Arduino vairāku celiņu MIDI cilpas stacija: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Cilpas stacija vai cilpa ir būtībā instruments, lai reāllaikā atskaņotu instrumentālos rifus (cilpas). Tas nav paredzēts kā ierakstīšanas medijs, bet gan instruments, lai bez traucējumiem veidotu iedvesmu (un galu galā uzstātos tiešraidē …).

Ir daudz audio ierakstīšanas cilpas staciju, gan speciālas aparatūras veidā (gandrīz katram ģitāras pedāļu ražotājam ir savs produkts), gan datorprogrammatūrai (izcilais Linux Sooper Looper vai Windows Mobius, lai minētu pazīstamāko). Es varēju atrast tikai dažus projektus par DIY ne-audio, bet MIDI looperiem, kas nozīmē rīku MIDI notikumu ierakstīšanai un tūlītējai atskaņošanai; lielākā daļa no šiem projektiem (visi, es teiktu) ir pamesti vai pazuduši … nu, šeit mēs esam ar pilnīgu projektu ikvienam!

Šī Arduino MIDI cilpas stacija vienkārši izseko ienākošos MIDI notikumus un atskaņo tos. Jums tikai jānospiež ieraksta pedālis, jāizveido labākais rifs un jāpārtrauc ierakstīšana, vēlreiz nospiežot pedāli. Super viegli:)

Šis projekts ir balstīts uz viegli atrodamu atvērtu aparatūru (Arduino DUE), programmatūru (mana programmaparatūra un Arduino IDE), un to var pielāgot, lai tas atbilstu jūsu vēlmēm.

Darīsim!

PS: Jā, tas ir ļoti lēts!

1. darbība: ierobežojumi

Pirms sākat iegādāties aparatūras detaļas projektam, ļaujiet man jums pateikt, kādas ir tā robežas, lai jūs varētu izlemt doties tālāk vai apstāties šeit.

- aparatūras ierobežojumu dēļ (būtībā Aduino DUE atmiņa), ierakstāmās frāzes maksimālais noklusējuma garums ir ierobežots līdz 46 sekundēm.

- pēc izslēgšanas cilpas nevar saglabāt un atskaņot. Tomēr jūs varat tos nosūtīt uz datoru un saglabāt.

- nav piezīmju kvantēšanas.

- MIDI pulkstenis tiek atbalstīts, taču pašlaik tas ir sākotnējā stadijā.

- ierakstītie MIDI ziņojumi ir piezīme, piezīme izslēgta, kontroles izmaiņas un piķa līkums; citi MIDI ziņojumi, piemēram, pēc pieskāriena, programmas maiņas, SysEx utt., netiek ņemti vērā.

- maksimālā polifonija pēc noklusējuma ir iestatīta uz 10 (atkal Aduino DUE atmiņas ierobežojumi).

Pozitīvi ir tas, ka tiek atbalstītas MIDI straumes no vairākiem dažādiem instrumentiem, no kuriem katrs pārraida savā kanālā; tas nozīmē, ka jūs varat ierakstīt vairākus MIDI instrumentus vienlaikus, slāņaini vai ar savu celiņu (vairāk plusi nākamajā solī;)).

Ja dzīvot ar šiem ierobežojumiem šķiet saprātīgi (un tas ir man), jums būs ļoti labi pavadīt laiku ar šo lietu;)

2. darbība. Kā tas darbojas

MIDI cilpas staciju šeit ir ļoti vienkārši lietot. Tas darbojas līdzīgi tām aparatūras audio cilpas stacijām, kuras katram ģitāras pedāļu ražotājam ir savā katalogā.

1) Atlasiet celiņu, kurā vēlaties ierakstīt savu MIDI secību. Pēc noklusējuma celiņš ir izvēlēts “viens”, taču to var mainīt, nospiežot vienu no celiņu pogām (vienu katram celiņam).

2) Pirmo reizi nospiežot slēdzi "REC"/kāju pedāli, cilpa ir ieslēgta. Iedegas zaļā gaismas diode. Tas gaidīs, līdz tiks saņemta jūsu pirmā piezīme, pirms sāks ierakstīt faktisko secību/rifu.

3) Kad esat pabeidzis secību, vēlreiz nospiediet slēdzi "REC"/kāju pedāli, lai noteiktu faktisko rifa garumu. Zaļā gaismas diode nodziest. Cilpnieks nekavējoties sāks reproducēt jūsu MIDI secību. Ja sasniegsit maksimālo laiku, ierakstīšana tiks automātiski pārtraukta un secība tiks atveidota ciklā.

4) Tagad, nospiežot "REC" slēdzi/kāju pedāli, jūs varat izlemt pārsekot savu secību pašreizējā celiņā vai izvēlēties jaunu celiņu un ierakstīt tajā. Abos gadījumos dzeltenais gaismas diode iedegsies, pat ja jaunais celiņš ir tukšs, jo tas ir "vergu" celiņš (paverdzināts līdz pirmajam ierakstītajam celiņam). Nospiediet vēlreiz, lai pārtrauktu pārspīlēšanu (dzeltena gaismas diode nodziest).

