В очередной раз играя на гитаре и управляя звуком через Peavey ReValver и прочие Amplitube, задумался о приобретении MIDI-контроллера. Фирменные устройства, вроде Guitar Rig Kontrol 3, стоят около 13 000 рублей, и обладают только напольным исполнением. То есть оперативно менять положения нескольких регуляторов весьма проблематично.
Различные контроллеры DJ направленности выглядели интереснее за счет обилия фейдеров и энкодеров. Решено было совместить приятное с полезным и сделать MIDI-контроллер самому.
Начальные требования: 2-7 фейдеров, столько же роторных потенциометров/энкодеров, около 10 кнопок, подключение по USB.
Далее стал выбирать компоненты. Arduino выбрал по причине наличия, в принципе можно использовать ту же ATmega32u4, STM, либо другой контроллер. Фейдеры и кнопки нашел в местном радиомагазине. Энкодер и потенциометры уже были когда-то куплены. Тумблеры нашел в гараже. Корпус решил изготовить из верхней крышки DVD плеера.
Комплектующие:
- Arduino UNO R3 1 шт.
- Фейдеры сп3-25а 5 шт.
- Рот. потенциометры 3 шт.
- Энкодер 1 шт.
- Кнопки pbs-26b 16 шт.
- Крышка от DVD 1 шт.
- Тумблеры 2шт.
Сначала согнул корпус и пропилил в нем бормашиной отверстия под фейдеры:
Затем просверлил отверстия для тумблеров и рот. потенциометров, разметил положение кнопок. Так как сверла на 19 (да и соответствующего патрона для дрели) у меня не было, то отверстия для кнопок сверлил на 13, а затем увеличивал разверткой.
Основа готова, теперь можно думать, как подключать все это добро к Arduino. Во время изучения данного вопроса наткнулся на замечательный проект HIDUINO. Это прошивка для ATmega16u2 на борту Arduino, благодаря которой устройство определяется как USB-HID MIDI device. Нам остаётся только отправлять данные MIDI по UART со скоростью 31250 бод. Чтобы не захламлять исходники дефайнами с кодами MIDI событий, я воспользовался этой библиотекой.
Так как я использовал Arduino, то решил сделать шилд, к которому уже и будут подключаться вся периферия.
Схема шилда:
Как видно из схемы кнопки подключил по матричной схеме. Задействованы встроенные подтягивающие резисторы ATmega328, поэтому логика инверсная.
for(byte i = 0; i < COLS; i++){ //--Конфигурируем строки мтрчн клвтр как выходы
pinMode(colPins[i], OUTPUT); //--подаём на них лог. 1
digitalWrite(colPins[i], HIGH);
}
for(byte i = 0; i < ROWS; i++){ //--Конфигурируем столбцы мтрчн клвтр как входы---------
pinMode(rowPins[i], INPUT); //--включаем встроенные в мк подтягивающие резисторы--
digitalWrite(rowPins[i], HIGH);
}
for(byte i = 0; i < COLS; i++) //-Цикл чтения матричной клавиатуры-----
{
digitalWrite(colPins[i], LOW); //--На считываемый столбец выставляем 0---
for(byte j = 0; j < ROWS; j++) //--Построчно считываем каждый столбец--
{ //--И при нажатой кнопке передаём ноту--
dval=digitalRead(rowPins[j]);
if ( dval == LOW && buttonState[i][j] == HIGH ) MIDI.sendNoteOn(kpdNote[j][i],127,1);
if ( dval == HIGH && buttonState[i][j] == LOW ) MIDI.sendNoteOff(kpdNote[j][i],127,1);
buttonState[i][j] = dval;
}
digitalWrite(colPins[i], HIGH);
}
Забыл разместить на печатке диоды, пришлось подпаивать к кнопкам.
Потенциометры подключены через мультиплексор 4052b к вводам АЦП.
for(byte chn = 0; chn < 4; chn++) //-Цикл чтения значений потенциометров
{
set_mp_chn(chn); //--Задаём параметры мультиплексора
val=analogRead(0) / 8; //--Считываем значение с канала X
if (abs(val-PrVal[chn]) > 5) //--Если текущее значение отл. от прошлого
{ //--больше чем на 5, то посылаем новое значение
MIDI.sendControlChange(chn,val,1);
PrVal[chn]=val;
}
val=analogRead(1) / 8; //--Считываем значение с канала Y аналогично X
if (abs(val-PrVal[chn+4]) > 5)
{
MIDI.sendControlChange(chn+4,val,1);
PrVal[chn+4]=val;
}
}
Энкодер повесил на аппаратное прерывание.
void enc() // Обработка энкодера
{
currenttime=millis();
if (abs(ltime-currenttime)>50) // антидребезг
{
b=digitalRead(4);
if (b == HIGH && eval<=122) eval=eval+5;
else if (b == LOW && eval>=5) eval=eval-5;
MIDI.sendControlChange(9,eval,1);
ltime = millis();
}
}
Печатную плату развёл в Sprint layout, Затем изготовил старым добрым ЛУТ'ом с использованием самоклеющейся плёнки и хлорного железа. Качество пайки страдает от ужасного припоя.
