Elektroninių vargonų ištrynimas: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Ši pamoka padės jums paimti senus nemylimus elektroninius vargonus, kuriuos turite savo garaže ar rūsyje, ir paversti juos šiuolaikišku muzikos instrumentu. Per daug nesigilinsime į konkrečių jūsų turimų vargonų detales, išskyrus tai, kad sakome, jog iš esmės tipinė muzikinė klaviatūra yra klavišų rinkinys, kuris jungiamas paspaudus prie bendros magistralės. Senajame pasaulyje greta raktų egzistavo daug grandinių, dėl kurių išvestis buvo perduodama į magistralę, kuri savo ruožtu buvo sustiprinta ir perduota garso sistemai. Šiandien klaviatūra yra jutiklių rinkinys; mes skaitome atskirų raktų būseną ir siunčiame pakeitimus į programinės įrangos sintezatorių, kurį valdo MIDI komandos.

Instrukcija apima didžiąją proceso dalį, pradedant skaitmeninės raktų būsenos surinkimu, valdant ją naudojant „Arduino“mikroprocesorių, sukuriant MIDI duomenų srautą ir perduodant jį į kompiuterį (įskaitant „Raspberry Pi“), kuriame veikia sintezatorius.

1 veiksmas: klaviatūra abstrahuota

Toliau pateikiamas abstraktus elektroninis vargonėlis, kuriame kiekviena eilutė yra raktų, stabdžių ar kitų valdymo jungiklių rinkinys. Stulpelio 0 įrašai reiškia atskirus klavišus, o - magistralė, prie kurios yra prijungtas klavišas, kai jis paspaudžiamas. 61 pagrindinis „Didysis vadovas“gali būti pirmoji eilutė, „Swell“vadovas - antroji eilutė, pedalai - trečioji, o sustojimai ir tt - ketvirta. Eilėse iš tikrųjų yra 64 elementai, nes jų skaitmeninė reikšmė yra didesnė nei 2 galios, viršijančios 61. Klaviatūros eilutėse klavišai atitinka įprastą muzikinį susitarimą, o kairėje - C.

Autobusas 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 0 0

Autobusas 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 0 0

2 autobusas - 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 0

Autobusas 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 0 0

Kiekvienas autobusas yra nepriklausomas ir elektra izoliuotas nuo savo bendraamžių. Pirmieji 8 elementai yra paryškinti paryškintu šriftu, o 8 tokie blokai yra aukščiau. Kitas žingsnis - spausdintinė plokštė, kurioje naudojami paryškinti elementai, ir kiti 7 jų blokai.

Raktai aukščiau pavaizduoti kaip 0. Galime tai šiek tiek išplėsti ir pasakyti, kad paspaudus klavišas yra skaitmeninis 1, o kitu atveju - 0. Ir raktai gali būti įprasti muzikiniai balti buteliai, juodi aštrūs aštrūs daiktai, vargonų pedalai, vargonų sustojimai arba sukamųjų jungiklių grupė, galinti suteikti mums saksofono toną. Mes tiesiog laikome prietaisą jungiklių rinkiniu autobusų rinkinyje ir iš esmės skaitmeninį 0 ir 1 srautą.

2 žingsnis: laidų prijungimas iš klaviatūrų

Kad būtų lengviau prijungti klaviatūras, naudojant „Eagle CAD“buvo sukurta spausdintinė plokštė. Jo dydis yra apie 96 mm x 43 mm, o reikia 8, nusidriekusių per vargonų klaviatūros mazgų galą.

Pažvelkime į šią spausdintinę plokštę (PCB) išsamiai. Kairysis vaizdas yra PCB priekinė dalis, ant kurios yra sumontuoti komponentai, o dešinė yra jo galinė dalis, kurioje mes lituojame komponentus.

Pirma, 2X3 komponentai viršuje yra skirti prijungti prie aukščiau esančių klavišų, du viršutiniai jungčių magistralės 0 ir 1, kita pora 2 ir 3, o apatinė pora taip pat 2 ir 3 magistralės. Nustatyta, kad PCB 2X3 antraštė buvo pakankamai standi, kad tilptų vienos grandinės sujungimo laidas iš raktų, tiesiog įstumtų į antraštę, panašiai kaip „Arduino“skydo laidai. Prijungimo viela, kurią naudojau, buvo atgauta iš originalių organų; jo skersmuo yra 0,75 mm.

