เครื่องกำเนิดเสียง 8 บิตควบคุม MIDI/Arduino (AY-3-8910): 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

สร้างเครื่องกำเนิดเสียง 8 บิตที่ให้เสียงย้อนยุคและควบคุมผ่าน MIDI การออกแบบนี้ได้รับแรงบันดาลใจบางส่วนจากผู้ที่ชื่นชอบ Chiptune ที่สร้างวงจร Arduino เพื่อเล่นไฟล์ Chiptune และแนวคิดบางส่วนของฉันเองในการรวมเสียงของคอนโซลวิดีโอเกมยุคแรกๆ เข้ากับ synth-jam ของฉัน การติดตั้ง การออกแบบมีศูนย์กลางอยู่ที่เครื่องกำเนิดเสียงที่ตั้งโปรแกรมได้ AY-3-8910 ปี 1978 ชิปนี้ประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์คลื่นสี่เหลี่ยมอิสระสามตัว (เหมาะสำหรับการสร้างคอร์ด) เครื่องกำเนิดสัญญาณรบกวน เครื่องกำเนิดซองจดหมาย และมิกเซอร์ ฟังก์ชันทั้งหมดนี้สามารถควบคุมได้อย่างเต็มที่ แต่มีข้อจำกัดบางประการ การออกแบบที่ฉันนำเสนอในที่นี้มีไว้เพื่อเป็นส่วนขยายของ ตัวอย่างเช่น ดรัมแมชชีน/เครื่องเก็บตัวอย่างที่สามารถส่งข้อความ MIDI (ทริกเกอร์) ได้ การออกแบบนี้เรียกว่า TB-AY-3 (หรือ Techno Box AY-3-8910) ฟังดูดีที่สุดกับซองจดหมายประเภทที่วางจำหน่ายเท่านั้น (เช่น เพื่อสร้างเสียงประเภทเพอร์คัชชัน) แต่อนุญาตให้คุณเลือกประเภทอื่นๆ ได้ แพตช์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า 8 แพตช์: 5 แพตช์แรกที่คุณแก้ไขได้อย่างอิสระ (กลองเบส, กลองสแนร์, ไฮแฮทแบบปิด, ไฮแฮทแบบเปิดและเสียงบี๊บ) แพตช์ที่เหลืออีก 3 รายการจะถูกฮาร์ดโค้ด (เสียงบี๊บแบบสุ่ม, แบบอาร์เคด ของเสียงวิดีโอเกมและ "เครื่องคิดเลขพกพา" แบบสุ่มของ Kraftwerk) คุณไม่สามารถบันทึกการเปลี่ยนแปลงที่คุณทำใน 5 แพตช์ที่เลือกได้ ความตั้งใจที่นี่คือการปรับแต่งเสียงได้ทันที (เนื่องจากมีการเรียกใช้ MIDI) ซึ่งมักส่งผลให้เกิดรูปแบบเทคโนที่ยอดเยี่ยม สิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจในที่นี้คือการออกแบบเป็นแบบโมโนโฟนิก (เพียงครั้งละหนึ่งแพตช์) แน่นอน ฉันกำลังรวมโค้ด Arduino ดังนั้นอย่าลังเลที่จะปรับแต่งแพตช์เริ่มต้น

อินโทรพอ - มาเริ่มกันเลย!

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมวัสดุ

ตกลง มาสรุปวัสดุที่คุณต้องใช้ในการสร้าง TB-AY-3 ค่าใช้จ่ายทั้งหมดไม่ควรเกิน 75 ปอนด์ - ค้นหาชิ้นส่วนบน ebay เพื่อรับข้อเสนอที่ดีอย่างแน่นอน

AY-3-8910 - (1x) 40-Pin ZIF DIP IC Socket - (1x) Arduino Nano - (1x) 30 ซม. Mini USB 5pin ตัวผู้เป็น USB 2.0B ซ็อกเก็ตตัวเมียที่ยึดกับแผงสายเคเบิล - (1x) Hammond 1456CE2WHBU Sloped Enclosure 146x102x56mm Aluminium สีฟ้า/สีเบจ - (1x)12 ตำแหน่ง 1 ขั้ว BBM เบรกเกอร์ก่อนทำสวิตช์โรตารี - (2x)Rotary Encoder Module KY-040 สวิตช์คลิกได้ - (1x)ตัวต้านทาน (ฟิล์มโลหะ 1/4 วัตต์)3 x 220 Ohm3 x 10K1 x 3K31 x 4K73 x 8K26 x 2K712 x 2K2ตัวเก็บประจุ (อิเล็กโทรไลต์เรเดียล, 16V)1 x 100uF1 x 10uFCตัวเก็บประจุ (แผ่นดิสก์เซรามิก, 16V)1 x 100nF1 x 10nFPโพเทนชิโอมิเตอร์1 x 100K (บันทึก), เส้นผ่านศูนย์กลาง 7 มม., ความยาวของเพลา 15 มม. และวงจรรวมN Socket9s1 xpschi x 6N138 (Optocoupler) & 1 x DIL8 socket1 x 7404 (Hex Inverter) & 1 x DIL14 socketLEDs & Holder1 x Common cathode, clear transparent, Tri-Colour LED, 5mm & 1x 1x 5mm chrome holder bezel mount1 x Red, 3mm & 1 x ฐานยึดพลาสติกสีดำขนาด 3 มม. เมาท์ซ็อกเก็ต DIN (สำหรับ MIDI เข้า/ผ่าน) 2 x 5 ขายึดแผงแชสซี DIN DIN ซ็อกเก็ตตัวเมีย บอร์ด VERO 1 x การสร้างต้นแบบบอร์ดแถบทองแดง; 95 มม. x 127 มม. ควรทำฉลากกาว (สำหรับพิมพ์แผงด้านหน้า) & ฟิล์ม3 x A4 แผ่นกาวสีขาว A ม้วนฟิล์มใสพีวีซีแบบมีกาวในตัว (สำหรับวางบนฉลากที่พิมพ์แล้ว)

