MIDI -luotain "Theremin": 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tämä on soitin, joka käyttää kahta luotainetäisyysanturia säätämään nuottien korkeutta ja laatua. Se ei tietenkään ole varsinainen Theremin, mutta "Thereminista" on tullut yleinen termi instrumenteille, joita soitetaan kädet heiluttamalla.

Siinä on sisäänrakennettu MIDI-syntetisaattori, vahvistin ja kaiuttimet. Nuotit on tuotettu MIDI -sirulla - VS1053 -, jossa on 127 ääntä (eli väitetysti eri soittimia). Siinä on korkea polyfonia (jopa 64), joten se voi soittaa yksittäisiä nuotteja tai sointuja.

Oikea kätesi ohjaa soitettavaa nuottia. "Diskreetissä" tilassa oikealla oleva tila on jaettu "säiliöiksi". Kun kätesi menee astiaan, huomautus kyseisestä astiasta alkaa. Kun poistut säiliöstä, nuotti saattaa pysähtyä (esim. Urut) tai kuolla luonnollisesti (esim. Piano).

"Jatkuvassa" tilassa oikealla oleva tila määrittää jatkuvasti muuttuvan nousun - kuten alkuperäinen Theremin. Huomautus alkaa, kun käsi tulee tilaan, ja loppuu, kun poistut tilasta.

Vasen kätesi ohjaa soitettavan nuotin laatua. Se voi ohjata äänenvoimakkuutta, tremoloa, vibratoa, piki-bendiä, kaiku jne.

Pienessä LCD -näytössä on valikko, jossa voit valita nykyisen instrumentin, vasemman käden toiminnon, oikean käden asteikon (tai "näppäimen"), vibrato, tremolo jne. Voit tallentaa ja ladata erilaisia "asetuksia" "ja vaihtaa niiden välillä nopeasti esityksen aikana.

Koko MIDI "Theremin" -laite toimii itsenäisesti omalla kaiuttimellaan ja ladattavalla akulla.

Jos aiot kopioida rakennukseni, tarvitset Arduino Nanon (1,50 £), VS1053-moduulin (4,50 £), 1,44 ST7735-LCD-näytön (3,50 £), kaksi HC-SR04-moduulia (1 £) ja muutamia vastuksia. Tarvitset myös virtalähteenä toimivia kaiuttimia ja ehkä litium-kennon ja virtalähteen, mutta yksityiskohdat riippuvat siitä, miten päätät rakentaa sen. Sain kaikki nämä lisäominaisuudet autonmyynnistä ja hyväntekeväisyysliikkeistä. Tarvitset tavallisia elektronisia työpajavälineitä.

Vaihe 1: VS1053: n ohjaus

Valitsin kuvassa näkyvän VS1053 -moduulin. (Huomaa kaksi SOT223 -säädintä, kaksi jakkipistoketta ja liittimen sijainti.) Etsi eBaysta, Alibabasta tai suosikkitoimittajalta VS1053 -moduuli, joka näyttää tältä. Ne ovat saatavilla Aliexpressistä täältä ja täältä.

Ostin sen pari vuotta sitten, eikä sitä enää näytä olevan saatavilla eBayssa, vain Alibabassa. Punainen PCB -versio on nyt saatavilla eBayssa. Se näyttää toiminnallisesti identtiseltä, mutta pinout on erilainen, joten sinun on säädettävä kaavioita ja asetteluja. En ole testannut. Keskustelusta (alla) löydät ohjeet vastuksen lisäämisestä punaiseen piirilevyyn "live" MIDI: n ottamiseksi käyttöön. Tai voit lähettää lisäkomentoja asennuksen aikana sen ottamiseksi käyttöön.

VS1053 on hieno siru, mutta melko monimutkainen. Käytän vain MIDI -osaa. VS1053: ta on mahdollista ohjata sarjaliitännän kautta, mutta käytän SPI -väylää, koska se on kätevämpää Arduino Nanon kanssa. Kaikki SPI -väylän kautta lähettämäsi tavut käsitellään MIDI -komennoina.

Löydät luettelot MIDI -komennoista verkossa. VS1053 vastaa joihinkin, mutta ei kaikkiin. Miditheremin0.exe -ohjelma näyttää ne, jotka tiedän toimivan.

Voit ladata VS1053 -tietolomakkeen verkosta. Se on valtava asiakirja ja vaikeaa. Kohta "8.9 Tuetut MIDI -muodot" on melkein kaikki, mitä se sanoo MIDI: stä. Osassa "10.10 Reaaliaikainen MIDI" kerrotaan GPIO0: n ja GPIO1: n käyttämisestä MIDI: n käyttöön ottamiseksi, mutta kortti, jota en ole tarvinnut, on otettu käyttöön. Voit myös ladata luettelon MIDI -viesteistä (kaikkia niitä VS1053 ei tue).