Taigi kiekvienoje 2X3 antraštėje yra paryškintų paryškintų klavišų stulpelis arba apskritai viena pastaba. Taigi lentai reikia 8 šių antraščių. Paveikslėlyje yra viena iš šių moterų antraščių viršuje kairėje. Vidurinėje plokštės dalyje yra 32 diodai (1N4148 ar panašūs), kurių kiekvienas atitinka vieną iš raudonų įėjimų. Diodo poliškumas yra toks, kaip pažymėta lentoje, o katodas (juoda juosta) - viršutiniame plokštės gale. Vienas diodas iliustruotas 4 padėtyje. Galiausiai, viena 2X5 išorinė antraštė užpildo žemiausią plokštės dalį. Jo viršutiniai 2 kaiščiai nėra prijungti. Smeigtukas 1 yra apatiniame dešiniajame kampe ir jungiamas prie pačių kairiausių 4 diodų, 2 kaištis prie 5-8 diodų ir galiausiai 29-32 jungiamas prie 8. kaiščio. Antraštė gali būti nukirpta iš ilgesnės DIL sekcijos, kaip parodyta paveikslėlyje lenta. Laidai tarp įvairių komponentų yra pačioje PCB, o lituoti reikia tik diodus ir antraštes.

8 iš šių pilnų plokščių yra sumontuotos iškart po instrukcijomis, naudojant pridėtas tvirtinimo angas, patogiai ištempiančias vargonus. Šios plokštės funkcija yra paimti vieną bloką iš 8 raktų per 4 magistrales ir pateikti jį antgaliui, prie kurio bus prijungtas 10 krypčių juostinis kabelis, kad būtų galima perkelti į kitą etapą. Lentos dizainą galima atsisiųsti iš pateikto ZIP failo.

3 veiksmas: klaviatūros išėjimų konsolidavimas į pamainų registrus

Reikia dar dviejų PCB, kaip parodyta aukščiau. Jie yra žinomi kaip DIN R5 ir yra populiarūs MIDI pasaulyje, nors jie tiesiog teikia pamainos registravimo funkciją. Pirma, viršutinėje horizontalioje dalyje galite pamatyti 4 2X5 antraštes, jungiančias juostinį kabelį su 2X5 atitikmeniu, esančiu 8 aukščiau esančiose lentose. Mums reikia dviejų DIN plokščių, kad tilptų mūsų 8 tokie kabeliai.

Toliau lentelėje yra IC mikroschemos, sudarančios 32 bitų poslinkių registrą, ir galiausiai mus domina dar 2 2X5 antraštės, iš kurių viena (J2) grupių į kitas DIN plokštes (mūsų antroji), o kita J1 į mūsų „Arduino“arba į „Arduino“panašų mikroprocesorių.

Apibendrinant, mes turime -

• Tiekiama iki 4 autobusų su 64 raktais
• 8 plokštės su 32 įėjimais, 8 išėjimai autobuse
• šie 64 išėjimai tiekiami į 2 32 bitų poslinkių registrus
• „Arduino“mikroprocesorius važiuos per autobusus

4 žingsnis: Aparatūros sujungimas

Ryšiai tarp „Arduino“, dviejų DIN plokščių ir juostinių kabelių iš vargonų raktų komplekso pavaizduoti aukščiau esančiame paveikslėlyje. Atminkite, kad antrasis DIN J2 liko tuščias.

Jungtyse naudojama IDC technologija (izoliacijos ir poslinkio kontaktas), o laidų nereikia nuimti ar atskirti. Jie pritvirtinami prie kabelio naudojant suspaudimo įrankį, kurį galima įsigyti mėgėjams. Kairėje gofruoto kabelio galą galima nuvalyti skutimosi peiliuku; apačioje po jungtimi yra 2X5 kištukinis lizdas; ir dešinėje - jungties vaizdas iš viršaus.

DIN plokštės ir pasirinktinės PCB plokštės buvo pritvirtintos prie vargonų medienos, naudojant apvalius žalvarinius medžio varžtus ir tarpiklius. Viršuje pavaizduotas organinių varčių sumontuotų pasirinktinių PCB plokščių vaizdas. Viršutiniai sujungimo vielos kabeliai jungia sustojimus ar valdiklius prie plokščių, o kairėje esanti masė sklinda iš pedalų. Galiausiai, pašalinus tonų generatorius ir kitas įvairias originalių vargonų funkcijas, spintos tuštumą buvo galima pakartotinai panaudoti vynui laikyti.

5 žingsnis: „Arduino“kompleksas

Dabar bus aptartas „Arduino“kompleksas, matomas kairėje pusėje iš dviejų DIN plokščių. Jį sudaro trys skirtingi sluoksniai, sujungti kaip „Arduino“skydai. PCB, sudaryti iš sluoksnių, atsitiktinai yra mėlynos, žalios ir raudonos spalvos.

Mėlynas sluoksnis (viršuje) yra skydas, kurį gamina „Freetronics“, kuris suteikia 16X2 skystųjų kristalų simbolių ekraną. (2 eilutės po 16 simbolių). Tai nėra būtina, tačiau labai naudinga tikrinant klaviatūrų, pedalų ir stabdžių veikimą. Jį valdo „LiquidCrystal“biblioteka, o kitus aparatūros variantus galima lengvai pakeisti.

