MIDI sonar „Theremin“: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Jedná se o hudební nástroj, který používá dva senzory vzdálenosti sonaru k ovládání výšky a kvality not. Není to samozřejmě Theremin, ale „Theremin“se stal obecným výrazem pro nástroje hrané máváním rukou.

Má vestavěný MIDI syntezátor, zesilovač a reproduktory. Hudební noty jsou produkovány MIDI čipem - VS1053 - který má 127 hlasů (tj. Údajně různé nástroje). Má vysoký stupeň polyfonie (až 64), takže může hrát jednotlivé noty nebo akordy.

Přehrávanou notu ovládá pravá ruka. V "diskrétním" režimu je prostor vpravo rozdělen na "koše". Když vaše ruka vstupuje do koše, začíná poznámka k tomuto zásobníku. Když opustíte koš, nota se může zastavit (např. Varhany) nebo přirozeně zemřít (např. Klavír).

V režimu „spojitý“prostor vpravo určuje plynule proměnnou výšku tónu - jako původní Theremin. Poznámka začíná, když vaše ruka vstoupí do prostoru, a zastaví se, když prostor opustíte.

Levou rukou ovládáte kvalitu přehrávané noty. Může ovládat hlasitost, tremolo, vibrato, pitch-bend, reverb atd.

Malý LCD displej má nabídku, která vám umožňuje vybrat aktuální nástroj, funkci levé ruky, stupnici (nebo „klávesu“) pravé ruky, vibrato, tremolo atd. Můžete uložit a načíst různé „Nastavení““a během představení mezi nimi rychle přepínat.

Celý MIDI „Theremin“nástroj pracuje samostatně s vlastním reproduktorem a dobíjecí baterií.

Pokud budete kopírovat moji sestavu, budete potřebovat Arduino Nano (1,50 GBP), modul VS1053 (4,50 GBP), 1,44 LCD displej ST7735 (3,50 GBP), dva moduly HC-SR04 (1 GBP každý) a několik rezistorů. Budete také potřebovat nějaké napájené reproduktory a možná lithiový článek a napájecí zdroj, ale podrobnosti budou záviset na tom, jak se ho rozhodnete postavit. Všechny ty doplňky jsem získal z prodeje autodílů a charitativních obchodů. Navíc vy „Budu potřebovat obvyklé vybavení elektronické dílny.

Krok 1: Ovládání VS1053

Vybral jsem modul VS1053 zobrazený na obrázku. (Všimněte si dvou regulátorů SOT223, dvou zásuvkových konektorů a polohy konektoru.) Vyhledejte na eBay, Alibaba nebo u svého oblíbeného dodavatele modul VS1053, který vypadá takto. Jsou k dispozici na Aliexpressu zde a zde.

Koupil jsem ho před několika lety a už se nezdá být k dispozici na eBay, pouze na Alibaba. Na eBay je nyní k dispozici červená verze PCB. Zdá se, že je to funkčně totožné, ale pinout je jiný, takže budete muset upravit moje schémata a rozložení. Netestoval jsem to V diskusi (níže) můžete najít návod, jak přidat odpor na červenou desku plošných spojů, abyste povolili „živé“MIDI. Nebo můžete během instalace odeslat další příkazy a povolit to.

VS1053 je jemný čip, ale poměrně komplikovaný. Používám pouze jeho MIDI část. Je možné ovládat VS1053 přes sériové rozhraní, ale používám sběrnici SPI, protože je to pohodlnější s Arduino Nano. Každý bajt, který pošlete přes sběrnici SPI, je považován za MIDI příkaz.

Seznamy MIDI příkazů najdete na webu. VS1053 reaguje na některé, ale ne na všechny. Program Miditheremin0.exe zobrazuje ty, o kterých vím, že fungují.

Datový list VS1053 si můžete stáhnout z webu. Je to obrovský dokument a je těžké ho zvládnout. Sekce „8.9 Podporované formáty MIDI“je téměř vše, co říká o MIDI. Sekce „10.10 MIDI v reálném čase“hovoří o použití GPIO0 a GPIO1 k povolení MIDI, ale deska, kterou mám, nevyžadovala žádné speciální povolení. Můžete si také stáhnout seznam MIDI zpráv (ne všechny jsou podporovány VS1053).