Kytke VS1053 -moduuli Arduino Nano -laitteeseen kuvan mukaisesti ja lataa INO -tiedosto Arduinoon. Käytin juotonta leipälautaa. Minulla ei ole kuvaa siitä tässä vaiheessa, mutta voit nähdä leipälaudan muiden komponenttien kanssa alla olevassa vaiheessa.

INO -luonnos vastaanottaa tavun tietokoneelta sarjalinjan kautta ja lähettää tavun VS1053: lle. Se on hyvin yksinkertainen ohjelma, jonka avulla voit testata VS1053. Liitä lähtöliitäntä kuulokkeisiin tai tietokoneen kaiuttimeen.

Windows Miditheremin0.exe -ohjelma (lataa Step1.zip githubista) lähettää komentoja VS1053: lle. Toista nuotti napsauttamalla "90 nuotti vel" -painiketta. Tai voit kirjoittaa oman Windows -ohjelman. Tai käytä yhtä monista verkossa saatavilla olevista pääteohjelmista.

VS1053 -moduulissa on seuraavat nastat:

• SPI -väylässä on tavalliset MISO, MOSI ja SCLK
• jos XRST on alhainen, siru nollautuu
• XDCS ei tee mitään SPI -tilassa, joten sido se XCS: ään
• XCS on Chip Select
• DREQ kertoo, kun siru on valmis uuteen komentoon.

XCS on asetettava alhaiseksi, kun lähetät tavua; sitten korkea. Tällä tavalla olet varma, että olet synkronoinut jokaisen tavun ensimmäisen bitin. DREQ -lukeminen kertoo, että siru on valmis vastaanottamaan uuden komennon.

Kun Arduino on lähettänyt tavun, sen on lähetettävä tyhjä tavu kellon vaihtamiseksi ja sallittava VS1053 lähettää tavu takaisin vastauksena. SPItransfer () -toiminto näyttää kuinka.

EBayssa saatavilla oleva punainen moduuli sisältää SD -korttipaikan, joten siinä on pari ylimääräistä nastaa. Ohita ne.

Nyt olet varma, että saat VS1053: n toimimaan, me muutamme sen enemmän soittimeksi.

Vaihe 2: Kaikuluotainten käyttö

Kytke HC-SR04-moduulit Arduino Nano -laitteeseen kuvan mukaisesti ja lataa INO-tiedosto Arduinoon.

Huomaa kaaviossa, että DC3 - HC -SR04 -moduulien irrotuskondensaattori - on kytkettävä lähelle HC -SR04 -moduuleja. Ne vievät melko paljon virtaa lähettäessään, mikä DC3 auttaa toimittamaan.

Projektin tässä vaiheessa Windows PC lähettää edelleen komentoja VS1053: lle, mutta VS1053: ta ohjaavat myös HC-SR04-kaikuluotaintunnistimet (lataa Step2.zip githubista).

Kaikki uudet komennot alkavat 0xFF: llä ja tulkitaan Arduinon luonnoksella (sen sijaan, että ne lähetettäisiin suoraan VS1053: een). Muut kuin "FF-komento" tavut lähetetään VS1053: een.

On komentoja soittimen vaihtamiseksi, asteikon muuttamiseksi, vibraton ja tremolon lisäämiseksi jne. Ohjelma voidaan suorittaa "erillisessä" tilassa, jossa on erillisiä nuotteja (kuten piano), tai "jatkuvassa" tilassa, jossa on yksi nuotti taivutettu ylös ja alas (kuten tenmin).

Se tekee melko hyvin kaiken, mitä viimeinen instrumentti tekee, mutta sitä ohjaa tietokone.

Oikea HC-SR04-luotainanturi valitsee soitettavan nuotin korkeuden. "Diskreetissä" tilassa oikealla oleva tila on jaettu "säiliöiksi". Kun kätesi menee roskakoriin, huomautus kyseisestä astiasta alkaa. Kun poistut säiliöstä, nuotti saattaa pysähtyä (esim. Urut) tai kuolla luonnollisesti (esim. Piano). Kun kätesi menee roskakoriin, astia laajenee hieman, joten et saa tärinää sen reunasta.

GetSonar () -toiminto palauttaa ensimmäisen kaikuun kuluneen ajan. Se jättää huomiotta erittäin nopeat kaiut (kesto <10), joita HC-SR04 joskus raportoi. Jos maxDuration ei ole vastaanottanut kaikua, se palauttaa maxDuration. Kestoa ei mitata tietyissä yksiköissä - se on vain numero.

Diskreetti -tilassa kesto suodatetaan ensin satunnaisten keskeytysten poistamiseksi (kun kaiku ei kuulu). Käden oletetaan olevan läsnä vasta, kun 10 maxDuration -näytettä on vastaanotettu. Sitten kesto suodatetaan mediaanisuodattimella. Keskisuodattimet poistavat "impulsiivisen" melun (esim. Satunnaiset piikit). Suodatettua kestoa käytetään lokeron valitsemiseen.

