Arduino MIDI Controller DIY: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ไงพวก! ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับคำสั่งก่อนหน้านี้ของฉัน "Arduino CNC Plotter (เครื่องวาดขนาดเล็ก)" และคุณพร้อมสำหรับเครื่องใหม่เช่นเคยฉันได้ทำบทช่วยสอนนี้เพื่อแนะนำคุณทีละขั้นตอนในขณะที่ทำโครงการอิเล็กทรอนิกส์ราคาประหยัดที่น่าทึ่งสุด ๆ ซึ่งเป็น "ตัวควบคุม Midi"

ในระหว่างการจัดทำโปรเจ็กต์นี้ เราพยายามตรวจสอบให้แน่ใจว่าคำแนะนำนี้จะเป็นแนวทางที่ดีที่สุดสำหรับคุณ เพื่อช่วยคุณหากคุณต้องการสร้างตัวควบคุม MIDI ของคุณเอง ดังนั้นเราจึงหวังว่าคำแนะนำนี้จะมีเอกสารที่จำเป็น

โปรเจ็กต์นี้สะดวกมากที่จะทำขึ้นเป็นพิเศษหลังจากได้รับ PCB แบบกำหนดเองที่เราสั่งจาก JLCPCB เพื่อปรับปรุงรูปลักษณ์ของเครื่องของเรา และยังมีเอกสารและรหัสเพียงพอในคู่มือนี้ที่จะช่วยให้คุณสร้างตัวควบคุม midi ของคุณได้อย่างง่ายดาย

เราสร้างโปรเจ็กต์นี้ในเวลาเพียง 3 วันเท่านั้น เพียงสามวันในการรับชิ้นส่วนที่จำเป็นทั้งหมดและเสร็จสิ้นการผลิตฮาร์ดแวร์และการประกอบ จากนั้นเราได้เตรียมโค้ดเพื่อให้เหมาะกับโปรเจ็กต์ของเรา ก่อนเริ่มดูกันก่อน

สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้จากคำแนะนำนี้:

1. การเลือกฮาร์ดแวร์ที่เหมาะสมสำหรับโครงการของคุณขึ้นอยู่กับฟังก์ชันการทำงาน
2. เตรียมแผนภาพวงจรเพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบที่เลือกทั้งหมด
3. ประกอบชิ้นส่วนโครงการทั้งหมด (การประกอบเครื่องกลและอิเล็กทรอนิกส์)
4. ตั้งค่าซอฟต์แวร์ที่เหมาะสมสำหรับคอนโทรลเลอร์ midi
5. เริ่มการแสดง MIDI ของคุณเอง

ขั้นตอนที่ 1: ตัวควบคุม MIDI คืออะไร

ฉันกำลังค้นหาเครื่องดนตรีประเภทนี้หรืออุปกรณ์เกี่ยวกับดนตรี และพบรายละเอียดบางอย่างเกี่ยวกับมันในอินเทอร์เน็ตเกี่ยวกับคำอธิบายในวิกิพีเดีย "เป็นมาตรฐานทางเทคนิคที่อธิบายโปรโตคอลการสื่อสาร อินเทอร์เฟซดิจิทัล และขั้วต่อไฟฟ้าที่เชื่อมต่อได้หลากหลาย ของเครื่องดนตรีอิเล็กทรอนิกส์ คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์เสียงที่เกี่ยวข้องสำหรับการเล่น ตัดต่อ และบันทึกเพลง"

นอกจากนี้ อุปกรณ์ดนตรีประเภทนี้ยังยึดตามส่วนหลัก 2 ส่วน คือ ตัวควบคุมเป็นฮาร์ดแวร์ และเครื่องเล่นดนตรีเป็นซอฟต์แวร์ และส่วนเหล่านี้ควรเชื่อมต่ออย่างใด ดังนั้นการกดบนส่วนฮาร์ดแวร์แต่ละครั้งควรแสดงเฉพาะหรือกำหนดค่า หมายเหตุเครื่องดนตรี

ขั้นตอนที่ 2: ส่วนฮาร์ดแวร์

ในบทช่วยสอนนี้ เราจะรับผิดชอบส่วนฮาร์ดแวร์และเราจะสร้างคีย์บอร์ดคอนโทรลเลอร์ซึ่งมีปุ่มกด 12 ปุ่มสำหรับการควบคุมแบบดิจิตอลและโพเทนชิโอมิเตอร์ 6 ตัวสำหรับการควบคุมแบบอะนาล็อก ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่าปุ่มทั้งหมดจะถูกใช้เพื่อแสดงโน้ตและ โพเทนชิโอมิเตอร์จะควบคุมสิ่งต่างๆ เช่น ระดับเสียง เป็นต้น

