Arduino MIDI Chiptune სინთეზატორი: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

ხელახლა გაერთეთ კომპიუტერული თამაშების ადრეული მუსიკის გართობით ავთენტური 8 ბიტიანი chiptune სინთეზატორით, რომლის კონტროლიც შეგიძლიათ MIDI– ზე ნებისმიერი თანამედროვე DAW პროგრამული უზრუნველყოფის კომფორტით.

ეს მარტივი წრე იყენებს Arduino– ს AY-3-8910 პროგრამირებადი ხმის გენერატორის ჩიპის მართვისთვის (ან მისი მრავალი კლონიდან ერთ – ერთი) 1980 – იანი წლების ბგერის ხელახლა შესაქმნელად. მრავალი დიზაინისგან განსხვავებით, რომლებიც საჭიროებენ სპეციალურ პროგრამულ უზრუნველყოფას მუსიკის შესაცვლელად, ეს ჰგავს სტანდარტულ USB MIDI მოწყობილობას. სინთეზატორს აქვს ჭკვიანი ალგორითმი, რომელიც ცდილობს შეინარჩუნოს მუსიკალურად ყველაზე აქტუალური ნოტები; ხშირ შემთხვევაში თქვენ შეგიძლიათ გადააგდოთ არა-რედაქტირებული MIDI ფაილები პირდაპირ მასზე და მელოდია გამოდის პირდაპირ. მთლიანი ღირებულება უნდა იყოს დაახლოებით 20 ფუნტი.

ნაბიჯი 1: ის, რაც დაგჭირდებათ

ამის სრული ნაწილების სია, როგორც ხედავთ სურათებში, არის შემდეგი:

• Sparkfun Pro Micro კლონი (5V, 16MHz ვარიანტი). ეს გამოვიყენე ამაზონზე.
• Yamaha YM2149F PSG ჩიპი. მე მივიღე ჩემი eBay– დან.
• 2 x 100nF კერამიკული კონდენსატორები
• 1 75R, 1K და 100K რეზისტორებიდან თითოეული (1/4 ვატიანი მაჩვენებელი კარგია).
• 4.7nF კერამიკული დისკის კონდენსატორი
• 1uF ელექტროლიტური კონდენსატორი (ძაბვის მაჩვენებელი> 5V).
• 40 პინიანი 0.6 დიუმიანი DIP IC სოკეტი
• 2 x 12 გზა 0.1 "სათაურები (ეს CPC- დან)
• პროტოტიპის დაფა, 3 "2" დაახლ. მე ვიყიდე ამის ნაყარი პაკეტი, ისევ ამაზონზე.
• PCB სამონტაჟო ფონო სოკეტი
• მინიატურული მყარი ბირთვი (ასე).

თქვენ ასევე დაგჭირდებათ soldering რკინის, solder, მავთულის საჭრელი, pliers და მავთულის stripper.

ნაბიჯი 2: ალტერნატიული ნაწილები

ალტერნატიული პროგრამირებადი ხმის გენერატორის ჩიპები

YM2149, რომელიც მე გამოვიყენე, არის ორიგინალური General Instruments AY-3-8910 IC კლონი. (პირველმა პროტოტიპმა გამოიყენა AY-3-8910, რომელიც შევიძინე eBay– დან, მაგრამ აღმოჩნდა, რომ თეთრი ხმაურის გენერატორი არ მუშაობდა. სევდიანი სახე). თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს პროექტი ნებისმიერი ცვლილების გარეშე.

General Instruments– მა ასევე გააკეთა AY-3-8912 და AY-3-8913 ვარიანტები, რომელიც იგივე სილიციუმი იყო პატარა პაკეტებში, დამატებითი I/O ქინძისთავების გარეშე. ეს ქინძისთავები არ არის საჭირო რაიმე აუდიო მიზნებისთვის და ეს პროექტი არ იყენებს მათ. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ AY-3-8912 ან -8913, უბრალოდ მიჰყევით ზემოთ ნაჩვენებ პინუსებს.

ალტერნატიული არდუინოსი

"Pro Micro", რომელიც მე გამოვიყენე, არის Sparkfun- ის Pro Micro დაფის ასლი. თუ არ ხართ დარწმუნებული არდუინოს კოდში, უმჯობესია დაიცვათ იგი; თუ სიამოვნებით ადაპტირებთ დიზაინს, დაგჭირდებათ შემდეგი სპეციფიკაციები

• ATmega 16u4 ან 32u4 მოწყობილობა (საჭიროა USB MIDI მოწყობილობის ფუნქციის შესასრულებლად; ATmega 168 ან 328 ამას ვერ გააკეთებს).
• 5V ოპერაცია (AY-3-8910 მუშაობს 5V), და 16MHz საათის სიჩქარე.

• მინიმუმ 13 ციფრული I/O ხაზი.