Jatkuvassa tilassa kesto suodatetaan uudelleen satunnaisten keskeytysten poistamiseksi. Sitten se tasoitetaan eksponentiaalisella suodattimella. Suodatettua kestoa käytetään nuotin taajuuden asettamiseen "pitch bend" -toiminnolla.

Vaihe 3: Näytön lisääminen

Näyttö on 1,44 tuuman värillinen TFT-nestekidenäyttö, jossa on ST7735-ohjain, 128 x 128 pikseliä. EBayssa on saatavana paljon näyttöjä, esimerkiksi haluat ehkä kehittää instrumenttisi suuremmalla kosketusnäytöllä. En käyttänyt ST7735: tä ohjain ja halusin kokeilla sitä.

Sain omani tältä toimittajalta. Samaa moduulia myydään laajalti eBayssa - hanki vain sellainen, joka näyttää samalta kuin valokuva.

Nestekidenäytössä on seuraavat nastat:

• GND -maa
• VCC 3.3V
• SCL SPI -väylä SCLK
• SDA SPI -väylä MOSI, Arduino
• RES nollattu
• DC -data/komento
• CS -sirun valinta
• BL -taustavalo

Moduuli toimii 3,3 V: n jännitteellä, joten sinun ei pitäisi kytkeä sitä suoraan 5 V: n Arduinoon. Olen käyttänyt 1k vastuksia pudottaaksesi jännitteen. Se ei ole hyvä käytäntö (yleensä pitäisi käyttää potentiaalijakajaa tai jännitehäviöpiiriä), mutta toimii täydellisesti tässä piirissä. Olin laiska.

Näyttö saa virtaa Arduinon tarjoamasta 3,3 V: sta. Arduino -säädin vaikuttaa riittävän onnelliselta.

Adafruit julkaisee ystävällisesti ST7735 -kirjaston ja useita muita kirjastoja on saatavana Githubissa ja muualla. Kokeilin muutamia enkä pitänyt niistä. Jotkut eivät yksinkertaisesti toimineet ja kaikki olivat suuria. Kirjoitat Arduinon luonnoksen, joka piirtää viivan ja jonkin verran tekstiä, ja löydät muistisi, jos se on 75% täynnä. Kirjoitin siis oman kirjastoni.

SimpleST7735 -kirjaston voi ladata (lataa Step3.zip githubista).

Siinä on vakio piirustuskomentoja, jotka ovat hyvin samanlaisia kuin kaikki tällaiset kirjastot.

Jotkut ladattavista "nopeista" kirjastoista käyttävät erityisiä ajoitussilmukoita ja ovat järkyttyneitä, kun samassa väylässä käytetään muita, ehkä hitaampia laitteita. SimpleST7735 on kirjoitettu C -kirjaimella eikä assemblerilla, joten se ei ole aivan niin nopea kuin voisi, mutta on paljon kannettavampi ja jakaa SPI -väylän kohteliaasti muiden laitteiden kanssa. Voit ladata Windows -ohjelman, jonka avulla voit luoda omia fontteja ja kuvakkeita.

Voit ladata ST7735 -tietolomakkeen verkosta. Puhut sen kanssa

• aseta CS matalaksi
• aseta tasavirta matalaksi
• lähetä komento tavu
• aseta DC korkeaksi
• lähettää nolla tai enemmän datatavua
• aseta CS korkealle

Näet kuinka teen sen kirjaston spiSend_TFT_CW () -toiminnossa. Datavavu voi olla koko pikselirivi tai ohjausrekisterin asetus.

Kirjaston ST7735Begin () -toiminto näyttää valitsemani alustuskomentojoukon. Haluat ehkä muuttaa komentoja, jos valitset toisen ST7735 -näytön (esim. Enemmän pikseliä) tai haluat eri suunnan. Toivon, että koodini on helppo nähdä, miten sitä muutetaan tarvittaessa.

Kaaviossa on ohjauspainike "SW1" ja jalkapoljin SW2.. Ohjauspainike valitsee eri "Asetukset" (katso seuraava vaihe) tai valitsee Valikkotilan. Poljin on valinnainen ja valitsee vain erilaisia asetuksia - en Asennuksista on hyötyä esityksen aikana, kun haluat nopeasti vaihtaa avaimen tai vaihtaa instrumentin.

Vaihe 4: Valikkojärjestelmä

Tämä Miditheremin3.ino Arduino -luonnos lisää valikkojärjestelmän MIDI Thereminiin ja ohjaa lopullista täydellistä instrumenttia.

