Bir Elektronik Organı Ortaya Çıkarmak: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Bu talimat, garajınızda veya bodrumunuzda bulunan sevilmeyen eski elektronik orgunuzu alıp modern bir müzik aletine dönüştürmenizde size rehberlik eder. Temelde tipik müzik klavyesinin ortak bir veriyoluna basıldığında bağlanan bir dizi tuş olduğunu söylemek dışında, sahip olduğunuz belirli organın ayrıntıları üzerinde çok fazla durmayacağız. Eski dünyada, bir çıkışın veriyoluna iletilmesine neden olan ve daha sonra güçlendirilen ve bir ses sistemine aktarılan tuşların yanında önemli bir devre mevcuttu. Bugün klavye bir dizi sensör; bireysel anahtarların durumunu okuruz ve değişiklikleri MIDI komutları tarafından yönlendirilen bir yazılım sentezleyicisine göndeririz.

Talimat, anahtarların dijital durumunu toplamaktan, bir Arduino mikroişlemci ile yönetmekten, bir MIDI veri akışı oluşturmaktan ve sentezleyiciyi çalıştıran bir bilgisayara (Raspberry Pi dahil) iletmekten, ilgili sürecin çoğunu kapsar.

Adım 1: Klavye Soyutlandı

Aşağıdaki, her satırın bir dizi anahtar veya durdurma veya diğer kontrol anahtarları olduğu soyutlanmış bir elektronik organı temsil eder. 0 sütun girişleri, tek tek tuşları ve - tuşa basıldığında bağlı olduğu bir veri yolunu temsil eder. 61 anahtar Büyük El Kitabı ilk sıra, Şişme El Kitabı ikinci sıra, Pedallar üçüncü sıra ve Duraklar vb. dördüncü sıra olabilir. Satırlar aslında 2'nin 61'in üzerindeki kuvveti olarak dijital önemi nedeniyle 64 element içerir. Klavye sıralarında, tuşlar solda C ile normal müzikal düzeni takip eder.

Otobüs 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0…………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Otobüs 1 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0……………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Otobüs 2 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0…………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Otobüs 3 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0…………….. 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Her veri yolu bağımsızdır ve benzerlerinden elektriksel olarak yalıtılmıştır. İlk 8 öğe, yukarıdaki düzenlemede bu tür 8 blok ile Kalın olarak vurgulanmıştır. Sonraki Adım, kalın elemanlar üzerinde çalışan bir Baskılı Devre Kartı ve bunların diğer 7 bloğunu detaylandırır.

Anahtarlar yukarıda 0 olarak temsil edilmiştir. Bunu biraz daha ileri götürebilir ve bir tuşa basıldığında dijital 1, aksi takdirde 0 olduğunu söyleyebiliriz. Ve tuşlar geleneksel müzikal beyaz bemoller veya siyah keskinlikler veya org pedalları veya org stopları veya bize saksafon tonu verebilecek bir dizi döner düğme olabilir. Enstrümanı sadece bir dizi veri yolu üzerindeki bir dizi anahtar ve esasen 0 ve 1'lerin dijital akışı olarak görüyoruz.

2. Adım: Klavyelerden Kablolama

Klavyeleri kablolamaya yardımcı olmak için Eagle CAD kullanılarak bir Baskılı Devre kartı oluşturulmuştur. Boyutu yaklaşık 96 mm X 43 mm'dir ve org klavye düzeneklerinin arkası boyunca uzanan 8 adet gereklidir.

Bu Baskılı Devre Kartına (PCB) ayrıntılı olarak bakalım. Soldaki resim, bileşenlerin monte edildiği PCB'nin ön tarafı ve sağ tarafı, bileşenleri lehimlediğimiz arka tarafı.

İlk olarak, üstteki 2X3 bileşenlerinin yukarıdaki tuşlara bağlanması amaçlanmıştır, üstteki iki bağlantı bus 0 ve 1, sonraki çift 2 ve 3 ve alt çift ayrıca bus 2 ve 3 ile birlikte bir PCB bulundu. 2X3 başlık, Arduino kalkan kablolarına benzer şekilde, basitçe başlık içine itilen tuşlardan gelen tek telli bağlantı telini barındıracak kadar sertti. Kullandığım bağlantı teli orijinal organdan alındı; 0,75 mm çapındadır.

