محطة حلقة MIDI متعددة المسارات من Arduino: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

تعد المحطة الحلقية ، أو الحلقي ، في الأساس أداة للتشغيل في الوقت الفعلي لملفاتك الموسيقية (الحلقات). ليس المقصود منها أن تكون وسيلة تسجيل ، ولكنها أداة لتشكيل الإلهام دون تشتيت الانتباه (وفي النهاية أداء مباشر …).

هناك الكثير من محطات حلقات التسجيل الصوتي ، سواء في شكل أجهزة مخصصة (تقريبًا كل مصنع لدواسة الجيتار لديه منتج خاص به) أو برنامج كمبيوتر (Linux Sooper Looper الممتاز أو windows Mobius ، على سبيل المثال لا الحصر). لم أتمكن من العثور إلا على عدد قليل من المشاريع حول DIY غير الصوتي ولكن حلقات MIDI ، مما يعني أداة لتسجيل أحداث MIDI وتشغيلها على الفور مرة أخرى في حلقة ؛ معظم هذه المشاريع (يجب أن أقول جميعها) تم التخلي عنها أو ضياعها … حسنًا ، ها نحن مع مشروع كامل للجميع!

تقوم محطة حلقة Arduino MIDI هذه ببساطة بتتبع أحداث MIDI الواردة وتشغيلها. ما عليك سوى الضغط على دواسة التسجيل ، وإنشاء أفضل نغمات على الإطلاق وإيقاف التسجيل عن طريق الضغط على الدواسة مرة أخرى. سهل للغاية:)

يعتمد هذا المشروع على سهولة العثور على الأجهزة المفتوحة (Arduino DUE) والبرامج (البرامج الثابتة الخاصة بي و Arduino IDE) ويمكن تخصيصها لتعكس تفضيلاتك.

لنفعلها!

ملاحظة: نعم ، إنها رخيصة جدًا!

الخطوة 1: الحدود

قبل أن تبدأ في الحصول على أجزاء من الأجهزة للمشروع ، دعني أخبرك ما هي حدوده بحيث يمكنك أن تقرر المضي قدمًا أو التوقف هنا.

- نظرًا لحدود الأجهزة (ذاكرة Aduino DUE بشكل أساسي) ، فإن الحد الأقصى الافتراضي للعبارة التي يمكنك تسجيلها يقتصر على 46 ثانية.

- لا يمكن تخزين الحلقات وتشغيلها بعد إيقاف التشغيل. يمكنك إرسالها إلى جهاز كمبيوتر وحفظها ، على الرغم من ذلك.

- لا يوجد تكميم للملاحظات.

- ساعة MIDI مدعومة ، ولكن في مرحلة أولية في هذا الوقت.

- رسائل MIDI المسجلة هي ملاحظة قيد التشغيل ، ملاحظة ، التحكم في التغييرات وثني درجة الصوت ؛ يتم تجاهل رسائل MIDI الأخرى مثل ما بعد اللمس وتغيير البرنامج و SysEx وما إلى ذلك.

- تم تعيين max polyphony على 10 افتراضيًا (مرة أخرى ، حدود ذاكرة Aduino DUE).

على الجانب الإيجابي ، يتم دعم تدفقات MIDI من عدة أدوات مختلفة ، كل منها يرسل على قناته الخاصة ، مدعوم ؛ هذا يعني أنه يمكنك تسجيل عدة آلات MIDI في وقت واحد ، مع طبقات أو بمسار خاص بهم (المزيد من المحترفين في الخطوة التالية ؛)).

إذا كان التعايش مع هذه القيود يبدو معقولاً (وهو الأمر بالنسبة لي) ، فستقضي وقتًا ممتعًا مع هذا الشيء ؛)

الخطوة 2: كيف يعمل

محطة حلقة MIDI هنا سهلة التشغيل للغاية. إنه يعمل بطريقة مشابهة لتلك التي تعمل بها محطات الحلقة الصوتية للأجهزة التي يمتلكها كل مصنع لدواسة الجيتار في الكتالوج الخاص به.