MIDI Theremin on yleensä käynnissä "Play" -tilassa. Oikea kätesi valitsee, mikä nuotti ja vasen käsi ohjaa nuotin laatua. Nestekidenäytössä näkyy pianonäppäimistö, jossa nykyinen nuotti on korostettuna.

Jos pidät ohjauspainiketta painettuna sekunnin ajan, ohjelma siirtyy "Menu" -tilaan. Valikkotilassa, jos pidät ohjauspainiketta painettuna sekunnin ajan, ohjelma palaa "Play" -tilaan.

Valikossa on puurakenne, jossa on pää- ja alakohteita. Nykyinen valikkokohta on korostettuna. Voit siirtää valintaa ylös/alas vasemman luotaimen kautta. Suuren kohteen alivalikot laajenevat vain, kun pääkohde on valittu.

Kun olet valinnut alivalikon, kun napsautat painiketta, kohteen arvo korostuu. Vasen käsi nyt lisää tai pienentää arvoa. Napsauta painiketta uudelleen palataksesi alivalikoiden valintaan.

Diskreetti -tilassa valikkopuu on

• Väline

  • 0: flyygeli
  • Vaihda kädet: normaali

• Oikea käsi

  Tila: diskreetti

• Vasen käsi

  • Tila: Vibrato
  • Suurin syvyys: 10

• Asteikko

  • Asteikko: suuri heptatoninen
  • Oktaavia: 2
  • Alin Huomautus: 60 C

• Sointu

  • Sointu: Suuri kolmikko
  • Käänteinen: 0
  • Polyfonia: 1
• Vibra
  • Koko: 20
  • Aika: 10

• Vibrato

  • Koko: 20
  • Aika: 10

Soitin voi olla "flyygeli", "kirkon urut", "viulu" jne. VS1053: ssa on 127 instrumenttia, joista monet kuulostavat identtisiltä ja monet ovat typeriä kuin "laukaus". Vaihda kädet -alivalikon avulla voit vaihtaa vasemman ja oikean käden toimintoja - ehkä pidät sitä parempana tai haluat kaiuttimien olevan yleisön edessä.

Oikea käsi voi olla "diskreetti" tai "jatkuva". Katso "jatkuva" -valikko alla.

Vasen käsi voi säätää "Volume", "Tremolo", "Vibrato", "PitchBendUp", "PitchBendDown", "Reverb", "Polyphony" tai "ChordSize".

"Volyymi" on ilmeinen. "Vibra" on nopea vaihtelu äänenvoimakkuudessa; vasen käsi säätää vaihtelun kokoa; ajanjakso asetetaan eri valikkokohdalla. "Vibrato" on nopea vaihtelu korkeudessa; vasen käsi säätää vaihtelun kokoa; ajanjakso asetetaan eri valikkokohdalla. "PitchBendUp" ja "PitchBendDown" muuttavat soitettavan nuotin sävelkorkeutta; vasen käsi ohjaa mutkan kokoa. "Kaiku" on melko vaikuttamaton VS1053: ssa; vasen käsi ohjaa kaikun kokoa. "Polyfonia" ohjaa sitä, kuinka monta nuottia soitetaan kerrallaan Polyphony -valikon asettamaan enimmäismäärään asti (katso alla). "ChordSize" tarkoittaa vasenta kättä, kuinka monta sointuääntä (katso alla) soitetaan.

Musiikissa "asteikko" tai "näppäin" on käyttämäsi muistiinpanojen osajoukko. Jos esimerkiksi rajoittaisit heptatoniseen C -duuron asteikkoon, soitat vain pianon valkoisia nuotteja. Jos valitsit C# Major Pentatonicin, käytät vain mustia nuotteja (esim. Skotlantilaisia kansanmusiikkia).

Asteikko -valikko valitsee, mitkä merkinnät oikean käden tilaa vastaavat ja kuinka monta oktaavia oikea käsi kattaa. Joten jos valitset 1 oktaavin E -duuria, oikeanpuoleinen tila on jaettu kahdeksaan säiliöön, joissa E on alimmalla ja E yhden oktaavin yläpuolella korkeimmalla.

Scale-valikon avulla voit valita paljon epätavallisia "ei-länsimaisen musiikin" asteikkoja, mutta siinä oletetaan, että kaikki nuotit ovat tasaisesta näppäimistöstä-näin MIDI toimii, et voi helposti määrittää nuotin taajuutta. Joten jos halusit sanoa arabialaisen neljänneksen sävyasteikon, olisit pulassa.

Octaves-alivalikon avulla voit valita haluamasi asteikon oktaavia. Alin nuotti kertoo, mistä asteikko alkaa.

Normaalisti soitettaessa vain tämä nuotti kuuluu. Sointuvalikon avulla voit soittaa useita nuotteja kerralla. Major Triad -sointu tarkoittaa "soita valittu nuotti plus nuotti neljä puolisävyä korkeampi ja nuotti seitsemän puolisävelettä korkeampi".