เรามีคอนโทรลเลอร์เหล่านี้ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับบอร์ด Arduino Nano ซึ่งมีพิน I/O ที่จำเป็นทั้งหมดเพื่อยึดอินพุตเหล่านี้ไว้ด้วยกัน และผ่านขั้วต่อ USB ของมัน มันจะง่ายต่อการส่งคำแนะนำจากคอนโทรลเลอร์ไปยังฝั่งซอฟต์แวร์ ฉันได้เลือก Arduino nano ของฉันเองจากเว็บสโตร์ seeedstudio.com ที่ซึ่งคุณสามารถรับ Arduino และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ พร้อมข้อเสนอพิเศษบางอย่าง และฉันขอแนะนำเว็บสโตร์แห่งนี้ในฐานะซัพพลายเออร์ ดังนั้นไปที่นั่นและตรวจดูว่ามีของเจ๋งๆ มากมาย ที่นั่น.

เพื่อให้แน่ใจว่าตัวควบคุม MIDI ของเรามีลักษณะที่ดีขึ้น ฉันได้ออกแบบกล่องนี้โดยพิจารณาจากขนาดของปุ่มกดและโพเทนชิโอมิเตอร์ และผ่านกระบวนการตัดด้วยเลเซอร์ CNC ฉันสามารถผลิตชิ้นส่วนที่ออกแบบสำหรับโครงการของฉันได้

ขั้นตอนที่ 3: แผนภาพวงจร

หัวใจของ Controller ของเราคือบอร์ด Arduino Nano Dev ที่จะควบคุมส่วนซอฟต์แวร์ผ่านคำสั่ง MIDI บางส่วน โครงสร้างเหล่านี้จะถูกส่งไปตามการกดอินพุต ตามที่ฉันเขียนไว้ในส่วนคำอธิบายโครงการ เราจะใช้ปุ่มกดแบบอาร์เคด 12 ปุ่มและโพเทนชิโอมิเตอร์ 6 ตัว ซึ่งทั้งหมดนี้จะเชื่อมต่อกับ Arduino โดยคำนึงถึงการใช้งานจริงของคอนโทรลเลอร์แต่ละตัว

แผนภาพวงจรด้านบนแสดงวิธีเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์แต่ละตัวกับบอร์ดและมีตัวต้านทาน 1KOhm ที่จำเป็นสำหรับการดึงขึ้น ดังนั้นอย่าลืมใช้ตัวต้านทานหนึ่งตัว และฉันแนะนำให้คุณกลับไปที่แผนผังนี้ในขณะที่บัดกรีส่วนประกอบทั้งหมดเหล่านี้เข้าด้วยกัน หลีกเลี่ยง misus ใด ๆ

ขั้นตอนที่ 4: การทำ PCB

เกี่ยวกับ JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) เป็นองค์กรต้นแบบ PCB ที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีนและเป็นผู้ผลิตเทคโนโลยีชั้นสูงที่เชี่ยวชาญด้าน PCB ต้นแบบอย่างรวดเร็วและการผลิต PCB ชุดเล็ก ด้วยประสบการณ์ในการผลิต PCB มากกว่า 10 ปี JLCPCB มีลูกค้ามากกว่า 200,000 รายทั้งในและต่างประเทศ โดยมีคำสั่งซื้อออนไลน์มากกว่า 8,000 รายการสำหรับการสร้างต้นแบบ PCB และการผลิต PCB ปริมาณน้อยต่อวัน กำลังการผลิตประจำปีคือ 200,000 ตร.ม. สำหรับ PCB 1 ชั้น 2 ชั้นหรือหลายชั้นต่างๆ JLC เป็นผู้ผลิต PCB มืออาชีพที่มีอุปกรณ์ขนาดใหญ่ การจัดการที่เข้มงวด และคุณภาพที่เหนือกว่า