Tiem no jums, kas ir aprīkoti ar audio cilpas stacijām, šī MIDI progresija tiek saukta par "REC/PLAY/OVERDUB" un ir vienīgā atbalstītā.

Ja jebkurā brīdī jums liekas, ka jūsu pēdējais pārspīlējums nav kārtībā, varat to izdzēst, nospiežot "atsaukšanas" slēdzi/kāju pedāli. Jūs varat notīrīt visu pašreizējo celiņu, turot nospiestu "REC" pedāli ilgāk par 3 sekundēm; cilpu var atiestatīt (programmatūras atiestatīšana), vienlaicīgi nospiežot pirmās trīs celiņu pogas vai notīrot visas izmantotās dziesmas.

Ierakstu var izslēgt/ieslēgt, nospiežot pašreizējā celiņa pogu.

Jūs varat nosūtīt PANIKU! ziņu, nospiežot panikas pogu. Jūs pat varat nosūtīt PANIKU! ziņu, vienlaikus nospiežot pirmās divas celiņu pogas.

Looper ir iebūvēts vienkāršs metronoms: piezīme par MIDI ziņojumu piezīmes numuram "64" tiek nosūtīta ar 100 BPM 10. kanālā (kanāls, kuru, iespējams, klausās jūsu bungu iekārta). Jūs varat palielināt vai samazināt tempu, pagriežot optisko kodētāju; nospiežot optiskā kodētāja slēdzi, jūs varat iespējot/atspējot metronomu. Ņemiet vērā, ka, saņemot MIDI piezīmi "64", jūsu bungu mašīnai jābūt iestatītai tā, lai tā atskaņotu skaņu (snare, basu vai jebkuru citu vēlamo skaņu), pretējā gadījumā metronoms būs izslēgts.

Šīs MIDI cilpas stacijas basbone versiju varētu izveidot ar vienas pēdas slēdzi, lai sāktu un apturētu ierakstīšanu. Turot slēdzi nospiestu ilgāk par 3 sekundēm, cilpas stacija tiks inicializēta atkārtoti.

Ja vēlaties ieguldīt papildu laiku aparatūras izstrādē, slēdžu un pogu pievienošana padarīs cilpas staciju elastīgāku. Attēlā redzams, kā esmu konfigurējis savus četrus celiņus (tiek atbalstīti līdz pieciem) pilnas funkcijas cilpas staciju.

SVARĪGA PIEZĪME: manos attēlos redzamā aparatūra ir prototips. Es izmantoju vairāk domkratu ligzdu nekā nepieciešams, bet tikai četras pogas dziesmām. Tas ir tāpēc, ka, uzsākot projektu, es nebiju pilnīgi pārliecināts, kādas būs galīgās prasības.

Pogas un kāju slēdži ir elektroniski ekvivalenti, un jūs varat izmantot vienu, nevis otru; manām vajadzībām, ņemot vērā to, ka vienmēr ir pārāk maz grīdas platības (sasodīti jauki efektu pedāļi;)), es esmu ierobežojis kāju pedāļus ar vienu REC funkciju.

3. darbība: aparatūra

Materiālu rēķins:

Pilna Featured 5 celiņu MIDI cilpas stacija

1x Arduino DUE

7x īslaicīgas spiedpogas

1x plastmasas korpuss (es izmantoju 150 x 110 x 70 mm korpusu)

2x 5 kontaktu DIN sieviešu paneļa stiprinājuma MIDI ligzdas savienotājs

1x 6,3 mm paneļa stiprinājuma ligzda

1x abpusēja 50x70 mm perforatora plāksne

5x 3 mm LED (zaļa)

1x 3 mm LED (dzeltens)

1x optiskais kodētājs

1x H11L1 optronis

1x 1N4148 diode

3x 1000 omu rezistori

3x 220 omi rezistori

10x 470 omu rezistori

Daži lodēšanas stieples, daži kabeļi, lodēšanas stacija … un brīvais laiks:)

Projekta pabeigšanai nepieciešamais laiks: 6-9 stundas

Kāpēc ne ANO?

Pirmie testi (un sākuma darba kods) tika uzrakstīti uz “parastās” arduino UNO plates. Šai plāksnei ir RAM ierobežojumi, kas lika man samazināt polifoniju līdz "4", maksimālais garums līdz mazāk nekā 4 sekundēm un izšķirtspēja 40 ms pie maks. Tas bez daudzkanālu apstrādes. Noņemot arī ātruma izsekošanu, es varēju palielināt ierakstīšanas laiku līdz 7 sekundēm.

Izmantojot UNO, jūs varat realizēt "strādājošu" MIDI cilpas staciju, taču ļoti ierobežotu.