Inversio-alivalikko tarjoaa sointuinversioita. Tämä tarkoittaa, että se siirtää osan soinun nuotteista yhdelle oktaaville alapuolelle. Ensimmäinen käänteinen siirtää kaikki "ylimääräiset" nuotit oktaavin alaspäin, toinen käänteinen siirtää yhden lisämuistion vähemmän alaspäin ja niin edelleen.

Polyfonia-alivalikko kertoo, kuinka monta nuottia soi kerralla; jos polyfonia on 1, yhden nuotin alkaessa edellinen pysähtyy; jos moniäänisyys on suurempi, useat nuotit voivat olla päällekkäisiä - kokeile sitä kirkon uruilla.

Vibra -valikko määrittää tremolon syvyyden ja tremolo -syklin ajan. Jakso "100" tarkoittaa yhtä sykliä sekunnissa. Jos vasen käsi ohjaa tremoloa, Koko-alivalikko on piilotettu.

Vibrato -valikko määrittää minkä tahansa vibraton koon ja vibrato -jakson ajan. Jos vasen käsi ohjaa vibratoa, Koko-alivalikko on piilotettu.

Ohjelman avulla voit tallentaa ja ladata jopa 5 erilaista "asetusta". A Asetukset tallentaa kaikki arvot, jotka voit asettaa valikossa. Kun poistut valikkotilasta, nykyiset asetukset tallennetaan. Asetukset tallennetaan EEPROMiin.

Toistotilassa painikkeen napsauttaminen vaihtaa seuraavaan asetukseen. Jos pidät painiketta painettuna sekunnin ajan, valikko tulee näkyviin. Jalkapolkimen painaminen vaihtaa myös seuraavaan asetukseen; poljin ei koskaan valitse valikkoa.

Jatkuvassa tilassa valikkopuu on

• Väline

  • 0: flyygeli
  • Vaihda kädet: normaali

• Oikea käsi

  Tila: jatkuva

• Alue

  • Puolisävyjen määrä: 12
  • Keskimmäinen Huomautus: 60 C.

• Vasen käsi

  • Tila: vibra
  • Suurin syvyys: 10
• Vibra
  • Koko: 20
  • Aika: 10

• Vibrato

  • Koko: 20
  • Jakso 10

Alue-valikko valitsee oikeanpuoleisen taajuusalueen: peitettyjen puolisävyjen lukumäärän ja keskimmäisen nuotin.

Vasen käsi voi ohjata vain "Volume", "Tremolo" ja "Vibrato".

Vaihe 5: Juottaminen yhteen

Rakensin piirin stripboardille. En näe järkeä saada piirilevy valmiiksi vain 4 vastuksella, mutta ymmärrän, että jotkut ihmiset eivät pidä stripboardista.

Stripboard -asetteluni näkyy yllä. Neljä levyä - Arduino, VS1053, näyttö ja stripboard - muodostavat voileivän. Asettelussa Arduinon ääriviivat ovat keltaiset, VS1053 on sininen, näyttö on vihreä ja stripboard on oranssi.

Syaaniviivat ovat stripboardin kupariliuskoja - muista pitää taukoja tarvittaessa. Punaiset viivat ovat linkkejä stripboardin komponenttipuolella tai johdot, jotka menevät muualle.

Käytin erittäin pitkiä tappeja VS1053-levylle, koska se seisoo Arduinon yläpuolella. Nastat näytön kaukaisissa kulmissa ja VS1053 -levyt auttavat vakauttamaan ne. Moduulien kiinnitysreiät on päällystetty, joten voit juottaa ne. Varmista, että omiasi ei ole kytketty maahan - moduulieni asennusreiät eivät.

Jos sinulla on eri VS1053 -moduuli tai eri näyttö, voit vaihtaa Arduino -nastat:

• D2 - D10 ja A0 - A5 voidaan käyttää haluamassasi järjestyksessä; päivitä PIN -numerot lähellä INO -luonnoksen alkua
• D11, D12, D13 on omistettu SPI: lle, eikä niitä voi määrittää uudelleen
• D0, D1 on omistettu sarja -I/O: lle
• A6, A7 ei voi käyttää digitaalisina nastoina

HC-SR04-moduulit ovat 90 asteen kulmassa toisiinsa liimanauhalla. Painike on niiden välissä. Epäilemättä sinulla on oma haluamasi muotoilu.

Jos päätät käyttää jalkapoljinta, kytke se pistokkeen kautta.

Vaihe 6: Virtalähteen lisääminen

Mittasin Arduinon, VS1053: n ja näytön kokonaisvirran 79 mA: ksi. Tietolomakkeiden mukaan Arduino on 20 mA, näyttö on 25 mA, VS1053 on 11 mA ja HC -SR04 ovat kukin 15 mA, kun "toimivat" - joten 80 mA näyttää oikein.