พูดคุยอิเล็กทรอนิกส์

หลังจากสร้างแผนภาพวงจรแล้ว ฉันได้แปลงเป็นการออกแบบ PCB เพื่อผลิต เพื่อที่จะผลิต PCB ฉันได้เลือก JLCPCB ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์ PCB ที่ดีที่สุดและผู้ให้บริการ PCB ที่ถูกที่สุดเพื่อสั่งซื้อวงจรของฉัน กับแพลตฟอร์มที่เชื่อถือได้ สิ่งที่ฉันต้องทำคือการคลิกง่ายๆ เพื่ออัปโหลดไฟล์ gerber และตั้งค่าพารามิเตอร์บางอย่าง เช่น สีและปริมาณความหนา PCB จากนั้นฉันจ่ายเพียง 2 ดอลลาร์เพื่อรับ PCB หลังจากห้าวันเท่านั้น สิ่งที่ฉัน สังเกตว่า JLCPCB ครั้งนี้เป็น "สี PCB ที่ไม่มีค่าบริการ" ซึ่งหมายความว่าคุณจะจ่ายเพียง 2 USD สำหรับสี PCB ที่คุณเลือก

ไฟล์ดาวน์โหลดที่เกี่ยวข้อง

ดังที่คุณเห็นในภาพด้านบน PCB นั้นผลิตมาอย่างดี และฉันมีการออกแบบ PCB แบบเดียวกับที่เราสร้างขึ้นสำหรับเมนบอร์ดหลักของเรา และมีป้ายกำกับและโลโก้ทั้งหมดไว้คอยแนะนำฉันในระหว่างขั้นตอนการบัดกรี คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ Gerber สำหรับวงจรนี้ได้จากลิงค์ดาวน์โหลดด้านล่าง ในกรณีที่คุณต้องการสั่งซื้อการออกแบบวงจรเดียวกัน

ขั้นตอนที่ 5: ส่วนผสม

ตอนนี้ เรามาทบทวนส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้กัน ฉันกำลังใช้ Arduino Nano ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น มันจะเป็นหัวใจสำคัญของอุปกรณ์ของเรา คุณจะพบลิงค์ amazon ที่แนะนำด้านล่างสำหรับรายการที่เหมาะสม

ในการสร้างโครงการประเภทนี้ เราจะต้อง:

★☆★ส่วนประกอบที่จำเป็น ★☆★

- PCB ที่เราสั่งมาจาก JLCPCB

- Arduino นาโน:

- ปุ่มกดอาเขต 12 ปุ่ม:

- โพเทนชิโอมิเตอร์แบบสไลด์ 4 ตัว:

- โพเทนชิโอมิเตอร์แบบโรเตอร์ 2 ตัว:

- ตัวต้านทาน 1KOhm:

- Connetcors ส่วนหัวบางส่วน:

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบอิเล็กทรอนิกส์

ตอนนี้ทุกอย่างพร้อมแล้ว เรามาเริ่มบัดกรีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของเรากับ PCB กัน และในการทำเช่นนั้น เราต้องใช้หัวแร้งและลวดบัดกรี

ปลอดภัยไว้ก่อน

หัวแร้ง

• ห้ามสัมผัสชิ้นส่วนของหัวแร้ง….400°C!
• จับสายไฟเพื่อให้ความร้อนด้วยแหนบหรือที่หนีบ
• ให้ฟองน้ำทำความสะอาดเปียกระหว่างการใช้งาน
• วางหัวแร้งกลับไปที่ขาตั้งเสมอเมื่อไม่ใช้งาน อย่าวางมันลงบนโต๊ะทำงาน
• ปิดเครื่องและถอดปลั๊กเมื่อไม่ใช้งาน

อย่างที่คุณเห็น การใช้ PCB นี้ง่ายมากเนื่องจากมีการผลิตคุณภาพสูง และอย่าลืมฉลากที่จะแนะนำคุณในขณะที่ทำการบัดกรีส่วนประกอบแต่ละชิ้น เพราะคุณจะพบฉลากของแต่ละส่วนประกอบที่อยู่บนชั้นไหม บอร์ดและด้วยวิธีนี้คุณจะมั่นใจได้ 100% ว่าคุณจะไม่ทำผิดพลาดในการบัดกรี

ฉันได้บัดกรีแต่ละส่วนประกอบไปยังตำแหน่งและคุณสามารถใช้ PCB ทั้งสองด้านเพื่อประสานส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของคุณ

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบฮาร์ดแวร์

ตอนนี้เรามี PCB พร้อมแล้วและส่วนประกอบทั้งหมดบัดกรีอย่างดี ตอนนี้เราต้องวางปุ่มกดแต่ละปุ่มไว้ที่ตำแหน่งด้านบนของคันธนู มันจะสะดวกมากในการวางปุ่มกดเหล่านี้ หลังจากนั้น เราขันโพเทนชิโอมิเตอร์แบบเลื่อนและเช่นเดียวกันสำหรับโพเทนชิโอมิเตอร์แบบหมุนด้วย และอย่าลืมใส่โพเทนชิโอมิเตอร์แบบถ้ำ เพื่อให้การใช้ธีมง่ายขึ้นสำหรับคุณ