Připojte modul VS1053 k Arduino Nano podle obrázku a nahrajte soubor INO do Arduina. Použil jsem pájecí prkénko. V této fázi nemám jeho fotografii, ale v kroku níže můžete vidět prkénko s dalšími součástmi.

INO skica přijme bajt z počítače přes sériovou linku a odešle bajt do VS1053. Je to velmi jednoduchý program, který vám umožní otestovat VS1053. Připojte výstupní konektor ke sluchátkům nebo reproduktoru počítače.

Program Windows Miditheremin0.exe (stáhněte si Step1.zip z github) odesílá příkazy do VS1053. Chcete -li zahrát notu, klikněte na tlačítko „90 not vel“. Nebo můžete napsat svůj vlastní program pro Windows. Nebo použijte jeden z mnoha terminálových programů dostupných na webu.

Modul VS1053 má následující kolíky:

• sběrnice SPI má obvyklé MISO, MOSI a SCLK
• pokud je XRST nízká, čip se resetuje
• XDCS v režimu SPI nedělá nic, takže jej spojte s XCS
• XCS je Chip Select
• DREQ vám řekne, kdy je čip připraven pro nový příkaz.

Při odesílání bajtu by měl být XCS nastaven na nízkou úroveň; pak vysoko. Tímto způsobem jste si jisti, že jste synchronizovali první bit každého bajtu. Čtení DREQ vám řekne, že čip je připraven přijmout nový příkaz.

Poté, co Arduino odešle bajt, musí odeslat fiktivní bajt, aby přepnul hodiny a umožnil VS1053 odeslat bajt zpět jako odpověď. Funkce SPItransfer () vám ukáže jak.

Červený modul dostupný na eBay obsahuje slot pro SD kartu, takže má pár pinů navíc. Ignorovat je.

Nyní jste si jisti, že můžete zajistit, aby VS1053 fungoval, proměníme jej v hudební nástroj.

Krok 2: Použití sonarů

Připojte moduly HC-SR04 k Arduino Nano podle obrázku a nahrajte soubor INO do Arduina.

Ve schématu si všimněte, že DC3 - odpojovací kondenzátor pro moduly HC -SR04 - by měl být připojen v blízkosti modulů HC -SR04. Při přenosu odebírají poměrně velký proud, který DC3 pomáhá napájet.

V této fázi projektu počítač se systémem Windows stále odesílá příkazy do VS1053, ale VS1053 je také řízen sonarovými senzory HC-SR04 (stáhněte si Step2.zip z github).

Nové příkazy začínají na 0xFF a jsou interpretovány skicou Arduino (místo aby byly odeslány přímo do VS1053). Do VS1053 jsou odeslány jiné bajty „příkazu FF“.

Existují příkazy pro změnu nástroje, změnu měřítka, přidání vibrata a tremola atd. Program lze spustit v „diskrétním“režimu, kde jsou oddělené noty (jako klavír) nebo v „souvislém“režimu, kde je jedna nota ohnutý nahoru a dolů (jako theremin).

Dělá docela dobře všechno, co konečný nástroj udělá, ale je řízen počítačem.

Pravý senzor sonaru HC-SR04 volí výšku noty, která se hraje. V "diskrétním" režimu je prostor vpravo rozdělen na "koše". Když vaše ruka vstupuje do koše, začíná poznámka k tomuto zásobníku. Když opustíte koš, nota se může zastavit (např. Varhany) nebo přirozeně zemřít (např. Klavír). Když vaše ruka vstupuje do koše, přihrádka se mírně roztahuje, abyste na jejím okraji nezachvěli.

Funkce GetSonar () vrací čas potřebný do první ozvěny. Ignoruje velmi rychlá ozvěna (doba trvání <10), kterou HC-SR04 někdy hlásí. Pokud maxDuration nepřijme žádné echo, vrátí maxDuration. Trvání se neměří v žádných konkrétních jednotkách - je to jen číslo.

V diskrétním režimu je doba trvání nejprve filtrována, aby se odstranily příležitostné výpadky (když není přijímáno žádné echo). Předpokládá se, že ruka je přítomna až po obdržení 10 vzorků maxDuration. Poté se doba trvání filtruje pomocí filtru Median. Střední filtry jsou dobré při odstraňování „impulzivního“šumu (tj. Příležitostných špiček). Filtrovaná doba trvání se používá k výběru přihrádky.