1) حدد المسار الذي تريد تسجيل تسلسل MIDI الخاص بك إليه. يتم اختيار المسار الافتراضي "واحد" ، ولكن يمكنك تغييره بالضغط على أحد أزرار المسارات (واحد لكل مسار).

2) عندما تضغط على مفتاح "REC" / دواسة القدم في المرة الأولى ، يتم تعشيق اللوبير. يضيء المصباح الأخضر. سينتظر حتى يتم استلام ملاحظتك الأولى قبل البدء في تسجيل التسلسل / riff الفعلي.

3) عند الانتهاء من التسلسل ، اضغط على مفتاح "REC" / دواسة القدم مرة أخرى لتحديد الطول الفعلي للرافعة. ينطفئ مصباح LED الأخضر. سيبدأ اللوبير في إعادة إنتاج تسلسل MIDI الخاص بك على الفور. إذا وصلت إلى الحد الأقصى للوقت ، فسيتوقف التسجيل تلقائيًا وسيبدأ إنتاج التسلسل في حلقة.

4) الآن ، يمكنك أن تقرر زيادة تتابع التسلسل الخاص بك على المسار الحالي أو تحديد مسار جديد وتسجيله ، عن طريق الضغط على مفتاح "REC" / دواسة القدم. في كلتا الحالتين ، سوف يضيء مؤشر LED الأصفر ، حتى إذا كان المسار الجديد فارغًا ، لأنه مسار "تابع" (تابع للمسار الأول المسجل). اضغط مرة أخرى لإيقاف الدبلجة الزائدة (ينطفئ مؤشر LED الأصفر).

لأولئك منكم المريحين مع محطات حلقات الصوت ، يسمى تقدم MIDI هذا "REC / PLAY / OVERDUB" وهو المدعوم الوحيد.

إذا شعرت في أي وقت أن آخر زيادة في الكمية لديك ليست على ما يرام ، يمكنك حذفها بالضغط على مفتاح "تراجع" / دواسة القدم. يمكنك مسح المسار الحالي بالكامل عن طريق الضغط على دواسة "REC" لأكثر من 3 ثوانٍ ؛ يمكنك إعادة تعيين looper (إعادة تعيين البرنامج) عن طريق الضغط على أزرار المسار الثلاثة الأولى في نفس الوقت أو عن طريق مسح جميع المسارات المستخدمة.

يمكنك كتم / إلغاء كتم صوت المسار بالضغط على زر المسار للمسار الحالي.

يمكنك إرسال ذعر! رسالة عن طريق الضغط على زر الذعر. يمكنك حتى إرسال ذعر! عن طريق الضغط على زري المسارين الأولين في نفس الوقت.

يحتوي اللوبير على بندول بسيط مدمج: يتم إرسال ملاحظة على رسالة MIDI لرقم الملاحظة "64" بسرعة 100 نبضة في الدقيقة على القناة 10 (القناة التي من المفترض أن تستمع إليها آلة الطبول). يمكنك زيادة الإيقاع أو تقليله عن طريق ضبط المشفر البصري ؛ عن طريق الضغط على مفتاح التشفير البصري ، يمكنك تمكين / تعطيل بندول الإيقاع. لاحظ أنه يجب ضبط آلة الطبل على تشغيل صوت (كمين أو جهير أو أي صوت تفضله) عند تلقي ملاحظة MIDI "64" وإلا فسيتم كتم صوت الميترونوم.

يمكن إنشاء نسخة مجردة من محطة حلقة MIDI هذه بمفتاح قدم واحد لبدء التسجيل وإيقافه. سيؤدي الاستمرار في الضغط على المفتاح لأكثر من 3 ثوانٍ إلى إعادة تهيئة محطة الحلقة.