Raudonasis sluoksnis (apačioje) yra „Teensy 3.2“, sumontuotas ant „Sparkfun Teensyduino“plokštės. „Teensy“siūlo tiesioginę MIDI paramą ir kitaip elgiasi kaip „Arduino UNO“. Taigi naudojant „Teensy“komponentai sutaupomi pasroviui. Maitinimo šaltinio (5V 2A) jungtis yra apačioje kairėje, o USB jungtis, palaikanti serijinę arba MIDI išvestį, kairėje centre. Antraštės viršutiniame ir apatiniame kraštuose užtikrina standartines „Arduino“skydo funkcijas.

Žalias sluoksnis (tarp mėlynos ir raudonos) yra pasirinktinė PCB plokštė. Jos tikslas yra iš esmės palaikyti tokius gabalus ir dalis, kaip nuoroda į DIN plokštes, ir sumažinti išorinius laidus. Kai kurios jo funkcijos yra nereikalingos. Jame yra tam tikros grandinės, skirtos palaikyti MIDI per standartinį „Arduino UNO“. Jame taip pat yra 2X5 antraštė, skirta juostiniam kabeliui prijungti prie J1 antraštės pirmoje DIN plokštėje. Kitos funkcijos apima garsumo valdymo palaikymą; originalus vargonas naudojo 10K potenciometrą (puodą), varomą pėdų batu.

Keturios horizontalios antraštės užtikrina standartinį „Arduino“skydo prijungimą prie žemiau esančios „Teensy“plokštės ir skystųjų kristalų ekrano. Apatiniame kairiajame kampe esantis atspaudas, primenantis autobusų stotį, yra likęs, o ilga vertikali antraštė kairėje suteikia galimybę prisijungti prie keturių autobusų, garso reguliavimo ir žemės.

Individualizuota plokštė buvo sukurta naudojant „Eagle CAD“, o „Gerber“komplekso zip failai, siunčiami PCB gamintojams, yra prieinami PCB2 ZIP faile.

6 veiksmas: „Arduino“programinė įranga

Programinė įranga iš pradžių buvo sukurta „Arduino UNO“, o vėliau buvo pakeista labai nedaug, kad būtų galima naudoti „Teensy“. Smeigtukų naudojimas nesikeičia.

Skystųjų kristalų ekrane naudojamas pusšimtis kaiščių, todėl buvo nuspręsta naudoti analoginius kaiščius skaitmeniniu režimu, kad būtų galima gauti gretimų autobusų kaiščių bloką. Garsumo valdiklis naudoja kitą analoginį kaištį analoginiu režimu.

Didžioji dalis programinės įrangos yra susijusi su atskiros klaviatūros, pedalo ir sustabdymo klavišų skaitymu, įjungiant kiekvieną magistralę paeiliui, ir bitų reikšmių pašalinimu iš DIN plokščių pateiktų poslinkių registrų.

Į tolesnę aplinką paprastai įeina procesorius, kuriame veikia „Windows“, „UNIX“arba „Linux“, ir programinės įrangos sintezatorius, pvz., „FluidSynth“, kurį savo ruožtu gali valdyti „jOrgan“. „FluidSynth“galiausiai valdo vienas ar keli „Soundfont“, kurie nurodo, koks garsas sukuriamas gavus tam tikrą MIDI komandą. Yra tam tikra analogija su teksto apdorojimo šriftais. Klaviatūros ir pedalų atveju, pakeitus ankstesnį nuskaitymą, bus sukurta „MIDI Note On“arba „Note Off“seka. Kairysis klavišas yra MIDI 36 ir didinimas visoje klaviatūroje. Autobusų rodyklė lengvai suteiks galimybę naudoti MIDI kanalo numerį. Sustabdymo klavišams sugeneruojamos MIDI programos valdymo sekos arba gali būti protinga sugeneruoti/išjungti užrašą ir palikti jį „jOrgan“ar panašiai MIDI programinei įrangai interpretuoti, koreguoti ir išplėsti. Kad ir kokia kryptis būtų pasirinkta, galutinį sprendimą lemia tolesnio garso fonto (-ų) apibrėžimas. Programinė įranga buvo naudojama įvairiais būdais, norint generuoti MIDI per USB į „Windows“, valdančią „Wurlitzer“programą ir „FluidSynth“, ir į „Raspberry Pi“, kuriame veikia „FluidSynth“ir „General MIDI Soundfont“. Šis aprašymas, žinoma, eskizinis, tačiau visiems, susipažinusiems su „Arduino“aplinka ar „C“, nebus sunku ją pakeisti savo tikslams; yra pagrįsta vidinė dokumentacija ir pagrįstas moduliarumas.

„Arduino“programinė įranga yra organino.zip.