V kontinuálním režimu je doba trvání znovu filtrována, aby se odstranily příležitostné výpadky. Poté se vyhladí pomocí exponenciálního filtru. Filtrovaná doba trvání se používá k nastavení frekvence noty pomocí „Pitch Bend“.

Krok 3: Přidání displeje

Displej je 1,44 barevný TFT LCD displej s ovladačem ST7735, 128 x 128 pixelů. Na eBay je k dispozici mnoho obrazovek, například byste mohli raději vyvinout svůj nástroj s větší dotykovou obrazovkou. Nepoužil jsem ST7735 ovladač a chtěl to vyzkoušet.

Od tohoto dodavatele jsem dostal svůj. Na eBay se široce prodává stejný modul - stačí si pořídit ten, který vypadá stejně jako na fotografii.

Displej LCD má následující kolíky:

• GND zem
• VCC 3,3 V.
• Sběrnice SCL SPI SCLK
• Sběrnice SDA SPI MOSI Arduina
• RES reset
• DC data/příkaz
• Výběr CS čipu
• BL podsvícení

Modul běží na 3,3 V, takže byste jej neměli připojovat přímo k 5V Arduinu. K poklesu napětí jsem použil 1k odpory. To není dobrá praxe (obecně by se mělo používat dělič potenciálu nebo čip s poklesem napětí), ale v tomto obvodu funguje perfektně. Byl jsem líný.

Displej je napájen 3,3 V od Arduina. Zdá se, že regulátor Arduino je dostatečně šťastný.

Adafruit velmi laskavě vydává knihovnu ST7735 a několik dalších knihoven je k dispozici v Githubu a jinde. Vyzkoušel jsem jich několik a žádný se mi nelíbil. Některé prostě nefungovaly a všechny byly obrovské. Napíšete skicu Arduina, která nakreslí čáru a nějaký text, a zjistíte, že je vaše paměť zaplněna na 75%. Napsal jsem tedy vlastní knihovnu.

Knihovnu SimpleST7735 lze stáhnout (stáhněte si Step3.zip z github).

Má standardní sadu kreslících příkazů velmi podobných všem takovým knihovnám.

Některé z „rychlých“knihoven, které si můžete stáhnout, používají speciální časovací smyčky a jsou naštvané, když jsou na stejné sběrnici používána jiná, možná pomalejší zařízení. SimpleST7735 je napsán spíše v jazyce C než v assembleru, takže není tak rychlý, jak by mohl být, ale je mnohem přenosnější a zdvořile sdílí sběrnici SPI s jinými zařízeními. Lze stáhnout program Windows, který vám umožní vytvářet vlastní písma a ikony.

Datový list ST7735 si můžete stáhnout z webu. Mluvíš s tím

• nastavit CS low
• nastavit DC nízké
• poslat příkazový bajt
• nastavit DC vysoko
• odeslat nula nebo více datových bytů
• nastavit CS vysoko

Jak to dělám, můžete vidět ve funkci spiSend_TFT_CW () v knihovně. Datovými bajty může být celá řada pixelů nebo nastavení pro řídicí registr.

Funkce ST7735Begin () v knihovně vám ukazuje zvolenou sadu inicializačních příkazů. Možná budete chtít změnit příkazy, pokud zvolíte jiný displej ST7735 (např. S více pixely) nebo chcete jinou orientaci. Doufám, že vám můj kód snadno ukáže, jak se v případě potřeby změnit.

Schéma ukazuje ovládací tlačítko "SW1" a nožní pedál SW2 ". Ovládací tlačítko vybírá různé" Nastavení "(viz další krok) nebo vybírá režim Menu. Nožní pedál je volitelný a vybírá pouze různá nastavení - já ne sám jsem namontoval nožní pedál. Nastavení je užitečné během představení, kdy chcete rychle změnit klíč nebo změnit nástroj.

Krok 4: Systém nabídek

Tato skica Miditheremin3.ino Arduino přidává k MIDI Theremin systém nabídek a ovládá konečný kompletní nástroj.

MIDI Theremin obvykle běží v režimu „Play“. Pravá ruka vybírá, která poznámka a levá ruka ovládá kvalitu poznámky. Na LCD displeji se zobrazí klavírní klávesnice se zvýrazněnou aktuální notou.

Pokud na jednu sekundu podržíte ovládací tlačítko, program přejde do režimu „Menu“. Pokud v režimu Menu podržíte ovládací tlačítko po dobu jedné sekundy, program se vrátí do režimu „Přehrát“.