หลังจากนั้นเราจำเป็นต้องบัดกรีสายไฟเพื่อเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์เหล่านี้กับบอร์ด ในกรณีที่คุณประสบปัญหาใดๆ ขณะบัดกรีสายไฟเหล่านี้ ให้กลับไปที่แผนภาพวงจรที่ชัดเจนว่าจะวางสายเหล่านี้อย่างไร ไม่ยากนักหากทำตามแผนภาพวงจรเดียวกัน คุณจะได้ทั้งหมดในที่สุด สายไฟอินพุตของปุ่มกดเพียงแค่ขันให้เข้ากับตัวเชื่อมต่อส่วนหัวบนบอร์ดและทำเช่นเดียวกันกับโพเทนชิโอมิเตอร์สุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุดเราใช้ฐานด้านล่างของกล่องแล้วขัน PCB เข้าไป

ตกลง หลังจากวางบอร์ดไว้ในตำแหน่งแล้ว สิ่งที่เราต้องทำตอนนี้คือการประกอบกล่องให้เสร็จ และเราประกอบชิ้นส่วนฮาร์ดแวร์เสร็จเรียบร้อยแล้ว

ขั้นตอนที่ 8: ส่วนซอฟต์แวร์

ไปที่ส่วนซอฟต์แวร์กัน สิ่งแรกที่คุณต้องการคือโค้ด Arduino ที่มีไลบรารี midi เต็มรูปแบบสำหรับ Arduino ดังนั้นเพียงดาวน์โหลดฟรีจากลิงค์ด้านล่างและอัปโหลดไปยัง Arduino ของคุณ

เกี่ยวกับตัวแก้ไขเพลง ฉันใช้ซอฟต์แวร์ Ableton แต่จะเชื่อมโยงซอฟต์แวร์นี้กับคำแนะนำ Arduino ที่จะส่งผ่านพอร์ตอนุกรมได้อย่างไร! เป็นเรื่องง่ายเนื่องจากฉันใช้ซอฟต์แวร์ loopMidi เพื่อสร้างพอร์ต Midi ที่ Arduino ของเราเชื่อมต่ออยู่ และซอฟต์แวร์อื่นที่ไม่มีขน-มิดซีเรียล ซึ่งจะได้รับคำสั่ง Arduino และแปลงธีมเป็นคำสั่ง midi แล้วส่งไปยัง Ableton

อย่างแรกเลย เรารัน loop midi และเราสร้างพอร์ต midi ใหม่โดยตั้งชื่อใหม่

จากนั้นเราก็ย้ายไปที่ hairless-midiserial และเลือก com port ของ Arduino ของเรา และอย่างที่คุณเห็นเมื่อคุณเลือกพอร์ต com ที่ถูกต้อง Arduino จะเริ่มส่งคำสั่งซีเรียล ในอีกด้านหนึ่ง เราจะเลือกพอร์ต midi ที่เราสร้างขึ้น เราย้ายไปที่การตั้งค่าของ Ableton และภายใต้การตั้งค่าที่เราเปิดใช้งานอุปกรณ์ควบคุมอินพุตภายนอก

ขั้นตอนสุดท้ายคือการแมปฟังก์ชันของคอนโทรลเลอร์ โดยการเลือกสิ่งที่แต่ละปุ่มควรควบคุม มันง่ายมาก เพียงเลือกฟังก์ชันใน Ableton แล้วกดปุ่มที่ต้องการในคอนโทรลเลอร์ของคุณแล้วปุ่มนั้นจะถูกจับคู่

และเมื่อคุณทำเสร็จแล้ว คุณสามารถเริ่มเล่นด้วยตัวควบคุม MIDI ใหม่ของคุณได้

อย่างที่คุณเห็นแล้ว โปรเจ็กต์นี้ทำได้ง่ายและน่าทึ่งมาก แต่ก็ยังมีการปรับปรุงอื่นๆ ที่ต้องทำเพื่อให้มีความสมบูรณ์มากขึ้น นั่นเป็นเหตุผลที่ฉันจะรอคำแนะนำจากคุณในการปรับปรุงตัวควบคุม MIDI นี้