Готовый шилд:
Для заливки прошивки в ATmega32u4 я кратковременно замыкал 2 пина ICSP, затем использовал Flip. В дальнейшем подключил к этим пинам кнопку.
Прошивка работает, осталось прикрутить стенки и лицевую панель. Так как я размечал все по месту, то на рисование панели времени ушло больше, чем на всё остальное. Выглядело это так:
- 1. В качестве фона картинки выставлялась миллиметровка
- 2. Размечались отверстия
- 3. Полученное выводилось на печать
- 4. Вырезались все отверстия
- 5. Откручивались и снимались все элементы
- 6. Устанавливалась панель, устанавливались на места все кнопки/потенциометры
- 7. Отмечались несоответствия шаблона и корпуса
- 8. Переход к пункту 2, пока все отверстия не совпадут
Панель изготовлена из миллиметрового ПЭТ, покрытого плёнкой с принтом и ламинированием, отверстия вырезались лазером по cdr файлу. У иркутских рекламщиков все это обошлось мне всего в 240 рублей.
Боковые стенки выпилил из фанеры.
Вид устройства на текущий момент:
Стоимость комплектующих:
- Arduino UNO R3 320 р.
- Фейдеры сп3-25а 5х9=45 р.
- Рот. потенциометры + ручки 85 р.
- Энкодер 15 р.
- Кнопки pbs-26b 16х19=304 р.
- Панель 240 р.
- Мультиплексор 16 р.
- Фанера, текстолит, тумблера, корпус от DVD — в моём случае бесплатно.
Итого: 1025 руб.
Контроллер справляется с возложенными на него задачами и рулит звуком практически в любой программе аудио обработки.
В планах покрыть фанеру морилкой и вырезать из оргстекла нижнюю крышку. Так же добавить порт расширения для подключения напольного контроллера.
Код для Arduino и печатка на гитхабе: https://github.com/vlr-baik/MyMidi
Материалы по теме
Комментарии (36)
constnw88
12.05.2015 12:25Браво! Как раз подумывал над подобным проектом для своей гитары, Вы меня подтолкнули к действиям. Да и Ардуино без дела как раз лежит.
Dorrin
12.05.2015 18:46Думаю вам будет интересна реализация задания темпа отстукиванием(не потенциометром).
eta4ever
12.05.2015 12:58+2Плата, конечно, ад и Чернобыль. Но в целом красиво, боковушки корпуса бы еще поаккуратнее, и будет очень симпатичный девайс.
eta4ever
12.05.2015 13:08+4Поделюсь технологией. Она на какой-то идеал не претендует, но мне результат и скорость нравятся. Нужна плата, какой-нибудь гелевый флюс (я использую мерзкий розовый ТТ), паяльник ватт на 60 и без разницы, какой припой. Флюс натурально ПАЛЬЦЕМ (ну, можно ватной палочкой) распределяется тонюсеньким слоем по всей плате, а затем микроскопическое (это важно!) количество припоя начинаем размазывать паяльником. Получается, например, так:
После лужения плату надо хорошенько помыть какой-нибудь калошей, т.к. флюс ТТ — плохо отмывающаяся бяка, обладающая относительно небольшим сопротивлением, были прецеденты плохой работы чипов с маленьким шагом выводов (у меня TSSOP20) от неотмытого ТТ.Valar386 Автор
12.05.2015 13:51Спасибо, попробую. Обычно (но не в тот раз) использую плоское жало + глицерин.
Gordon01
12.05.2015 14:36+1Раньше тоже так делал. Теперь вместо флюса использую паяльный жир, а плату мою фейри под струей воды. Начисто промываю дистилятом из фильтра.
Никакой возни с вонючей химией, чистая, как с хорошего завода плата, минимум усилий.
С ужасом вспоминаю флюсы и уж тем более канифоль, которую приходилось аж «замачивать» во всяких ацетонах.eta4ever
12.05.2015 14:38Попробую жир в следующий раз, спасибо. От канифоли, действительно, избавляться тяжко, стараюсь ее не использовать.
По химии — все равно без нее не получается, все более-менее «невонючее», но фоторезист лучше всего смывается ацетоном.nekrolai
12.05.2015 17:21Извините уважаемые, я может быть какую то ересь сейчас скажу, но канифоль же спиртом смывается «на ура». Паять приходится мало, тем более платы, использую канифоль и спирт выручал всегда и везде.