Nabídka má stromovou strukturu s hlavními položkami a podpoložkami. Aktuální položka nabídky je zvýrazněna. Výběr přesouváte nahoru/dolů pomocí levého sonaru. Dílčí nabídky hlavní položky se rozbalí pouze tehdy, když je vybrána hlavní položka.

Po výběru podnabídky se po kliknutí na tlačítko zvýrazní hodnota dané položky. Levá ruka nyní zvyšuje nebo snižuje hodnotu. Opětovným kliknutím na tlačítko se vrátíte k výběru dílčích nabídek.

V diskrétním režimu je strom nabídek

• Nástroj

  • 0: Grand Piano
  • Vyměnit ruce: normální
• Pravá ruka

  Režim: diskrétní

• Levá ruka
  • Režim: Vibrato
  • Maximální hloubka: 10

• Měřítko

  • Měřítko: hlavní heptatonické
  • Oktávy: 2
  • Nejnižší nota: 60 C

• Akord

  • Akord: Major triáda
  • Inverze: 0
  • Polyfonie: 1

• Tremolo

  • Velikost: 20
  • Období: 10

• Vibrato

  • Velikost: 20
  • Období: 10

Nástrojem může být „Grand Piano“, „Church Organ“, „Violin“atd. Ve VS1053 je 127 nástrojů, z nichž mnohé zní identicky a mnohé jsou hloupé jako „výstřel“. Podnabídka Vyměnit ruce vám umožňuje zaměnit funkce levé a pravé ruky - možná tomu tak dáváte přednost nebo možná chcete, aby se reproduktory otočily tváří k publiku.

Pravá ruka může být „diskrétní“nebo „spojitá“. Nabídka „souvislá“viz níže.

Levá ruka může ovládat „Volume“, „Tremolo“, „Vibrato“, „PitchBendUp“, „PitchBendDown“, „Reverb“, „Polyphony“nebo „ChordSize“.

„Hlasitost“je zřejmá. „Tremolo“je rychlá variace objemu; levá ruka ovládá velikost variace; období je nastaveno jinou položkou nabídky. „Vibrato“je rychlá variace výšky tónu; levá ruka ovládá velikost variace; období je nastaveno jinou položkou nabídky. „PitchBendUp“a „PitchBendDown“mění výšku přehrávané noty; levá ruka ovládá velikost ohybu. „Reverb“je u VS1053 dosti nevýrazný; levá ruka ovládá velikost reverbu. „Polyfonie“ovládá, kolik not najednou hraje, až do maxima nastaveného v nabídce Polyfonie (viz níže). „ChordSize“znamená, že levá ruka ovládá, kolik tónů akordu (viz níže) se hraje.

V hudbě je „měřítko“nebo „klíč“podmnožinou not, které používáte. Pokud byste se například omezili na heptatonickou stupnici C dur, hráli byste jen na bílé tóny klavíru. Pokud jste vybrali C# Major Pentatonic, pak byste pouze používali černé tóny (např. Pro skotské lidové melodie).

Nabídka Měřítko určuje, kterým notám odpovídá prostor na pravé ruce a kolik oktáv pokrývá prostor na pravé straně. Pokud tedy zvolíte 1 oktávu E Major, pak je prostor pro pravou ruku rozdělen na 8 přihrádek s E na nejnižší výšce a E o oktávu výše na nejvyšší výšce.

Nabídka Měřítko vám umožňuje vybrat si spoustu neobvyklých stupnic „nezápadní hudby“, ale předpokládá, že všechny noty jsou z rovnoměrné klávesnice-tak funguje MIDI, frekvenci not nelze snadno specifikovat. Pokud byste tedy chtěli, řekněme, arabskou čtvrttónovou stupnici, měli byste potíže.

Podnabídka Octaves vám umožňuje zvolit, kolik oktáv stupnice chcete. A nejnižší poznámka říká, kde stupnice začíná.

Normálně při přehrávání noty zazní pouze tato nota. Nabídka Chord vám umožňuje hrát několik not najednou. Akord Major Triad znamená „zahrajte vybranou notu plus notu o čtyři půltóny výše a notu o sedm půltónů výše“.

Podnabídka Inverze vám poskytuje akordové inverze. To znamená, že přesune některé tóny akordu o jednu oktávu níže. První inverze posune všechny "extra" noty o oktávu dolů, druhá inverze posune o jednu méně not navíc dolů atd.

