Synthesizer ya Arduino MIDI Chiptune: Hatua 7 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Punguza raha ya muziki wa mapema wa mchezo wa kompyuta na synthesizer halisi ya chiti-8, ambayo unaweza kudhibiti MIDI kutoka kwa faraja ya programu yoyote ya kisasa ya DAW.

Mzunguko huu rahisi hutumia Arduino kuendesha chip ya jenereta ya sauti inayopangwa ya AY-3-8910 (au moja ya viini vyake vingi) kurudia sauti hiyo ya 1980. Tofauti na miundo mingi inayohitaji programu maalum ya kuhariri muziki, hii inaonekana kama kifaa wastani cha USB MIDI. Synthesizer ina algorithm wajanja ambayo inajaribu kuweka maelezo zaidi ya muziki-kucheza; katika visa vingi unaweza kutupa faili za MIDI ambazo hazijabadilishwa moja kwa moja na tune hutoka nje. Jumla ya gharama inapaswa kuwa karibu £ 20.

Hatua ya 1: Vitu utakavyohitaji

Orodha kamili ya sehemu hii, kama unavyoona kwenye picha, ni kama ifuatavyo:

• Sparkfun Pro Micro clone (5V, 16MHz chaguo). Nilitumia hii kwenye Amazon.
• Chip ya Yamaha YM2149F PSG. Nilipata yangu kutoka eBay.
• 2 x 100nF kauri capacitors
• 1 kila moja ya vipingaji vya 75R, 1K na 100K (1/4 watt rating ni sawa).
• 4.7nF kauri disc capacitor
• 1uF electrolytic capacitor (kiwango cha voltage> 5V).
• Pini 40 0.6 "DIP IC tundu
• Vichwa 2 x 12 njia 0.1 "(hii kutoka CPC)
• Bodi ya prototyping, 3 "na 2" takriban. Nilinunua pakiti kubwa ya hizi, tena kwenye Amazon.
• PCB mlima tundu phono
• Waya ndogo ya msingi-msingi (kama hii).

Utahitaji pia chuma cha kutengeneza, solder, wakata waya, koleo, na waya wa waya.

Hatua ya 2: Sehemu Mbadala

Chips mbadala za jenereta za sauti zinazopangwa

YM2149 niliyotumia ni mfano wa Hati za Jumla za asili AY-3-8910 IC. (Mfano wa kwanza alitumia AY-3-8910 nilinunua kutoka eBay, lakini ikawa jenereta nyeupe ya kelele haifanyi kazi. Uso wa kusikitisha). Unaweza kutumia ama kwa mradi huu bila mabadiliko yoyote.

Vyombo vya Jumla pia vilitengeneza anuwai za AY-3-8912 na AY-3-8913, ambayo ilikuwa silicon sawa ndani ya vifurushi vidogo, bila pini za ziada za I / O. Pini hizi hazihitajiki kwa madhumuni yoyote ya sauti, na mradi huu hauutumii. Unaweza kutumia AY-3-8912 au -8913, fuata tu pini zilizoonyeshwa hapo juu.

Arduino mbadala

"Pro Micro" niliyotumia ni nakala ya bodi ya Sparkfun's Pro Micro. Ikiwa haujiamini na nambari ya Arduino ni bora kushikamana na hii; ikiwa unafurahi kubadilisha muundo, utahitaji maelezo yafuatayo

• Kifaa cha ATmega 16u4 au 32u4 (inahitajika kufanya kama kifaa cha USB MIDI; ATmega 168 au 328 haiwezi kufanya hivi).
• Operesheni ya 5V (AY-3-8910 inaendesha kwa 5V), na kasi ya saa 16MHz.

• Angalau mistari 13 ya I / O ya dijiti.

  Pini ya bandari PB5 lazima iunganishwe (hutumiwa kutengeneza ishara ya saa 1MHz). Kwenye Pro Micro hii hutumiwa kama pini ya D9 I / O

Bodi ya Arduino Leonardo na Micro zote zinafaa muswada huo, ingawa sijawajaribu.

Vipengele vingine

Vipinga na capacitors zinazotumiwa hapa sio maalum sana. Sehemu yoyote ya (takriban) thamani inayofaa inapaswa kufanya kazi.

Hatua ya 3: Kuweka Bodi ya Mzunguko

Ili kujenga mzunguko, ni bora kuanza kwa kuweka soketi, kisha ongeza vipinga na vitendaji. Tutashughulikia wiring hizi pamoja katika hatua inayofuata.

Kutumia picha hapo juu kama mwongozo, weka tundu la IC lenye pini 40, geuza ubao na uweke sawa kwenye pini mbili za kona. Ikiwa tundu halijalala gorofa dhidi ya bodi, ni rahisi kurekebisha kwa kurekebisha siri moja au nyingine. Wakati ni sawa, solder iliyobaki.

Weka soketi mbili za pini 12, kisha ingiza Arduino ndani yao kuzishika wima na thabiti wakati wa kutengenezea. Tena, kuuza pini mbili kila mwisho kwanza itaruhusu hundi kabla ya kutengenezea mwisho.

Kwa tundu la pato la sauti, nilitumia drill ndogo kupanua mashimo ya PCB, kwani vitambulisho vya kupandisha ni kubwa zaidi.

Hatua ya 4: Wiring Up

Mara tu vifaa vikuu vikiwa vimewekwa sawa, vinaweza kushonwa kwa waya nyuma ya ubao, kufuatia mzunguko hapo juu.

Vipengele vya pato la sauti (R2, R3, C2, C3) na decoupling capacitors (C1, C4) zinaweza kushikamana na waya-msingi-msingi (au kupunguzwa kwa vipengee vya sehemu). Uunganisho wa ardhi na nguvu kutoka Arduino hadi chip ya PSG (waya nyekundu na nyeusi, kwenye picha) sasa zinaweza kutengenezwa.