إذا كنت ترغب في استثمار بعض الوقت الإضافي في تطوير الأجهزة ، فإن إضافة مفاتيح وأزرار ستجعل محطة الحلقة أكثر مرونة. في الصورة كيف قمت بتكوين أربعة مسارات (حتى خمسة مدعومة) محطة حلقة كاملة الميزات.

ملاحظة مهمة: الأجهزة الموجودة في صوري هي نموذج أولي. لقد استخدمت مآخذ توصيل أكثر من اللازم ولكن أربعة أزرار فقط للمسارات. هذا لأنني عندما بدأت المشروع لم أكن متأكدًا تمامًا من المتطلبات النهائية.

الأزرار ومفاتيح القدم متكافئة إلكترونيًا ويمكنك استخدام أحدهما بدلاً من الآخر ؛ بالنسبة لاحتياجاتي ، نظرًا لوجود مساحة أرضية صغيرة جدًا (دواسات ذات تأثير جميل ؛)) ، فقد قمت بتقييد دواسات القدم على وظيفة REC الفردية.

الخطوة 3: الأجهزة

فاتورة المواد:

محطة حلقة MIDI كاملة المواصفات ذات 5 مسارات

1x اردوينو DUE

7 أزرار ضغط لحظية

1x حالة بلاستيكية (لقد استخدمت علبة 150 × 110 × 70 مم)

موصل مقبس MIDI 2x 5-pin DIN أنثى

1x 6.3 مم مقبس تركيب اللوحة

1x لوح أداء مزدوج الوجهين 50x70 مم

5x 3 مم LED (أخضر)

1x3 مم LED (أصفر)

1x جهاز تشفير بصري

1x H11L1 optocoupler

1x 1N4148 ديود

3x 1000 أوم مقاومات

3x 220 أوم مقاومات

مقاومات 10x470 أوم

بعض أسلاك اللحام وبعض الكابلات ومحطة اللحام … وأوقات الفراغ:)

الوقت اللازم لإكمال المشروع: 6-9 ساعات

لماذا لا يكون UNO؟

تمت كتابة الاختبارات الأولى (ورمز بدء العمل) على لوحة اردوينو UNO "العادية". تحتوي هذه اللوحة على حدود ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) التي أجبرتني على تقليل تعدد الأصوات إلى "4" ، والحد الأقصى للطول إلى أقل من 4 ثوانٍ ودقة تبلغ 40 مللي ثانية كحد أقصى. هذا مع عدم وجود معالجة متعددة القنوات. من خلال إزالة تتبع السرعة أيضًا ، تمكنت من زيادة وقت التسجيل حتى 7 ثوانٍ.

باستخدام UNO ، يمكنك تحقيق محطة حلقة MIDI "عاملة" بعد ذلك ، ولكنها محدودة للغاية.

الخطوة 4: البرمجيات

يعتمد البرنامج بشكل كبير على مكتبة FortySevenEffects MIDI. هذه المكتبة رائعة وتجعل هذا النوع من المشاريع قابلاً للتنفيذ حتى لغير المتخصصين في البرمجة مثلي.

يعد Arduino IDE ومجتمعه جزءًا مهمًا آخر من هذا "النجاح".

لن أخوض في التفاصيل حول كيفية تحميل الرسم التخطيطي إلى Arduino DUE. إذا كانت هذه هي تجربتك الأولى مع arduino IDE ، فيرجى قراءة هذا أولاً.

كتبت نسختين مختلفتين من الكود ، بناءً على طريقتين مختلفتين تمامًا.

مبدأ العمل في الإصدار 1 هو أنه أثناء التسجيل أو الدبلجة الزائدة ، يتحقق Arduino DUE ويخزن في ذاكرته (المتقلبة) أحداث MIDI المدعومة (ملاحظة على ، ملاحظة ، تحكم في التغيير وثني درجة الصوت) ؛ يتم تحديد كمي المحور الزمني في خطوات مقدارها 20 مللي ثانية ويتم تخزين الرسائل المستلمة في تلك الفواصل الزمنية وفقًا لذلك. أثناء اللعب ، يتم إرسال رسائل MIDI المخزنة مرة أخرى إلى الموالفة مع مراعاة تكميم الوقت.