Podnabídka Polyfonie říká, kolik not najednou hraje; pokud je polyfonie 1, pak když začne jedna nota, předchozí se zastaví; pokud je polyfonie větší, pak se několik not může překrývat - zkuste to s kostelními varhanami.

Nabídka Tremolo určuje hloubku jakéhokoli tremola a období cyklu tremola. Perioda „100“znamená jeden cyklus za sekundu. Pokud ovládá tremolo levá ruka, pak je podnabídka Velikost skrytá.

Nabídka Vibrato určuje velikost jakéhokoli vibrata a dobu cyklu vibrato. Pokud vibrato ovládá levá ruka, pak je podnabídka Velikost skrytá.

Program umožňuje uložit a načíst až 5 různých „Nastavení“. A Setup ukládá všechny hodnoty, které můžete nastavit v nabídce. Když ukončíte režim Menu, aktuální nastavení se uloží. Nastavení se ukládají do EEPROM.

V režimu přehrávání se kliknutím na tlačítko přepnete na další nastavení. Podržíte -li tlačítko na jednu sekundu, zobrazí se nabídka. Sešlápnutí pedálu se také změní na další nastavení; nožní pedál nikdy nevybírá nabídku.

V režimu Continuous je strom nabídek

• Nástroj

  • 0: Grand Piano
  • Vyměnit ruce: normální
• Pravá ruka

  Režim: kontinuální

• Rozsah

  • Počet půltónů: 12
  • Střední nota: 60 C.
• Levá ruka
  • Režim: Tremolo
  • Maximální hloubka: 10

• Tremolo

  • Velikost: 20
  • Období: 10

• Vibrato

  • Velikost: 20
  • Období 10

Nabídka Rozsah určuje, jaký rozsah frekvencí určuje pravá ruka: počet zahrnutých půltónů a prostřední notu.

Levá ruka může ovládat pouze „Hlasitost“, „Tremolo“a „Vibrato“.

Krok 5: Pájení dohromady

Obvod jsem postavil na stripboardu. Nevidím smysl získávání PCB pro jednorázové pouhé 4 odpory, ale uvědomuji si, že někteří lidé nemají rádi stripboard.

Moje rozložení lišty je uvedeno výše. Čtyři desky - Arduino, VS1053, displej a stripboard - tvoří sendvič. V rozvržení je obrys Arduina žlutý, VS1053 je modrý, displej je zelený a panel je oranžový.

Azurové čáry jsou měděné proužky tabule - ujistěte se, že tam, kde je to nutné, dáváte přestávky. Červené čáry jsou odkazy na straně dílce tabule nebo vodiče směřující jinam.

Na desku VS1053 jsem použil extra dlouhé piny, protože stojí nad Arduinem. Piny ve vzdálenějších rozích displeje a desky VS1053 je pomáhají stabilizovat. Montážní otvory modulů jsou pokoveny, takže je můžete pájet. Ujistěte se, že vaše nejsou uzemněny - montážní otvory mých modulů nejsou.

Pokud máte jiný modul VS1053 nebo jiný displej, můžete piny Arduino změnit:

• D2 až D10 a A0 až A5 lze použít v libovolném pořadí; aktualizujte čísla pinů na začátku skici INO
• D11, D12, D13 jsou vyhrazeny pro SPI a nelze je znovu přiřadit
• D0, D1 jsou určeny pro sériové I/O
• A6, A7 nelze použít jako digitální piny

Moduly HC-SR04 jsou navzájem v úhlu 90 ° spojeny kusem desky. Tlačítko je mezi nimi. Nepochybně budete mít svůj vlastní preferovaný design.

Pokud se rozhodnete mít pedál, připojte jej pomocí zdířky jack.

Krok 6: Přidání PSU

Celkový proud Arduina, VS1053 a displeje jsem naměřil jako 79mA. Podle datových listů je Arduino 20mA, displej 25mA, VS1053 je 11mA a HC -SR04 jsou při „práci“po 15mA - 80mA se tedy zdá být správné.

Displej zabírá 25mA a je napájen z výstupu 3V3 Arduina, který má hodnotu 50mA. Obvod by tedy neměl zatěžovat regulátor Arduino 3V3.