Näyttö kestää 25 mA ja saa virtaa Arduinon 3 V3 -lähdöstä, jonka nimellisarvo on 50 mA. Joten piirin ei pitäisi rasittaa Arduinon 3V3 -säädintä.

Voimmeko käyttää virtapiiriä Arduinon Vin -nastan kautta? En löydä vastausta siihen missään verkossa. Sitä ei ole Arduinon dokumentaatiossa. Sisäinen 5V-säädin haihtuu (Vin-5)*80 mW. Mikä on sen suurin häviö? Näyttää siltä, että kukaan ei oikeasti tiedä. Tietolomakkeen mukaan SOT-223-paketin NCP1117-säädin, jossa on vähintään kuparityyny, voi hajottaa 650 mW. Joten 80 mA virralla

• Vin Power
• 8V 240mW
• 9 320
• 10 400
• 11 480
• 12 560
• 13 640
• 14 720

Turvallisuuden vuoksi meidän ei pitäisi ylittää 9 V: n jännitettä.

Ulkoinen 5 V: n virtalähde olisi paljon turvallisempi, mutta käytin Arduinon säädintä ja se on hyvä.

Piirin virtalähteeksi valitsin moduulin, joka yhdistää LI-ioni-laturin ja tehostetun virtalähteen. Ne ovat laajalti saatavilla eBayssa tai haulla "Li Charger Boost".

Laturi käyttää TC4056 -sirua, jolla on monimutkainen vakiovirta- ja vakiojännitealgoritmi. Kun irrotat USB -virtalähteen, se siirtyy valmiustilaan ja akun varaus on alle 2 uA. TC4056: ssa on tulo lämpötilan tunnistamiseen, mutta se ei ole käytettävissä moduulilevyllä (nasta on maadoitettu).

Vahvistuspiirin väitetään olevan 87-91% tehokas normaalilla akun jännitealueella 50-300 mA: n lähtövirralla. (En itse mitannut.) Se on aika hyvä.

Kuitenkin sen "valmiustila" -virta, kun poistat kuorman, on 0,3 mA, mikä on huono. 300 mAh: n solu tyhjennettäisiin 6 viikossa. Ehkä se olisi tyhjennetty niin pitkälle, että sen jännite putoaisi vahingolliselle tasolle.

On yksi raita, joka yhdistää akun tehostimeen. Voit leikata radan helposti (katso kuva). Juotos lanka ylhäällä olevan suuren vastuksen päälle, jotta voit katkaista leikkauksen kytkimen avulla.

Virta on nyt 0,7uA testatulla levyllä. Joten kenno kestää 50 vuotta-no, ei tietenkään, Li-ion-kennon itsepurkautuminen on noin 3% kuukaudessa. 3% kuukaudessa 300 mAh: n kennolle on 13uA: n virta. Vertaa sitä 300uA: n tehostuspiiriin. Uskon, että kannattaa sammuttaa tehostuspiiri.

Älä kytke kuormaa päälle, kun kenno latautuu. Kuorman vetämä virta sekoittaa latausalgoritmin.

Tarvitset siis 2-napaisen vaihtokytkimen (esim. Liukukytkimen), joka on joko "On" tai "Charge" -asennossa.

Voit jättää huomiotta sisäänrakennetun USB-liitännän ja juottaa erilliset johdot kytkimeen ja omaan USB-liitäntään.

Tai voit pitää sisäänrakennetun pistorasian ja katkaista liitännän pistorasian ja sirun välillä. Yllä oleva kaavio näyttää, missä leikataan.

Liitä tehostetun virtalähteen 5 V: n lähtö Arduinon 5 V: n nastaan. Ihmiset sanovat "älä tee sitä - ohitat Arduinon suojadiodin". Mutta Nano ei ole kytketty nasta diodin USB -puolelle. Liitä vain 5 V: n nastaan. Mikä on pahinta mitä voi tapahtua? Menetät nanon, joka maksaa alle 3 puntaa.

Virtalähteen piirin on myös käytettävä kaiuttimien vahvistinta.

Vaihe 7: Kaiuttimien lisääminen

Halusin MIDI Thereminin olevan kannettava. Sen pitäisi sisältää omat kaiuttimet ja vahvistin.

Voit rakentaa oman vahvistimen tai ostaa vahvistinmoduulin, sitten ostaa kaiuttimet ja laittaa ne koteloon. Mutta mitä järkeä? Teknologiassa minulla on puoli tusinaa kaiutinta, jotka olen ostanut hyväntekeväisyysliikkeistä ja autonkuljetusmyynneistä, alle 1 puntaa.

Vaaleansiniset kaiuttimet käyttivät vain 30 mA 5 V: n jännitteellä, mutta niiden bassovaste on huono. Musta radio on mukava muoto - voin kuvitella asentavani HC -SR04 -moduulit kulmiin ja näytön yläpintaan. Harmaat "litteät paneelit" saavat virtansa USB -liitännästä, joka on ihanteellinen.