Böylece her 2X3 Başlık, kalın vurgulanmış tuşların bir sütununu veya geniş anlamda bir notu barındırır. Yönetim kurulu bu nedenle bu başlıklardan 8'ini gerektirir. Resim, sol üstte bu kadın başlıklardan birini içeriyor. Kartın orta bölümü, her biri kırmızı girişlerden birine karşılık gelen 32 diyot (1N4148 veya benzeri) ile doldurulur. Diyot polaritesi, kartın üst ucunda katot (siyah bant) ile kartta işaretlendiği gibidir. 4 konumunda tek bir diyot gösterilmiştir. Son olarak, tek bir 2X5 erkek başlık kartın en alt bölümünü doldurur. Üst 2 pimi bağlı değil. Pin 1 sağ alt köşede bulunur ve en soldaki 4 diyota, Pin 2 5-8 diyotlarına ve son olarak 29-32 pin 8'e bağlanır. Başlık, resimde gösterildiği gibi daha uzun bir DIL bölümünden kesilebilir. pano. Çeşitli bileşenler arasındaki kablolama, sadece diyotlar ve başlıklar için gereken lehimleme ile PCB'nin kendi içinde taşınır.

Bu komple panolardan 8'i, sağlanan montaj delikleri kullanılarak kılavuzların hemen altına monte edilir ve organ boyunca rahatça gerilir. Bu kartın işlevi böylece 4 bus boyunca 8 anahtarlık bir blok almak ve onu bir sonraki aşamaya transfer için 10 yollu şerit kablonun bağlanacağı erkek bir başlığa sunmaktır. Pano tasarımı sağlanan zip dosyasından indirilebilir.

Adım 3: Klavye Çıktılarını Shift Registerlerinde Birleştirme

Yukarıda gösterildiği gibi iki ilave PCB gereklidir. DIN R5 olarak bilinirler ve MIDI dünyasında popülerdirler, ancak sadece shift register işlevi sağlarlar. İlk olarak üst yatay bölümde, yukarıdaki 8 panoda bulunan 2X5 karşılığına şerit kablo ile bağlanan 4 adet 2X5 erkek header görebilirsiniz. Bu tür 8 kablomuzu yerleştirmek için iki DIN kartına ihtiyacımız var.

Kartın daha aşağısında, 32 bitlik bir kaydırma yazmacı oluşturan IC yongaları bulunur ve son olarak bizi ilgilendiren, biri (J2) diğer DIN panolarına (bizim ikincimiz) ve diğer J1 Arduino veya Arduino benzeri mikroişlemcimiz.

Özetlemek gerekirse -

• 64 tuşlu 4 otobüse kadar besleme
• 32 girişli 8 kart, veri yolu başına 8 çıkış
• bu 64-çıktı, 2 32-bit kaydırma yazmacına beslenir
• Arduino mikroişlemci otobüsler arasında geçiş yapacak

Adım 4: Donanımı Bir Araya Getirmek

Arduino, iki DIN kartı ve organ anahtar kompleksinden gelen şerit kablolar arasındaki bağlantılar yukarıdaki resimde gösterilmektedir. İkinci DIN'nin J2'sinin boş bırakıldığını unutmayın.

Konektörler IDC teknolojisini (yalıtım-yer değiştirme kontağı) kullanır ve kabloların soyulmasına veya ayrılmasına gerek yoktur. Hobilerde bulunan bir sıkıştırma aleti ile kabloya uygulanırlar. Solda kıvrılmış kablonun ucu bir jiletle temizlenebilir; ortada konektörün altında 2X5 dişi soket bulunur; ve sağda konektörün üstten görünümü.

DIN panoları ve özel PCB panoları, yuvarlak başlı pirinç ahşap vidalar ve ara parçalar kullanılarak organ ahşap işçiliğine bağlandı. Organa monte edilen özel PCB kartlarının bir kısmı yukarıda resmedilmiştir. Üst bağlantı teli kabloları, stopları veya kontrolleri panolara bağlar ve soldaki kütle pedallardan yayılır. Son olarak, orijinal organın ton üreteçlerinin ve diğer çeşitli işlevlerinin kaldırılması, kabin boşluğunun şarap depolama için yeniden kullanılmasını sağlamıştır.

Adım 5: Arduino Kompleksi

Yukarıdaki iki DIN kartının solunda görülen Arduino kompleksi şimdi tartışılacaktır. Arduino kalkanları olarak birbirine bağlı üç farklı katmandan oluşur. Katmanları oluşturan PCB'ler tesadüfen Mavi, Yeşil ve Kırmızı renktedir.

Mavi katman (üstte), Freetronics tarafından üretilen ve 16X2 sıvı kristal karakter ekranı sağlayan bir kalkandır. (2 satır 16 karakter). Kesinlikle gerekli değildir, ancak klavyelerin, pedalların ve stopların çalışmasını kontrol etmede son derece yararlıdır. LiquidCrystal kitaplığı tarafından çalıştırılır ve diğer donanım varyantları kolayca değiştirilebilir.