Můžeme napájet obvod přes Vin pin Arduina? Nikde na webu nemohu najít odpověď. Není to v dokumentaci Arduino. Integrovaný 5V regulátor rozptýlí (Vin-5)*80 mW. Jaký je jeho maximální rozptyl? Zdá se, že to vlastně nikdo neví. Podle jeho datového listu může regulátor NCP1117 v balení SOT-223 s minimálním měděným polštářem rozptýlit 650 mW. Takže pro proud 80mA,

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

Abychom byli v bezpečí, předpokládám, že bychom na Vin neměli překročit 9V.

Externí 5V napájecí zdroj by byl mnohem bezpečnější, ale použil jsem regulátor Arduino a je to v pořádku.

Pro napájení obvodu jsem zvolil modul, který kombinuje LI-iontovou nabíječku a boost PSU. Jsou široce dostupné na eBay nebo hledají „Li Charger Boost“.

Nabíječka používá čip TC4056, který má komplikovaný algoritmus pro konstantní proud a konstantní napětí. Když odpojíte USB napájecí vstup, přejde do pohotovostního režimu s vybitím baterie menším než 2uA. TC4056 má vstup pro snímání teploty, ale není k dispozici na desce modulu (kolík je uzemněn).

Posilovací obvod je údajně účinný 87-91% v normálním rozsahu napětí baterie s výstupním proudem 50-300mA. (Sám jsem to neměřil.) To je docela dobré.

Jeho „pohotovostní“proud při odstranění zátěže je však 0,3 mA, což je špatné. Buňka 300 mAh by byla vybitá za 6 týdnů. Možná by to bylo tak vyčerpané, že by jeho napětí kleslo na škodlivou úroveň.

Existuje jedna stopa, která spojuje baterii s napájecím zdrojem. Dráhu můžete snadno odříznout (viz foto). Na velký odpor v horní části připájejte vodič, abyste mohli řez přemostit pomocí přepínače.

Odběr proudu je nyní na desce, kterou jsem testoval, 0,7uA. Článek tedy vydrží 50 let-samozřejmě, že ne, samovybíjení Li-ion článku se pohybuje kolem 3% za měsíc. 3% za měsíc pro 300mAH článek je proud 13uA. Porovnejte to s 300uA, který vyžaduje zesilovací obvod. Myslím, že stojí za to vypnout posilovací obvod.

Během nabíjení článku byste neměli zapínat zátěž. Proud odebíraný zátěží zaměňuje nabíjecí algoritmus.

Potřebujete tedy 2pólový přepínač (např. Posuvný přepínač), který je buď v poloze „Zapnuto“nebo „Nabíjení“.

Můžete ignorovat vestavěnou zásuvku USB a pájet oddělené vodiče k přepínači a vlastní zásuvce USB.

Nebo si můžete nechat vestavěnou zásuvku a přerušit spojení mezi zásuvkou a čipem. Výše uvedený diagram ukazuje, kde se má řezat.

Připojte 5V výstup boostovacího napájecího zdroje k 5V pinu Arduina. Lidé říkají „nedělejte to - obcházíte ochrannou diodu Arduina“. Nano ale nemá pin připojený na USB diodu. Stačí se připojit k 5V pinu. Co nejhoršího se může stát? Ztratíte Nano, které stálo méně než 3 £.

Obvod napájecího zdroje musí také napájet zesilovač reproduktorů.

Krok 7: Přidání reproduktorů

Chtěl jsem, aby byl MIDI Theremin přenosný. Mělo by obsahovat vlastní reproduktory a zesilovač.

Můžete si postavit vlastní zesilovač nebo koupit zesilovací modul, pak koupit reproduktory a dát je do pouzdra. Ale jaký to má smysl? Ve svém techno-middenu mám půl tuctu napájených reproduktorů, které jsem koupil v charitativních obchodech a v prodeji autopotahů za méně než 1 libru za kus.

Bledě modré reproduktory používaly pouze 30mA při 5V, ale mají špatnou basovou odezvu. Černé rádio je pěkný tvar - dovedu si představit osazení modulů HC -SR04 do rohů a displej na horní plochu. Šedé „ploché panely“jsou napájeny ze zásuvky USB, což je ideální.

S trochou hledání byste měli najít napájené reproduktory, které již mají pěkné pouzdro. Zajistěte, aby běžely na napětí vašeho napájecího zdroje. Pokud je napájen čtyřmi články AA, bude pravděpodobně fungovat dobře při 5V.