4. solis: programmatūra

Programmatūra lielā mērā balstās uz FortySevenEffects MIDI bibliotēku. Šī bibliotēka ir lieliska un padara šāda veida projektus iespējamus pat tiem, kas nav kodētāji, piemēram, es.

Arduino IDE un tā kopiena ir vēl viena svarīga šī "veiksmes" sastāvdaļa.

Es neiedziļināšos detaļās par to, kā augšupielādēt skici jūsu arduino DUE. Ja šī ir jūsu pirmā pieredze arduino IDE, lūdzu, vispirms izlasiet šo.

Es uzrakstīju divas dažādas koda versijas, pamatojoties uz divām pilnīgi atšķirīgām pieejām.

1. versijas darbības princips ir tāds, ka ierakstīšanas vai pārsūtīšanas laikā Arduino DUE pārbauda un saglabā (gaistošajā) atmiņā atbalstītos MIDI notikumus (piezīme, piezīme izslēgta, vadības maiņa un piķa izliekums); laika ass tiek kvantificēta 20 ms soļos, un saņemtie ziņojumi tiek attiecīgi saglabāti šajās laika nišās. Atskaņošanas laikā saglabātie MIDI ziņojumi tiek nosūtīti atpakaļ uz sintezatoru, ievērojot laika kvantēšanu.

Tā vietā 2. versijas darbības princips ir "vienkārši" ierakstīt midi notikumu un laiku, kurā notikums jāaktivizē. 2. versijai ir atšķirīgi ierobežojumi nekā 1. versijai (norādīta iepriekšējā solī). izmēģiniet abus un izmantojiet to, kas jums vislabāk darbojas.

Ir arī sākotnējā pulksteņa apstrāde, taču tai būs nepieciešami daži pielāgojumi, lai tā darbotos kā vajadzētu. Kods pieņem, ka ierakstāt 4/4 - 4 joslu cilpu (16 sitieni).

Jūs varat deaktivizēt ārējo pulksteni, turot nospiestu "panikas" pogu, ieslēdzot cilpu.

Kodi tiek augšupielādēti ŠEIT. Visās vietās tiek ievietoti komentāri, lai jūs varētu saliekt šo programmaparatūru pēc savas vēlēšanās;)

5. solis: vadi

MIDI IN un MIDI OUT shēmas ir norādītas pievienotajos attēlos. Ņemiet vērā, ka tiek izmantoti TX1 un RX1, nevis TX0 un RX0.

Arduino DUE ievades tapas nevar apstrādāt 5V, bet 3.3V; tāpēc biežāk izmantotā 6N138 vietā tiek izmantots optocoupler H11L1. Man ir pierādījumi, ka, izmantojot 6N138 kopā ar sprieguma dalītāju, lai samazinātu signāla spriegumu, kas iet uz TX1, tāpat kā manā pirmajā prototipē, dažos iestatījumos tas varētu darboties nepareizi.

Gaismas diodes ir savienotas ar Arduino DUE izejas tapām, izmantojot 470 omu rezistorus. Jūs varat izmantot rezistorus līdz 1K omi, lai samazinātu gaismas diodes strāvu un samazinātu to spožumu.

Pogas/slēdži/domkrati ir tieši savienoti ar Arduino ieejas tapām, pateicoties ieejas pievilkšanas rezistoriem, kas aktivizēti skicē. Nav nepieciešami ārēji (nolaižami) rezistori.

Optiskais kodētājs ir pievienots GND un +5V. Tas iet uz Arduino ievades tapām, kas iet caur 2 480 omu rezistoriem, pa vienam katrai optisko datu izvadei.

Arduino DUE tiek darbināts tieši no 5 V kontakta un ir iezemēts, izmantojot +5 V līdzstrāvas centrmezglu.

Visi pamati ir saistīti.

Pievienots galds ar savienojumiem no arduino tapām līdz IN/OUT perifērijai. Arduino tapu skaitļi atspoguļo manā propotipa aparatūrā esošos skaitļus un varētu izskatīties (tie kaut kā ir …) nejauši. Jūs varat viegli mainīt tapas atrašanās vietu skicē pēc jūsu vēlēšanās;)

6. darbība. Ko darīt, ja man ir vairāk nekā viens MIDI avots?

Pēc neilgas MIDI apvienošanās meklēšanas es atklāju, ka vispraktiskākais (un lētākais) risinājums ir MIDI komutators.

MIDI pārslēdzējs ir pasīva ierīce, kas iespējo MIDI avotu un atspējo visus pārējos avotus. Tik vienkārši.

MIDI slēdža sirds ir daudzpozicionāls (mans ir 6 pozīcijās), 2 polu slēdzis. Ir ļoti svarīgi, lai polu skaits būtu “2”, jo katrai MIDI ligzdai ir jābūt pilnībā izgrieztai, ja tā nav atlasīta un nav saziņā ar pārējām. Pievienots attēls no tā, ko sapratu savām vajadzībām.

ŠAJĀ SAITĒ shēma.