ขั้นตอนที่ 2: ไดอะแกรม

ดาวน์โหลดไดอะแกรมที่นี่ (ซิปและ.png) แบ่งออกเป็นสองส่วน1 (จาก 2) - นี่คือ Arduino Nano + AY-3-8910 + MIDI In/Thru circuitry2 (จาก 2) - แสดงการเดินสายไฟของสวิตช์โรตารี่ 12 ตำแหน่งสองตัวหมายเหตุ: สวิตช์แบบหมุน มีวงแหวนหยุดแบบปรับได้ที่ให้คุณตั้งค่าสวิตช์ไปที่ตำแหน่งน้อยลง (การเลือกแพตช์จะถูกตั้งค่าเป็น 5 ตำแหน่งและการเลือกพารามิเตอร์จะถูกตั้งค่าเป็น 11 ตำแหน่ง)

ขั้นตอนที่ 3: แผงวงจรพิมพ์ (PCB)

ดาวน์โหลดเค้าโครง PCB ที่นี่ มี PCB สำหรับวงจร Arduino Nano & MIDI (รวมถึงส่วนประกอบอื่นๆ) และมี PCB สำหรับซ็อกเก็ต ZIF ที่ถือ AY-3-8910 ดาวน์โหลดสายไฟไปยัง/จากสวิตช์เลือก, LED, เอาต์พุตสาย, ตัวเข้ารหัส (พารามิเตอร์) เปลี่ยน), พอร์ต MIDI และบอร์ด AY-3-8910

ขั้นตอนที่ 4: รหัส

แน่นอน คุณต้องใช้รหัส Arduino (หรือแบบร่าง) ดาวน์โหลดและแตกไฟล์ที่แสดงที่นี่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้ติดตั้งไลบรารีต่อไปนี้แล้ว: MIDI.h (https://playground.arduino.cc/Main/MIDILibrary/)Encoder.h (https://github.com/PaulStoffregen/ Encoder)Button.h (https://github.com/tigoe/Button/blob/master/Button.h)Update:Gary Aylward กรุณาปรับโครงสร้างโค้ดใหม่ (ลดให้เหลือ 70%!) ซึ่งสามารถพบได้ที่นี่บน github.

ขั้นตอนที่ 5: นำมันมารวมกัน

หากคุณตัดสินใจที่จะใช้ Hammond 1456CE2WHBU Sloped Enclosure (146x102x56mm) โปรดพิมพ์รูปภาพที่แนบมาบนกระดาษธรรมดาสีขาว ตัดฉลากออกและใช้เทปกาวติดเข้ากับตัวเครื่อง ใช้ฉลากชั่วคราวเหล่านี้เพื่อทำเครื่องหมายรูเจาะและส่วนที่ตัดโลหะทั้งหมด นำฉลากชั่วคราวออก เจาะรู และตัดพื้นที่สี่เหลี่ยมออกเพื่อให้ซ็อกเก็ต ZIF กระชับพอดี ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวเครื่องสะอาดโดยเอาส่วนที่สกปรกหรือชื้นออกทั้งหมด มิฉะนั้น ฉลากกาวจะติดได้ไม่ค่อยดีในขั้นตอนต่อไป คราวนี้พิมพ์อีกครั้งบนกระดาษ A4 สีขาวแบบมีกาวในตัว ภาพที่แผงด้านหน้า ปิดพิมพ์ด้วยฟิล์มใสพีวีซีแบบมีกาวในตัวแล้วตัดฉลากออก ติดฉลากบนรูเจาะและพื้นที่ซ็อกเก็ต ZIF แบบสี่เหลี่ยม ใช้ มีดผ่าตัดเพื่อตัดทุกพื้นที่ที่ครอบคลุมรูสำหรับแป้นหมุน, LED, ตัวเข้ารหัส, MIDI, กำลังไฟฟ้า, เอาต์พุต และแน่นอน สี่เหลี่ยมขนาดใหญ่ที่รองรับซ็อกเก็ต ZIF ตอนนี้ ได้เวลาใส่ส่วนประกอบที่ยึดกับแผงทั้งหมดเข้าที่แล้ว โปรดดูภาพที่แสดงขั้นตอนต่างๆ ของการรวมโครงการเข้าด้วยกัน