Ale kopal jsem dál do techno-middenu a našel jsem velmi pěknou dokovací stanici, kterou jsem dostal ve stánku „všechno za 0,50 libry“. Ztratil nabíječku a IR dálkové ovládání, ale funguje dobře.

Pokud jste se rozhodli postavit si vlastní napájené reproduktory, zde je dobrý návod. Nebo vyhledejte instrukce pro PAM8403 nebo zesilovač.

Krok 8: Dokovací stanice

Jedná se o velmi pěknou přenosnou dokovací stanici Logitech. Je nepravděpodobné, že dostanete jeden stejný, ale konstrukční principy budou podobné.

Dokovací stanice obsahuje vlastní dobíjecí lithium-iontový článek a napájecí zdroj. (Pokud váš ne, vytvořte PSU popsaný výše a přeskočte následujících pár odstavců.)

Pokud má váš zesilovač lithium-iontový článek, pravděpodobně má zesilovač PSU. (Napětí jednoho lithium-iontového článku je nepohodlně nízké, takže je třeba jej zvýšit.)

Nejprve najděte připojení pro napájení zesilovače. Zdroj bude mít velké vyhlazovací kondenzátory - viz foto nevyžádané desky plošných spojů. Změřte napětí na jejich pájecích podložkách na spodní straně. Negativní podložka by měla být "uzemňovací" podložka obvodu. Pokud byla deska plošných spojů zaplněna, bude uzemněna. Nebo půda může být silná dráha, která vede na mnoho míst na desce.

Na koncovém stupni zesilovače mohou být velké kondenzátory - to je staromódní způsob, jak to udělat. Změřte napětí na nich, když funguje. Pravděpodobně se bude lišit v závislosti na hudbě a může představovat průměrné poloviční napětí napájecích kondenzátorů. To jsou špatné kondenzátory - chcete ty v napájecím zdroji.

Je velmi nepravděpodobné, že by deska měla kladný i záporný výkon (velké stereo výkonové zesilovače ano, ale nikdy jsem neviděl tak lehký). Ujistěte se, že jste si skutečně vybrali půdu a pozitivní sílu.

Dokovací stanice Logitech, kterou používám, má komplikované digitální obvody i analogový zesilovač. Pokud je váš takový, bude mít vyhlazovací kondenzátory pro 5V nebo 3,3V plus možná 9V pro zesilovač. Změřte napětí na všech velkých kondenzátorech a zvolte největší napětí.

Ujistěte se, že napětí vámi zvoleného napájecího připojení závisí na vypínači. (Když vypnete vypínač, může napětí chvíli trvat, než se kondenzátor vyprázdní.)

Pájejte vodiče na cokoli, co jste si vybrali jako zdroj energie. Dokovací stanice Logitech produkuje přibližně 9 V, která se hezky připojí k kolíku Vin Arduina.

Vaše napájené reproduktory nebo dokovací stanice by měly mít 3,5 mm konektor pro audio vstup. Jeden z pájecích spojů bude broušen - pravděpodobně ten, který je nejblíže okraji desky. Pomocí ohmmetru zkontrolujte, zda se připojuje k zemi, o které si myslíte, že je. U některých zvukových vstupů není „štít“konektoru připojen přímo k zemi. Vznáší se. Pokud tedy není uzemněn žádný z kolíků zvedáku, v tuto chvíli si nedělejte starosti. („Štít“konektoru na modulu VS1053 je také plovoucí.)

Pomocí měřiče zkontrolujte, zda je pin „uzemnění“konektoru na stejném napětí jako uzemnění napájecího zdroje.

Dokovací stanice Logitech byla zvláštní. Pokud jsem připojil „zem“zásuvky Jack Logitech ke „zemi“desky VS1053 (pomocí audio kabelu to fungovalo dobře, ale proud do mého systému Theremin stoupl z 80 mA na více než 200 mA. Tak jsem se ujistil Nepřipojil jsem ty dva „důvody“. Funguje to dobře, ale nemám tušení, co se děje.

Krok 9: Výroba pouzdra

Jaký případ vyrobíte, bude záviset na materiálech, které máte k dispozici, na čem vás baví práce a na vybraných reproduktorech. Ať uděláte cokoli, zajistěte, aby sonary směřovaly od sebe a nahoru pod úhlem 45 °. Poté bude zobrazovací obrazovka a tlačítko.