Pienellä etsimisellä sinun pitäisi löytää kaiuttimet, joissa on jo mukava kotelo. Varmista, että ne toimivat virtalähteen jännitteellä. Jos se saa virtansa neljästä AA -kennosta, se todennäköisesti toimii OK 5 V: n jännitteellä.

Mutta kaivoin syvemmälle teknoihin ja löysin erittäin mukavan telakointiaseman, jonka sain "kaikki hintaan 0,50 puntaa". Se oli kadottanut laturin ja IR -kaukosäätimen, mutta toimii hyvin.

Jos olet päättänyt rakentaa omat kaiuttimet, tässä on hyvä Instructable. Tai etsi oppaista PAM8403 tai vahvistin.

Vaihe 8: Telakointiasema

Tämä on erittäin mukava kannettava Logitech -telakointiasema. On epätodennäköistä, että saat saman, mutta rakentamisen periaatteet ovat samat.

Telakointiasema sisältää oman ladattavan litiumionikennon ja tehostetun virtalähteen. (Jos omasi ei rakenna yllä kuvattua virtalähdettä ja ohita seuraavat kohdat.)

Jos vahvistimessasi on litiumionikenno, siinä on todennäköisesti tehonlähde. (Yksittäisen litiumionikennon jännite on epämukavan alhainen, joten sitä on lisättävä.)

Etsi ensin vahvistimen virran liitännät. Virtalähteessä on suuret tasoituskondensaattorit - katso kuva roskapostikortista. Mittaa jännite niiden juotoslevyistä alapuolelta. Negatiivisen tyynyn tulee olla piirin "maadoitus". Jos piirilevy on täytetty, se jauhetaan. Tai maa voi olla paksu rata, joka kulkee monille paikoille laudalla.

Vahvistimen lähtövaiheessa saattaa olla suuria kondensaattoreita - se on vanhanaikainen tapa tehdä se. Mittaa jännite niiden yli, kun se toimii. Se vaihtelee todennäköisesti musiikin mukaan ja saattaa olla keskimäärin puolet virtalähteen kondensaattoreiden jännitteestä. Ne ovat vääriä kondensaattoreita - haluat ne virtalähteessä.

On erittäin epätodennäköistä, että levyllä on sekä positiivista että negatiivista voimaa (isoilla stereovahvistimilla on, mutta en ole koskaan nähnyt tällaista kevyttä). Varmista, että olet todella valinnut maan ja positiivisen voiman.

Käyttämässäni Logitech -telakointiasemassa on monimutkainen digitaalinen piiri ja analoginen vahvistin. Jos omasi on sellainen, siinä on tasoituskondensaattorit 5 V: lle tai 3,3 V: lle ja ehkä 9 V vahvistimelle. Mittaa kaikkien isojen kondensaattoreiden jännitteet ja valitse suurin jännite.

Varmista, että valitsemasi virtaliitännän jännite riippuu virtakytkimestä. (Kun kytket virran pois päältä, jännitteen lasku voi kestää hetken kondensaattorin tyhjentyessä.)

Juotosjohdot mihin tahansa virtalähteeksi valitsemaasi. Logitech -telakointiasema tuottaa noin 9 V, joka yhdistää hienosti Arduinon Vin -nastaan.

Virtakaiuttimissa tai telakointiasemassa tulee olla 3,5 mm: n liitäntä äänituloa varten. Yksi juotosliitoksista hiotaan - luultavasti lähin levyn reunaa. Käytä ohmimittaria tarkistaaksesi, että se muodostaa yhteyden mielestäsi maahan. Joissakin äänituloissa liittimen "suojaa" ei ole kytketty suoraan maahan. Se kelluu. Joten jos mikään pistokkeista ei ole maadoitettu, älä huoli hetkeksi. (Myös VS1053 -moduulin liittimen "kilpi" kelluu.)

Tarkista mittarin avulla, että pistokkeen "maadoitus" -tappi on samassa jännitteessä kuin virtalähteen maa.

Logitechin telakointiasema oli outo. Jos liitin Logitech -liittimen "maadoituksen" VS1053 -kortin "maahan" (käyttämällä audiokaapelia, se toimi hyvin, mutta Theremin -järjestelmäni virta nousi 80 mA: sta yli 200 mA: iin. En yhdistänyt näitä kahta "maata". Se toimii hyvin, mutta minulla ei ole aavistustakaan siitä, mitä tapahtui.

Vaihe 9: Tapauksen tekeminen

Valitsemasi kotelo riippuu käytettävistä materiaaleista, siitä, mistä nautit työskentelystä, ja valitsemistasi kaiuttimista. Mitä tahansa teet, on varmistettava, että luotaimet osoittavat poispäin toisistaan ja ylöspäin 45 °. Sitten tulee näyttö ja painike.