  პორტის pin PB5 უნდა იყოს დაკავშირებული (ის გამოიყენება 1MHz საათის სიგნალის შესაქმნელად). Pro Micro– ზე იგი გამოიყენება როგორც D9 I/O pin

Arduino Leonardo და Micro დაფები ორივე შეესაბამება კანონპროექტს, თუმცა მე არ მიცდია ისინი.

სხვა კომპონენტები

აქ გამოყენებული რეზისტორები და კონდენსატორები არ არის განსაკუთრებული. უნდა მუშაობდეს (დაახლოებით) სწორი მნიშვნელობის ნებისმიერი ნაწილი.

ნაბიჯი 3: განალაგეთ მიკროსქემის დაფა

მიკროსქემის შესაქმნელად, უმჯობესია დაიწყოთ სოკეტების განთავსებით, შემდეგ დაამატოთ რეზისტორები და კონდენსატორები. ჩვენ გავაშუქებთ მათ გაყვანილობას შემდეგ ეტაპზე.

ზემოთ მოყვანილი სურათის გამოყენებით, როგორც სახელმძღვანელო, მოათავსეთ 40-პინიანი IC სოკეტი, გადააბრუნეთ დაფა და უბრალოდ შეაერთეთ იგი ორ მოპირდაპირე კუთხეში. თუ სოკეტი არ დგას დაფაზე, ადვილია მისი დაფიქსირება ერთი ან სხვა პინის გადაყიდვით. როდესაც ყველაფერი კარგადაა, შეაერთეთ დანარჩენი.

მოათავსეთ ორი 12 პინიანი სოკეტი, შემდეგ ჩადეთ არდუინო მათში, რათა შეინარჩუნოს ისინი ვერტიკალურად და მყარად შედუღების დროს. ისევ და ისევ, თითოეულ ბოლოში ორი ქინძის შედუღება საშუალებას მოგცემთ შეამოწმოთ საბოლოო შედუღებამდე.

აუდიო გამომავალი სოკეტისთვის, მე გამოვიყენე პატარა საბურღი PCB ხვრელების გასადიდებლად, რადგან სამონტაჟო ტეგები საკმაოდ დიდია.

ნაბიჯი 4: გაყვანილობა

მას შემდეგ, რაც ძირითადი კომპონენტები განლაგებულია, ისინი შეიძლება შეყვანილ იქნეს დაფის უკანა მხარეს, ზემოთ ჩართვის შემდეგ.

აუდიო გამომავალი კომპონენტები (R2, R3, C2, C3) და გამთიშველი კონდენსატორები (C1, C4) შეიძლება დაკავშირებული იყოს მყარი ბირთვიანი მავთულით (ან კომპონენტის გამტარების გათიშვით). Arduino– დან PSG ჩიპამდე მიწისა და დენის კავშირები (წითელი და შავი მავთულები, სურათზე) ახლა უკვე შესაძლებელია.

Pro Micro– ს სხვადასხვა შედეგები გამოყვანილია AY-3-8910– მდე შემდეგნაირად (იხ. დაკავშირების სახელმძღვანელო პინ-დავალებებისათვის):

სიგნალი Arduino AY-3-8910 პინი

DA0 D2 37 DA1 D3 36 DA2 D4 35 DA3 D5 34 DA4 D6 33 DA5 D7 32 DA6 D8 31 DA7 A0/D18 30 BC1 D10 29 BC2 MOSI/D16 28 BDIR MISO/D14 27 RESET# SCLK/D15 23 CLOCK D9 22 (via R1, 75 ohm)

ნაბიჯი 5: პროგრამირება Arduino IDE გამოყენებით

თუ თქვენ ხართ ახალი Arduino– ში, მე გირჩევთ სცადოთ ერთ – ერთი ძირითადი გაკვეთილებიდან ერთ – ერთი. სპარკფუნის დაკავშირების სახელმძღვანელო იძლევა სრულ დეტალებს. თქვენ შეგიძლიათ შეამოწმოთ რომ ძირითადი პროგრამირება მუშაობს "Blinkies" სამეურვეო პროგრამის დაცვით. Arduinos შეიძლება იყოს ცოტა სახიფათო დაარწმუნოს "ჩამტვირთავი" რეჟიმში (სადაც შეგიძლიათ ჩატვირთოთ ახალი ესკიზები), ასე რომ ცოტა პრაქტიკა მარტივი მაგალითით არის სასარგებლო.

როდესაც ბედნიერი იქნებით, გადმოწერეთ ამ გვერდზე თანდართული chiptunes.ino ფაილი და შექმენით და ატვირთეთ. (მე აღმოვაჩინე, რომ "Arduino/Genuino Micro" დაფის ტიპის გამოყენება კარგია ამ ესკიზისთვის, თუ გსურთ გამოტოვოთ Sparkfun დაფის მხარდაჭერის დაყენება).