Pokud jste se podívali na mé další Instuctables, budete vědět, že jsem velkým fanouškem pocínovaného plechu. Lze jej ohnout do tvaru, měkce pájet a malovat. Fotografie ukazují, jak jsem věci zařídil.

Horní trojúhelník je ohnutý, pájený, vyplněný, vyhlazený a malovaný. Desky plošných spojů jsou v trojúhelníku lepené za tepla a mají malé úlomky dřeva, které působí jako rozpěrky.

„Přední panel“je 1 mm polystyrenový plech. Distanční sloupky jsou vyrobeny z více polystyrénového plechu a samořezné šrouby drží lištu na místě. Dřevěné podpěry se lepí za tepla do dutiny v přední části dokovací stanice a plošné spoje se na ně přišroubují dlouhými samořeznými šrouby.

Myslím, že bych mohl nechat vytisknout něco 3D, ale dávám přednost metodám ze staré školy, kde mohu věci upravovat za pochodu. Vytváření věcí je spíše cesta objevování než „inženýrství“.

Krok 10: Budoucí vývoj

Jak byste mohli nástroj dále rozvíjet? Můžete změnit uživatelské rozhraní. Tlačítko můžete nahradit infračerveným senzorem vzdálenosti, takže se přístroje nebudete muset vůbec dotýkat. Nebo k ovládání nabídky použijte spíše dotykovou obrazovku než tlačítko a levou ruku.

Nabídka Měřítko vám umožňuje zvolit stupnice „nezápadní hudby“, ale předpokládá, že všechny noty pocházejí z rovnoměrné klávesnice-tak funguje MIDI Arabská čtvrttónová stupnice má poznámky, které nejsou na stupnici vyrovnané nálady. Jiná měřítka nesouvisejí s vyrovnanou klávesnicí v žádném případě. K vytvoření takovýchto not může být možné použít pitch-bend. V nabídce budete potřebovat nějaký způsob, jak určit frekvenci každé poznámky. Myslím, že Pitch Bend se může vztahovat na všechny noty v kanálu. V současné době používám pouze jeden kanál - kanál 0. Pokud je tedy polyfonní nebo má akordy, budete muset každou notu přehrát na jiném kanálu.

Nástroj by se mohl stát bicím syntezátorem. Levá ruka by mohla určit výšku melodického Toma, zatímco pravý sonar je nahrazen piezoelektrickým senzorem, který zasáhnete, aby zazněl buben.

Obě ruce mohly ovládat dva různé nástroje.

Levá ruka si mohla vybrat nástroj.

Asi v polovině tohoto projektu jsem objevil MIDI ovladač Altura MkII Theremin od Zeppelin Design Labs. Vypadá to na dobrý nástroj.

Mají několik videí, která stojí za to sledovat:

(Ukradl jsem slovo „popelnice“z Altury a představě, že se při vstupu do koše rozbalí, aby vám v něm zůstal.)

Můj MIDI Theremin se liší od Altury v několika ohledech. Důl produkuje vlastní zvuk s vestavěným MIDI syntezátorem, zesilovačem atd.; Altura posílá zprávy externímu syntetizátoru. Můžete dávat přednost jejich způsobu, jak to udělat. Můj má spíše TFT obrazovku než 7segmentový displej - to je rozhodně lepší, ale můžete si myslet, že větší obrazovka by byla vylepšení. Můj používá nabídky k nastavení parametrů, zatímco jejich používá knoflíky. Nabídky jsou povinné, protože moje potřebuje spoustu ovládacích prvků pro vstupní zařízení (sonary) a syntezátor; Altura potřebuje méně ovládacích prvků. Možná jsou knoflíky během živého vystoupení lepší. Můj by možná měl mít knoflíky. Knoflík pro výběr nastavení může být dobrý.

Altura má ovládání „artikulace“, které určuje, jak rychle lze hrát noty. Nezahrnul jsem to do svého softwaru - možná by to tam mělo být. Altura má Arpeggiator (krokový sekvencer). To je dobrý nápad; ten můj má akordy, které nejsou úplně stejné.

Takže to je vše. Doufám, že vás baví budování a používání MIDI-Thereminu. Dejte mi vědět, pokud v mém popisu najdete nějaké chyby nebo pokud vás napadnou nějaká vylepšení.