Matokeo anuwai ya Pro Micro yamepigwa waya hadi AY-3-8910 kama ifuatavyo (angalia mwongozo wa kukamata kwa mgawo wa pini):

Ishara Arduino AY-3-8910 pini

DA0 D2 37 DA1 D3 36 DA2 D4 35 DA3 D5 34 DA4 D6 33 DA5 D7 32 DA6 D8 31 DA7 A0 / D18 30 BC1 D10 29 BC2 MOSI / D16 28 BDIR MISO / D14 27 Rudisha # SCLK / D15 23 CLOCK D9 22 (kupitia R1, 75 ohm)

Hatua ya 5: Kupanga Programu Kutumia IDE ya Arduino

Ikiwa wewe ni mpya kwa Arduino, ningependekeza sana kujaribu moja ya mafunzo mengi juu ya misingi. Mwongozo wa uhusiano wa Sparkfun hutoa maelezo kamili. Unaweza kuangalia kwamba programu ya msingi inafanya kazi kwa kufuata mafunzo ya "Blinkies". Arduinos inaweza kuwa ngumu sana kushawishi katika hali ya 'bootloader' (ambapo unaweza kupakia michoro mpya), kwa hivyo mazoezi kidogo na mfano rahisi ni muhimu.

Mara tu unapofurahi, pakua faili ya chiptunes.ino iliyowekwa kwenye ukurasa huu, na uijenge na kuipakia. (Nimegundua kuwa kutumia aina ya bodi ya "Arduino / Genuino Micro" ni sawa kwa mchoro huu, ikiwa unataka kuruka kusanikisha msaada wa bodi ya Sparkfun).

Pia, kumbuka kuwa ikiwa uko kwenye Mac, mpangilio wa "Bandari" utahitaji kubadilishwa ukishapakia mchoro kwa mara ya kwanza. Na "tupu" Arduino (au kutumia mchoro wa Blinky) itaonekana kama kitu kama / dev / cu.usbmodemXXXX, kama inavyoonekana kwenye picha hapo juu. Wakati kifaa cha USB MIDI kinatumika (kama inavyotumiwa na mchoro wa chiptunes.ino) itakuwa / dev / cu.usbmodemMID1.

Hatua ya 6: Kupima na Kutumia Synth

Mara Arduino inapopangwa, kituo chako cha kazi kinapaswa kuitambua kiatomati kama kifaa cha USB MIDI. Itaonekana na jina 'Arduino Micro' - unapaswa kuona hii kwenye Kidhibiti cha Kifaa kwenye Windows, au programu ya "Habari ya Mfumo" katika Mac OS.

Kwenye Mac, unaweza kutumia programu ya Usanidi wa MIDI ya Sauti ili kujaribu jaribio la msingi. Anza programu, kisha uchague Dirisha -> Onyesha Studio ya MIDI. Hii italeta dirisha la Studio ya MIDI - miingiliano yako yote ya MIDI itaonekana kwa mpangilio kidogo - ambayo kwa matumaini itajumuisha kifaa cha 'Arduino Micro'. Ukibonyeza ikoni ya 'Usanidi wa Mtihani' kwenye upau wa zana, kisha bonyeza mshale wa chini (angalia picha) kwenye kifaa cha Arduino Micro, programu itatuma noti za MIDI kwa synth. (Hizi sio za kupendeza sana!) Synth inapaswa kutoa sauti zingine kwa wakati huu.

Kisha unaweza kuongeza 'Arduino Micro' kama kifaa cha pato kwenye usanidi wa MIDI ya Kituo cha Sauti cha Dijiti, na uanze kucheza!

• Synth hujibu kwenye vituo vya MIDI 1 hadi 4. Kila kituo kina sauti tofauti (vizuri, bahasha tofauti ya sauti).
• Vidokezo vya MIDI kati ya 24 na 96 (C1-C7) vinakubaliwa; madokezo nje ya masafa haya hayazingatiwi.
• Kituo cha MIDI 10 kinacheza sauti za ngoma. Kumbuka nambari kati ya 35 na 50 (tazama

  www.midi.org/specifications-old/item/gm-level-1-sound-set) zinakubaliwa.

• Kuna njia tatu za sauti kwenye AY-3-8910. Firmware ya synth inajaribu kucheza noti iliyotumwa hivi karibuni, huku ikiweka maandishi ya juu kabisa na ya chini kabisa ambayo bado yanaombwa bado inacheza. Vidokezo vingine (kawaida noti za katikati katika gumzo) hukatwa ikiwa ni lazima.

Na hiyo ni juu yake. Furahiya!

Hatua ya 7: Maelezo ya chini

Kuhusu sauti ya onyesho

Tune ya onyesho - Malkia mashuhuri wa Malkia wa Usiku - iliundwa haraka haraka kutoka kwa faili ya MIDI niliyoipata kwenye mtandao (https://www.midiworld.com/mozart.htm). Mtu mwingine alifanya kazi yote ngumu!

Ninatumia Presonus Studio One kwenye Mac, na faili ya MIDI iliingizwa kwa nyimbo nne tofauti. Kiasi kidogo cha kuhariri kilihitajika pale ambapo maandishi ya mwambatano yapo juu kuliko sauti kuu, na kuondoa glitching mbaya zaidi kati ya noti.

Sauti unayosikia kwenye kipande cha picha ni moja kwa moja kutoka kwa synth, na kugusa tu kwa EQ na kueneza ili kuipatia hisia ndogo ya "mashine ya arcade".