Kırmızı katman (altta), Sparkfun Teensyduino kartına monte edilmiş bir Teensy 3.2'dir. Teensy, doğrudan MIDI desteği sunar ve aksi takdirde bir Arduino UNO gibi davranır. Böylece Teensy'yi kullanmak, bileşenleri aşağı yönde kaydeder. Güç kaynağı (5V 2A) bağlantısı sol altta ve seri veya MIDI çıkışını destekleyen USB konektörü sol ortada. Üst ve alt kenarlardaki başlıklar, standart Arduino kalkanı işlevselliği sağlar.

Yeşil katman (Mavi ve Kırmızı arasında sıkıştırılmış) özel bir PCB kartıdır. Amacı genel olarak DIN kartlarına bağlantı gibi bitleri ve parçaları desteklemek ve harici kabloları kesmektir. İşlevlerinden bazıları gereksizdir. Standart bir Arduino UNO aracılığıyla MIDI'yi desteklemek için bazı devreler içerir. Ayrıca, ilk DIN kartındaki J1 başlığına şerit kablo bağlantısı için 2X5 erkek başlık sağlar. Diğer işlevsellik, Ses Kontrolü desteğini içerir; orijinal Organ, bir Ayak Pabucu tarafından çalıştırılan bir 10K potansiyometre (pot) kullandı.

Dört yatay başlık, aşağıdaki Teensy kartına ve Sıvı Kristal ekrana standart Arduino kalkanı bağlantısı sağlar. Sol alt köşedeki bir otobüs durağına benzeyen baskı artık bir kalıntıdır ve soldaki uzun dikey başlık dört otobüse, ses kontrolüne ve toprağa bağlantı sağlar.

Özel kart, Eagle CAD kullanılarak geliştirildi ve Gerber kompleksinin PCB imalatçılarına gönderilen zip dosyaları, PCB2 zip dosyasında mevcuttur.

Adım 6: Arduino Yazılımı

Yazılım başlangıçta bir Arduino UNO için geliştirildi ve daha sonra Teensy'yi kullanmak için çok az değişiklikle değiştirildi. Pin kullanımı değişmez.

Liquid Crystal ekran yarım düzine pin kullanıyor ve otobüsler için bitişik pinlerden oluşan bir blok elde etmek için Analog pinlerin dijital modda kullanılmasına karar verildi. Ses Kontrolü, Analog modunda başka bir Analog pin kullanır.

Yazılımın çoğu, her bir veri yolunu sırayla etkinleştirerek ayrı klavye, pedal ve durdurma tuşlarını okumak ve bit değerlerini DIN panoları tarafından sağlanan kaydırma yazmaçlarından çıkarmakla ilgilidir.

Aşağı akış ortamı tipik olarak Windows veya UNIX veya Linux çalıştıran bir işlemci ve sırasıyla jOrgan tarafından yönetilebilecek FluidSynth gibi bir Yazılım Sentezleyici içerir. FluidSynth nihai olarak belirli bir MIDI komutu alındığında hangi sesin üretileceğini belirten bir veya daha fazla Soundfont(lar) tarafından çalıştırılır. Kelime İşlem yazı tipleriyle bazı benzerlikler var. Klavye ve pedallar için, önceki taramadan bir değişiklik, bir MIDI Note On veya Note Off dizisinin oluşturulmasına neden olacaktır. En soldaki tuş MIDI 36'dır ve klavye boyunca artış gösterir. Bus indeksi, MIDI kanal numarası için kolayca kapsam sağlayacaktır. Durdurma tuşları için, MIDI program kontrol dizileri oluşturulur veya Note On/Off oluşturup yorumlamak, ayarlamak ve genişletmek için jOrgan veya benzeri MIDI aşağı akış yazılımına bırakmak mantıklı olabilir. Hangi ders alınırsa alınsın, nihai karar, akış yönündeki Soundfont(lar)ın tanımına göre verilir. Yazılım, Wurlitzer uygulamasını ve FluidSynth'i çalıştıran USB üzerinden Windows'a ve FluidSynth ve General MIDI Soundfont çalıştıran bir Raspberry Pi'ye MIDI üretmek için çeşitli şekillerde kullanılmıştır. Bu açıklama kuşkusuz kabataslaktır, ancak Arduino ortamına veya C'ye aşina olan herhangi biri, onu kendi amaçları için değiştirmekte zorluk çekmeyecektir; makul dahili belgeler ve makul modülerlik vardır.

Arduino yazılımı organino.zip dosyasında bulunur.