مبدأ العمل في الإصدار 2 ، بدلاً من ذلك ، هو "ببساطة" تسجيل حدث midi والوقت الذي يجب أن يبدأ فيه الحدث. الإصدار 2 له حدود مختلفة عن الإصدار 1 (مدرج في الخطوة السابقة). جربهما واستخدم ما يناسبك بشكل أفضل.

هناك أيضًا مناولة أولية على مدار الساعة ، ولكنها ستحتاج إلى بعض التعديلات لتعمل كما ينبغي. يفترض الكود أنك تسجل حلقة 4/4 - 4 أشرطة (16 نبضة).

يمكنك إلغاء تنشيط الساعة الخارجية عن طريق الضغط باستمرار على زر "الذعر" عند تشغيل الحلقة.

يتم تحميل الرموز هنا. يتم وضع التعليقات فوقها بالكامل ، بحيث يمكنك ثني تلك البرامج الثابتة حسب إرادتك ؛)

الخطوة 5: التمديدات

تم الإبلاغ عن دوائر MIDI IN و MIDI OUT في الصور المرفقة. لاحظ أنه يتم استخدام TX1 و RX1 ، وليس TX0 و RX0.

لا تستطيع دبابيس إدخال Arduino DUE التعامل مع 5 فولت ، ولكن 3.3 فولت ؛ هذا هو السبب في استخدام optocoupler H11L1 بدلاً من 6N138 الأكثر شيوعًا. لدي أدلة على أن استخدام 6N138 مقترنًا بمقسم الجهد لتقليل جهد الإشارة الذي ينتقل إلى TX1 ، كما في أول نموذج لي ، يمكن أن يعمل بشكل متقطع في بعض الإعدادات.

ترتبط مصابيح LED بدبابيس إخراج Arduino DUE عبر مقاومات 470 أوم. يمكنك استخدام مقاومات تصل إلى 1 كيلو أوم لتقليل التيار المتجه إلى مصابيح LED وتقليل لمعانها.

الأزرار / المفاتيح / المقابس متصلة مباشرة بدبابيس إدخال Arduino بفضل مقاومات سحب الإدخال ، التي يتم تنشيطها في الرسم التخطيطي. ليست هناك حاجة للمقاومات الخارجية (المنسدلة).

المشفر البصري متصل بـ GND و + 5V. يذهب إلى دبابيس إدخال Arduino التي تمر عبر 2480 مقاومات أوم ، واحد لكل إخراج بيانات بصري.

يتم تشغيل Arduino DUE مباشرة من طرف 5 فولت وأرضي عبر محور تيار مستمر 5 فولت.

جميع الأسباب مرتبطة ببعضها البعض.

مرفق به جدول به وصلات من دبابيس اردوينو إلى طرفي IN / OUT. تعكس أرقام دبوس Arduino تلك الموجودة في جهاز proptotype الخاص بي ويمكن أن تبدو عشوائية (إلى حد ما …). يمكنك بسهولة تعديل موقع الدبوس في الرسم بإرادتك ؛)

الخطوة 6: ماذا لو كان لدي أكثر من مصدر MIDI واحد؟

بعد بحث موجز عن اندماج MIDI ، وجدت أن الحل الأكثر عملية (ورخيصًا) هو محول MIDI.

محول MIDI هو جهاز سلبي يمكّن مصدر MIDI ويعطل جميع المصادر الأخرى. سهل هكذا.

قلب محول MIDI هو مفتاح متعدد المواضع (لي هو 6 مواضع) ، 2 أقطاب التبديل. من المهم جدًا أن يكون عدد الأعمدة "2" لأنه يجب قطع كل مقبس MIDI تمامًا إذا لم يتم تحديده وليس بالاتصال مع الآخرين. مرفق صورة من تلك التي أدركتها لاستخدامي الخاص.

في هذا الرابط مخطط.