā izmantoju piecu vadu gofrēšanas savienotāju un izlaidu vienu slotu.

Lai pārbaudītu, vai jūsu Raspberry Pi spēj noteikt ģitāras kontrolieri, atveriet apvalku un ierakstiet: sudo i2cdetect -y 1

Apvalkā būtu jāizdrukā režģis ar pārsvarā dubultām svītrām. Ja dators spēj noteikt ģitāru, jums vajadzētu redzēt ģitāras ID# 52 vienā no slotiem … manā mašīnā tas tika parādīts 2. slejas 5. rindā… bet nav svarīgi, kuru, ja vien redzat numurs 52 kaut kur tur.

Ja dators to nevar noteikt, veiciet tālāk norādītās darbības.

• Pārliecinieties, vai vadi ir cieši savienoti.
• Pārliecinieties, vai viss ir savienots ar pareizajām tapām.
• Pagrieziet ģitāras kontaktdakšu apkārt. Nunchucky netraucē savienot kontaktdakšu otrādi, tāpēc tas varētu būt apgriezts.
• Pārliecinieties, vai Raspberry Pi ir iespējots i2c (kā parādīts 2. darbībā)

*Ja ģitāras kontroliera spraudnis izskatās pazīstams, tas ir tāpēc, ka tas ir tāds pats kā standarta Wii Nunchuck kontrolieris … līdz ar to nosaukums Nunchucky! Tas arī nozīmē, ka jūs varat izmantot šo pašu sadalīšanas paneli, lai izveidotu savienojumu arī ar nunchuck kontrolieriem.

5. darbība: 5. darbība: visu salieciet kopā

Tagad, kad Raspberry Pi viss ir iestatīts, mums ir nepieciešams tikai nedaudz koda, lai tas darbotos. Jūs varat lejupielādēt kodu un citus nepieciešamos failus šādi:

• Lai lejupielādētu kodu un citus failus Raspberry Pi, atveriet jaunu apvalku un ierakstiet šādu komandu (iespējams, pirms tās būs jāievieto “sudo”): git clone
• Tas jūsu mājas direktorijā izveidos direktoriju ar nosaukumu keytarHero (t.i./home/pi/keytarHero) un lejupielādēs failus tajā.

Šajā pakotnē ir trīs galvenie faili:

• WiiGHController.py: Šis ir python skripts, kas atver i2c savienojumu ar ģitāru un atgriež dažādu vadīklu vērtības. Pēc noklusējuma tas arī izdrukā apvalkā nolasītās vērtības, lai jūs varētu redzēt, ko tā dara.
• keytarHero.pd: Šis ir Pure Data ielāpa fails, kuru izveidoju, lai radītu mūziku, kuru dzirdēsit. Tas ir iestatīts, lai nolasītu ģitāras ievadītās vērtības un novirzītu tās uz dažādiem mezgliem, lai radītu skaņas. Nākamajā solī es apspriedīšu plākstera detaļas, taču galu galā jūs to varat mainīt, lai no šejienes darītu visu, ko vēlaties.
• keytarHero.py: Šis ir skripts, kas sāk visu procesu un salīmē visu kopā. Tas palaiž Pure Data un atver keytarHero.pd ielāpu. Tas atver savienojumu ar plāksteri un nodod vērtības no ģitāras uz plāksteri.

Patiesības brīdis! Pārliecinieties, vai ģitāra ir pievienota Raspberry Pi un pēc tam esat gatavs darbam. Lai to sāktu, jums vienkārši jāpalaiž skripts keytarHero.py. Lai to izdarītu:

• Atveriet jaunu apvalku un ierakstiet: cd keytarHero
• Pēc tam palaidiet komandu: python keytarHero.py

Tieši tā! Ja viss darbojas pareizi, Pure Data vajadzētu palaist un sākt spēlēt plāksteri. Jums vajadzētu dzirdēt notis, kas tiek atskaņotas, un, nospiežot ģitāras pogas, tai jāatbild.