ასევე, გაითვალისწინეთ, რომ თუ Mac- ზე ხართ, "პორტის" პარამეტრი უნდა შეიცვალოს მას შემდეგ, რაც ესკიზი პირველად ჩატვირთეთ. "ცარიელი" არდუინოს საშუალებით (ან ბლინკის ესკიზის გამოყენებით) ის გამოჩნდება როგორც /dev/cu.usbmodemXXXX, როგორც ეს მოცემულია ზემოთ მოცემულ სურათზე. როდესაც USB MIDI მოწყობილობა აქტიურია (როგორც გამოიყენება chiptunes.ino ესკიზში) ეს იქნება /dev/cu.usbmodemMID1.

ნაბიჯი 6: სინთის ტესტირება და გამოყენება

მას შემდეგ რაც Arduino დაპროგრამდება, თქვენი სამუშაო სადგური ავტომატურად უნდა აღიარებდეს მას როგორც USB MIDI მოწყობილობას. ის გამოჩნდება სახელწოდებით 'Arduino Micro' - ამის ნახვა შეგიძლიათ Windows მოწყობილობის მენეჯერზე, ან Mac OS- ში "სისტემის ინფორმაციის" აპლიკაციაზე.

Mac– ზე, შეგიძლიათ გამოიყენოთ Audio MIDI Setup აპლიკაცია ძირითადი ტესტის გასაშვებად. დაიწყეთ აპლიკაცია, შემდეგ შეარჩიეთ ფანჯარა -> აჩვენეთ MIDI Studio. ამით გამოჩნდება MIDI Studio ფანჯარა - ყველა თქვენი MIDI ინტერფეისი გამოჩნდება ოდნავ შემთხვევითი მოწყობით - რომელიც იმედია მოიცავს 'Arduino Micro' მოწყობილობას. თუ დააწკაპუნებთ "ტესტირების დაყენების" ხატულაზე პანელის პანელში და შემდეგ დააწკაპუნებთ ქვემოთ მდებარე ისარს (იხილეთ სურათი) Arduino მიკრო მოწყობილობაზე, აპლიკაცია გაგზავნის MIDI ჩანაწერებს სინთეზში. (ეს არ არის განსაკუთრებით სრულყოფილი!) სინთმა ამ დროს უნდა გამოსცეს შემთხვევითი ხმები.

ამის შემდეგ შეგიძლიათ დაამატოთ "Arduino Micro", როგორც გამომავალი მოწყობილობა თქვენი ციფრული აუდიო სამუშაო სადგურის MIDI კონფიგურაციაში და დაიწყოთ თამაში!

• სინთეზი პასუხობს MIDI არხებზე 1 -დან 4 -მდე. თითოეულ არხს აქვს განსხვავებული ხმა (კარგად, განსხვავებული მოცულობის კონვერტი).
• MIDI შენიშვნები 24-დან 96-მდე (C1-C7) მიიღება; ამ დიაპაზონის მიღმა შენიშვნები იგნორირებულია.

• MIDI არხი 10 უკრავს დრამის ბგერებს. გაითვალისწინეთ რიცხვები 35 -დან 50 -მდე (იხ

  www.midi.org/specifications-old/item/gm-level-1-sound-set) მიღებულია.

• AY-3-8910– ზე არის სამი ხმის არხი. სინთის firmware ცდილობს დაუკრას ბოლო დროს გამოგზავნილი ნოტა, ხოლო შეინარჩუნოს უმაღლესი და ყველაზე დაბალი მოთხოვნილი ნოტები, რომლებიც კვლავ თამაშობენ. საჭიროების შემთხვევაში სხვა ნოტები (ჩვეულებრივ აკორდის შუა ნოტები) იჭრება.

და ეს დაახლოებით. Გაერთე!

ნაბიჯი 7: სქოლიოები

დემო მელოდიის შესახებ

დემო მელოდია - მოცარტის ცნობილი დედოფალი ღამის არია - გონივრულად სწრაფად შეიქმნა ინტერნეტში ნაპოვნი MIDI ფაილიდან (https://www.midiworld.com/mozart.htm). ვიღაცამ შეასრულა ყველა მძიმე სამუშაო!

მე ვიყენებ Presonus Studio One– ს Mac– ზე და MIDI ფაილი შემოტანილია ოთხ ცალკეულ ტრეკში. მცირე რაოდენობის რედაქტირება იყო საჭირო, როდესაც თანმხლები ნოტები მთავარ მელოდიაზე მაღალია და ნოტებს შორის ზოგიერთი უფრო საზიზღარი ხარვეზის მოსაშორებლად.

აუდიო, რომელსაც კლიპზე ისმენთ, პირდაპირ სინთეზშია, მხოლოდ EQ შეხებითა და გაჯერებით, რაც მას ოდნავ „არკადულ მანქანას“დაბალი დონის შეგრძნებას მისცემს.