Jos olet katsonut muita Instructables -tuotteitani, tiedät, että olen suuri peltilevyn fani. Se voidaan taivuttaa muotoon, pehmeäjuotoksella ja maalata. Valokuvat osoittavat, miten olen järjestänyt asioita.

Yläkolmio on taivutettu, juotettu, täytetty, tasoitettu ja maalattu. Piirilevyt on liimattu kolmioon ja niissä on pieniä puunpalasia, jotka toimivat välikappaleina.

"Etupaneeli" on 1 mm: n polystyreenilevy. Välikkeet on valmistettu enemmän polystyreenilevyistä ja itsekierteittävät ruuvit pitävät nauhat paikallaan. Puiset tuet liimataan kuumasti telakointiaseman edessä olevaan onteloon ja piirilevyt ruuvataan niihin pitkillä itsekelausruuveilla.

Luulen, että olisin voinut tulostaa jotain 3D: tä, mutta mieluummin vanhan koulun menetelmiä, joissa voin säätää asioita edetessä. Asioiden tekeminen on pikemminkin löytömatka kuin "suunnittelu".

Vaihe 10: Tuleva kehitys

Miten voisit kehittää soitinta edelleen? Voit muuttaa käyttöliittymää. Voit korvata painikkeen IR -etäisyysanturilla, joten sinun ei tarvitse koskettaa laitetta lainkaan. Tai ehkä käyttää kosketusnäyttöä painikkeen sijaan ja vasemmanpuoleista valikkoa hallitaksesi.

Asteikko-valikon avulla voit valita "ei-länsimaisen musiikin" asteikot, mutta siinä oletetaan, että kaikki nuotit ovat tasaisesta näppäimistöstä-näin MIDI toimii Arabialaisessa neljänneksen sävyasteikossa on muistiinpanoja, jotka eivät ole parillisella asteikolla. Muut asteikot eivät liity tasapainoiseen näppäimistöön millään tavalla. Voi olla mahdollista käyttää sävelkorkeutta tällaisten nuottien tuottamiseen. Tarvitset jollakin tavalla valikon määrittämään jokaisen nuotin taajuuden. Luulen, että sävelkorkeus voi koskea kaikkia kanavan nuotteja. Käytän tällä hetkellä vain yhtä kanavaa - kanavaa 0. Joten jos se on moniääninen tai siinä on sointuja, sinun on toistettava jokainen nuotti eri kanavalla.

Instrumentista voi tulla rumpusyntetisaattori. Vasen käsi voi määrittää melodisen Tomin äänenvoimakkuuden, kun taas oikea kaikuluotain korvataan pietsosensorilla, jonka isket rummun ääniä varten.

Molemmat kädet voisivat ohjata kahta eri instrumenttia.

Vasen käsi voi valita soittimen.

Projektin puolivälissä löysin Zeppelin Design Labsin Altura MkII Theremin MIDI -ohjaimen. Vaikuttaa hienolta soittimelta.

Heillä on pari videota, jotka kannattaa katsoa:

(Varastin Altura -sanan "roskakorit" ja ajatuksen siitä, että astia laajenee, kun kirjoitat sen sisään, jotta pysyt siinä.)

MIDI Theremin eroaa muutamasta Altura -laitteesta. Mine tuottaa oman äänen sisäänrakennetulla MIDI-syntetisaattorilla, vahvistimella jne.; Altura lähettää viestejä ulkoiselle syntetisaattorille. Saatat mieluummin valita heidän tavan tehdä se. Minulla on TFT -näyttö eikä 7 -segmenttinen näyttö - se on ehdottomasti parempi, mutta saatat ajatella, että isompi näyttö olisi parannus. Omat käyttävät valikot parametrien asettamiseen, kun taas omat käyttävät nuppeja. Valikot ovat pakollisia, koska omani tarvitsee paljon ohjauslaitteita syöttölaitteelle (kaikuluotain) ja syntetisaattorille; Altura tarvitsee vähemmän valvontaa. Ehkä nupit ovat parempia live -esityksen aikana. Ehkä omassani pitäisi olla nupit. Asetusten valintanuppi saattaa olla hyvä.

Altura on varustettu artikulaatiosäätimellä, joka määrittää, kuinka nopeasti nuotit voidaan soittaa. En ole sisällyttänyt sitä ohjelmistoon - ehkä sen pitäisi olla siellä. Altura on Arpeggiator (askel sekvensseri). Se on hyvä idea; Minulla on sointuja, jotka eivät ole aivan sama asia.

Joten se siitä. Toivottavasti pidät MIDI-Thereminin rakentamisesta ja käytöstä. Kerro minulle, jos havaitset kuvauksessani virheitä tai jos voit ajatella parannuksia.