Traucējummeklēšana

Ja tas nedarbojas, pārbaudiet dažas lietas:

• Pure Data ielāps netiek palaists vai tiek parādīta kļūda par failu neatrašanu? Skripta keytarHero.py ceļš uz Pure Data ielāpa failu ir kodēts uz “/home/pi/keytarHero/keytarHero.pd”. Ja esat pārvietojis mapi keytarHero vai šo ielāpa failu kaut kur citur, jums būs jāatjaunina skripts, lai tā vietā izmantotu savu ceļu. Lai to izdarītu, atveriet failu keytarHero.py un atrodiet mainīgo ar nosaukumu PD_PATCH_PATH un mainiet to, lai norādītu uz direktoriju, kurā atrodas jūsu keytarHero.pd fails. Saglabājiet skriptu un palaidiet to vēlreiz, un jums vajadzētu būt gatavam.
• Vai ģitāra izstaro signālu? Skriptam vajadzētu nepārtraukti drukāt signālu, ko tas saņem no ģitāras uz apvalku, kā ciparu virkni, no kurām katra atspoguļo ģitāras vadības vērtību. Lietojot ģitāras vadīklu, šiem skaitļiem vajadzētu mainīties. Ja nē, pārbaudiet, vai esat pareizi veicis i2c iestatīšanu un ģitāras savienojumus, veicot iepriekš minētās darbības.
• Vai ir ieslēgts Pure Data audio? Šajā paketē iekļautajam Pure Data ielāpam vajadzētu automātiski ieslēgt audio, taču jāpārbauda, vai DSP izvēles rūtiņa Pure Data konsolē ir atzīmēta. Pārbaudiet arī audio iestatījumus, kā parādīts 3. darbībā.
• Vai Pure Data saņem signālu no ģitāras? Plākstera augšējā labajā stūrī ir ķekars mezglu, kas atbild par ģitāras signāla nolasīšanu un pārraidi uz pārējo plāksteri. Nospiežot ģitāras pogas, šajā sadaļā esošajiem cipariem vajadzētu arī atjaunināties, norādot, ka tā pareizi uztver signālu.
• Notiek mainīgo inicializēšana ielāpā. Tīri dati var būt nedaudz smalki, ja plākstera vērtības netiek inicializētas. Esmu pievienojis mehānismus, lai aktivizētu mainīgos, kad tie tiek atvērti, taču, iespējams, ir vērts vienkārši noklikšķināt uz dažiem ziņojumu lodziņiem (tiem, kas izskatās kā izvilkti no tiem). Tas liek viņiem inicializēt un var pamodināt.

6. darbība: Pure Data Patch apskate

Šajā apmācībā līdz šim aprakstītā iestatīšana ļaus jums strādāt, bet viena no jaukajām lietām par Pure Data izmantošanu šim projektam ir tā, ka to var pielāgot darīt visu, ko vēlaties. Ja plāksteris ir atvērts un nospiežat taustiņu kombināciju Ctrl + E, plāksteris tiek ievietots rediģēšanas režīmā, un jūs varat to mainīt. Sīkāka informācija par Pure Data izmantošanu ir ārpus šīs apmācības jomas (tiešsaistē ir daudz pamācību), taču var būt jautri ar to rīkoties, tāpēc šeit ir vispārīga ekskursija par to, kas notiek keytarHero.pd ielāpā, ja vēlaties to pielāgot:

• Ģitāras sakari: plākstera augšējā labajā stūrī ir mezglu koks, kas atbild par ģitāras signāla apstrādi. Ģitāras vērtības ir gara virkne, tāpēc šie mezgli katrai vadīklai sadala virkni atsevišķās vērtībās, pārvērš tos ciparos un pēc tam nodod tos “nosūtīt” mezgliem (tiem, kas sākas ar s). Sūtīšanas mezgliem tiek piešķirts nosaukums un tie izstaro signālu tāda paša nosaukuma “saņemšanas” mezgliem. Piemēram, mezgls 's whammy' izstaro vērtības, kas nāk no ģitāras "whammy bar", un "r whammy" mezgls plākstera vidū saņem šo signālu un izmanto šo signālu, lai apturētu sekvencētāju. Sūtīšanas/saņemšanas mezgli palīdz samazināt savienojuma līniju jucekli ielāpā. Es neiesakām sajaukties ar šo sadaļu, jo tas ir kaut kas satraucošs, lai iegūtu tiesības, bet jūs noteikti varat pievienot papildu saņemšanas mezglus visā plāksterī, ja nepieciešams, lai saņemtu signālus no tā pēc vajadzības.
• Sekvences sekcija: plākstera vidējā daļa kontrolē sekvencētāju. Kreisajā pusē ir josla ar kustīgu melnu kvadrātu, kas parāda, kura 16 piezīmju secības notis tiek atskaņota. Stumšanas taustiņš kontrolē, vai secība tiek atskaņota uz priekšu vai atpakaļ. Pogas plus/mīnuss palielina/samazina ātrumu. Labajā pusē ir piecas skaitļu kopas, kas kontrolē, kuras piezīmes tiek atskaņotas katra soļa laikā. Katra secība tiek atskaņota, nospiežot vienu no piecām fret pogas. Šie skaitļi ir MIDI vērtības, un jūs varat tos mainīt, lai atskaņotu visas vēlamās notis … vienkārši piešķiriet tām vērtības no 0 līdz 127.
• Oscilatora/FX sadaļa: apakšējā kreisajā pusē ir oscilatora un FX mezgli, kas faktiski rada skaņu. Primārais oscilators atrodas kreisajā pusē. Midi vērtības no sekvences sekcijas tiek pārvērstas frekvencēs un ievadītas oscilatorā. Tas ir sajaukts ar otru oscilatoru, kas nāk no labās puses. Tās frekvenci kontrolē arī midi vērtības, bet ar papildu frekvences nobīdi, ko virza kursorsviras X ass. Pārvietojot kursorsviru pa kreisi vai pa labi, tiek radīts detonēts vai svilpojošs efekts. Apakšējā labajā stūrī ir arī zemas caurlaidības filtra mezgls, kura izslēgšanas frekvence ir piesaistīta kursorsviru Y asij. Zemfrekvences filtrs nosaka, cik daudz augstfrekvences skaņas tiek noņemta no skaņas. Pārvietojot kursorsviru uz leju, tā pārtrauc lielu daļu frekvenču, kā rezultātā rodas trokšņa slāpēšana. Kad tas tiek pārvietots uz augšu, tas iziet cauri visām frekvencēm, radot gaišāku skaņu.
• Inicializācija: plākstera augšējā kreisajā stūrī ir virkne mezglu, kas inicializē plāksteri, kad tas tiek palaists, piemēram, ieslēdz audio un “pieskaras” dažādiem mezgliem, lai tos pamodinātu. Atkal jums, iespējams, nevajadzēs sajaukt ar šo sadaļu, bet, ja ir lietas, kuras vēlaties notikt, kad plāksteris tiek palaists, pievienojiet tās mezglam ar nosaukumu “loadbang”.
• Esmu mēģinājis dokumentēt plāksteri ar komentāriem pašā plāksterī, tāpēc, cerams, tas dos jums pietiekami daudz informācijas, lai izpētītu dažādas iespējas.

Izbaudi!

7. darbība. Papildu izmēģināmās lietas

Ģitāras vadīšana bez galvas

Šim projektam vajadzētu būt iespējai bez savienojuma ar monitoru/tastatūru/peli, ja Raspberry Pi izslēdzāt no piemērota pārnēsājama barošanas avota. Raspberry Pi gluži neietilpst ģitāras aizmugurē esošajā atverē, bet, ja jūtaties drosmīgs, varat veikt izmaiņas ģitārā, lai to novērstu … vai vienkārši piestipriniet Pi aizmugurē ar skrūvēm un pielīmējiet to mazliet ārā. Tiešsaistē ir daudz pamācību par skriptu palaišanu Raspberry Pi bez galvas, taču būtībā jūs vēlaties palaist komandu “python /home/pi/keytarHero/keytarHero.py&”, kad tā tiek palaista. Teorētiski jums būtu ģitāra ar tikai vienu kabeli, kas nāk no skaļruņa … gluži kā īsta elektriskā ģitāra!

Papildu Pure Data modifikācijas

Man bija dažas citas idejas, kā ģitāra varētu kontrolēt Pure Data plāksteri, bet nesanāca mēģināt. Šīs būtu plākstera izmaiņas, ar kurām varētu būt jautri eksperimentēt:

• Whammy bar: Pašreizējā ielāpā whammy bar vienkārši pārtrauc secības atskaņošanu, bet, manuprāt, būtu labāk, ja whammy josla vienlaikus palielinātu frekvenci tāpat kā īstā Whammy bar. Es kādu laiku mēģināju panākt, lai tas darbotos, taču tas bija sarežģītāk, nekā es domāju. Es domāju, ka tas varētu būt tikai jautājums, lai pievienotu izteiksmi oscilatora sadaļā, kas oscilatoram pievieno mazliet augstāku frekvenci, pamatojoties uz vērtību, kas nāk no svītru joslas.
• Strum josla: pašlaik strum josla atskaņo secību uz priekšu, nospiežot uz leju, un atpakaļ, kad tā ir nospiesta uz augšu, taču, iespējams, būtu labāk, ja tā mainītu dažādas secības opcijas, piemēram, nejaušu soli utt.
• Pogas plus/mīnuss: pogas plus/mīnuss maina sitienus minūtē, taču tas ir nedaudz apgrūtinoši, ja vien tās nesit vairākas reizes. Varētu būt labi, ja tas katru reizi pieaugtu par lielāku summu. Vai varbūt ļaujiet tai pārslēgt secību starp 16 sitienu, 8 sitienu, 4 sitienu un trīskāršu atskaņošanu.