Int_13h
13.05.2015 08:11Однажды приводил отремонтированную железяку к виду «только что с завода», протер спиртом- получил по всей плате белый липкий налет от остатков заводского флюса. Совсем нетоварный вид. Спас ацетон :)
p.s. Привет кстати :)
constnw88
12.05.2015 21:31Из практики, полученной во время работы в СЦ по ремонту мобильных телефонов, ничего не отмывает плату лучше, чем Мистер мускул с нашатырем.
ploop
12.05.2015 19:49мерзкий розовый ТТ
ТТ разный бывает. Есть розовый индикаторный (как у вас похоже), он используется только для пайки феном, так как без прогрева активен, имеет сопротивление и быстро разъедает монтаж, если не смыть.
Есть другой ТТ, тут писал про него. Вот это штука просто отличная, но нигде найти не могу, в отличии от розового, который везде продаётся. Девайс, паянный им без смыва, работает 4 года (часы, плата открыта), никакой коррозии. Паяется отлично. Если найдёте — берите не глядя.eta4ever
12.05.2015 21:38Да, индикаторный. Мне он очень нравится по одной простой причине — паяется с ним все просто офигенно. Практически как с кислотой, но не так брутально в плане разъедания. Кстати, что касается разъедания розовым ТТ — недавно разбирал один девайс примерно пятилетней давности. Несмытый. Припой весь почернел по поверхности, но на работе это никак не сказалось.
ploop
12.05.2015 21:48Мне он очень нравится по одной простой причине — паяется с ним все просто офигенно.
Вот точно так же паяется с другим, про который говорил. Но он не коррозийный.
Припой весь почернел по поверхности, но на работе это никак не сказалось.
Это повезло.
Вот три фотки (извиняюсь, с телефона), ТТ не смыт. Покрылся слоем пыли, но плата в норме
dl.dropboxusercontent.com/u/22991016/images/IMG_20150512_214237.jpg
dl.dropboxusercontent.com/u/22991016/images/IMG_20150512_214242.jpg
dl.dropboxusercontent.com/u/22991016/images/IMG_20150512_214340.jpg
На плате год, когда разрабатывал (и паял) указан на шелкографии.eta4ever
12.05.2015 21:51Мне, наверное, повезло просто из-за того, что шаг 2.5 мм (макетка паечная обыкновенная) и много припоя.
ploop
12.05.2015 20:00Да, и на счёт пайки плат: советую чистый глицерин. Купить можно у парильщиков электронных сигарет (вейперов), поллитра стоит ~200 рублей, хватит на всю жизнь паяния. Естественно его смывать надо, но он смывается идеально.
sashabeep
12.05.2015 14:34Неплохо сделано. С моей дилетантской точки зрения, вполне красиво, только боковушки я бы сделал ламинированные на заказ. Единственное, что пока не удается постичь самому для самостоятельной сборки девайса — энкодеры, а их бы надо для управления транспортом, промоткой, лупами и т.д в тракторе. У меня сгорел контроллер, и осталась работающая звуковая часть от него с разъемами midi i/o в которые можно писать с serial1.write. Но постичь магию мультиплексоров и кода для работы со всеми ручками, что есть в проекте — пока что не получилось
Valar386 Автор
12.05.2015 16:00Посмотрите ссылки в конце статьи, многое должно стать понятно. Так же есть отличный курс по avr на easyelectronics.
Если есть вопросы по коду — спрашивайте, постораюсь максимально подробно ответить.sashabeep
13.05.2015 10:56Как сделать много энкодеров и кнопок? Какой готовый мультиплексор можно взять?
Valar386 Автор
13.05.2015 11:39Кнопки у меня подключены матрицей, то есть для 16 кнопок используется 4+4=8 пинов МК.
Статьи про подключение энкодеров к МК: 1, 2.
Для увеличения числа вводов/выводов можно использовать мультиплексоры, сдвиговые регистры и другие элементы.
Мультиплексоры распространённые 4051, 4052, либо отечественные аналоги. Видео про использование мультиплексоров.sashabeep
13.05.2015 11:48Про матрицу, конечно, понятнее всего, у меня в «готовом» наборе есть такая с 16 кнопками, остальное посмотрю, спасибо за ссылки
Lovesuper
13.05.2015 10:29+1Плата — просто ад какой-то! Настоящий грайнд-метал или дет-метал (не знаю как там) :)
serafims
Мне кажется, у вас не припой плохой, а флюс, и плата очищена от окислов слабо. Либо паяльник чуть-чуть помощнее надо, чтобы такие полигоны лудить. Хорошо лудится оплеткой от кабеля.
Valar386 Автор
Плату сначала лудил в «жидком олове», но раствор был старый и ничего не вышло, за несколько часов на плате осел совсем тонкий слой. Лудить по новой уже не стал. Обычно лужу плоским жалом + глицерин.
Припой действительно ужасный, и судя по высокой тем-ре плавления бессвицовый.