Estructura LED controlada MIDI: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Com a veritable amant de la música i estudiant d'informàtica i electrònica, sempre he volgut construir dispositius MIDI que poguessin utilitzar per a la creació de música electrònica.

Després d’haver assistit a molts espectacles i festivals de música, vaig començar a interessar-me molt pels espectacles de llum durant les actuacions.

Després de moltes investigacions, sobretot he trobat dispositius que utilitzen micròfon i no podien permetre controlar els LED exactament com vulgueu.

En familiaritzar-me cada cop més amb els senyals DAW i MIDI, vaig decidir començar amb aquest projecte.

Consisteix en una estructura 3D amb LEDs incorporats, que realment estan controlats per senyals MIDI (NoteOn, NoteOff i CC Messages).

De manera que el músic podia controlar el color i la intensitat de cada LED, només utilitzant senyals MIDI, generats per qualsevol DAW.

Amb aquesta idea, volia millorar la creativitat a través d’espectacles de llum i permetre que cadascú construís el seu, per fer que cada representació visual sigui única.

Pas 1: materials

Bàsicament, aquest projecte consta de dues parts: un circuit de recepció MIDI i l'estructura LED; i un microcontrolador per enllaçar aquestes parts i "traduir" els senyals MIDI que provenen del DAW a les tires LED. Aquí teniu una llista dels materials necessaris per a cada part.

Circuit de recepció MIDI:

• 1 optoacoblador 6N138
• 1 x 1N914 díode
• 1 x Din Jack de 5 clavilles (presa MIDI)
• 2 x 220 ohm resistències
• 1 x 4,7 k ohm resistent
• 1 presa USB / MIDI

Estructura LED:

He utilitzat tires de LED RGB basades en LEDs WS2812B que només es poden controlar amb 1 port digital. Si teniu previst utilitzar un gran nombre de LEDs, potser us haureu de preocupar del màxim corrent necessari (1 LED pot consumir com a màxim 60mA). Si el microcontrolador no pot gestionar aquest valor màxim, necessitareu una altra font d'alimentació de 5 V que pugui proporcionar prou corrent. He utilitzat un adaptador de CA / CC de 5 V a 8 A amb l’adaptador de sortida dedicat i un commutador.

Nota: Sembla que podeu utilitzar una font d'alimentació d'ordinador, ja que se sap que pot subministrar un corrent realment alt, però us haureu d'assegurar que proporciona una tensió de 5 V CC estable, potser mitjançant un Resistència de potència de 36 Ohm de 5 watts entre el sòl (negre) i la sortida de 5V (vermell) per fer que hi hagi prou corrent a través de la resistència i així proporcionar un 5V estable.

Finalment, he utilitzat un senzill Arduino Uno amb un escut de cargol per establir l'enllaç entre els senyals MIDI i les tires LED.

Pas 2: Construir el circuit d'entrada MIDI

Si us interessa què és exactament el protocol MIDI i com funciona, us recomano que consulteu el canal de YouTube Notes i Volts, on hi ha molts tutorials i projectes MIDI Arduino interessants i innovadors.

En aquesta part, només em centraré en el circuit d’entrada MIDI. Pot ser una bona idea construir un prototip sobre una protoborda i comprovar si els senyals MIDI que provenen del DAW són ben rebuts pel microcontrolador abans d’entrar a soldar els components.

Els dos vídeos següents descriuen com construir i provar el circuit:

• Construint el circuit
• Prova del circuit

Finalment, també pot ser una bona idea comprovar aquest vídeo per entendre els missatges CC i com el microcontrolador pot interpretar els clips d'automatització per controlar la brillantor del LED, per exemple.

Pas 3: Configuració de FL Studio (opcional)

Com que em sento còmode amb FL Studio, explicaré com configurar correctament la seva interfície MIDI, però estic segur que aquest procediment no hauria de ser dràsticament diferent si utilitzeu una altra estació de treball d’àudio digital.

Primer només haureu d’endollar la presa USB / MIDI a l’ordinador. Normalment, aquests dispositius inclouen un microprogramari incrustat i es reconeixen com a dispositius MIDI fins i tot si no són unpleggud. A continuació, obriu la finestra "Configuració" (prement F10). Si tot funciona correctament, notareu alguns dispositius MIDI de sortida a la secció de sortida. Seleccioneu el dispositiu i assegureu-vos que estigui activat.

Després, haureu de definir el número de port i tenir-lo present (0 per exemple). Tanqueu aquesta finestra (els paràmetres es desen automàticament) i, a continuació, afegiu un canal nou: MIDI Out.

A continuació, l’últim que heu de fer és definir el port d’aquest nou canal: assegureu-vos d’escollir el mateix número de port que heu definit a la secció “Configuració”: fent això, els missatges MIDI que provenen del vostre canal ja són enllaçat a la sortida MIDI.

Ara, quan es reprodueix una nota pel canal MIDI Out, s'enviarà un missatge "NoteOn" a través de la interfície MIDI. De la mateixa manera, s'enviarà un missatge "NoteOff" quan es publiqui la nota.

Una altra característica interessant que inclou el canal MIDI Out és la possibilitat de controlar diferents paràmetres amb potenciòmetres. Fent clic amb el botó dret sobre un d’ells i seleccionant "Configura …", podeu fer-los enviar CCMessages (un valor que oscil·la entre 0 i 127) que s’utilitzarà per controlar la brillantor dels LED: trieu CC i després Accepta.

Normalment, FL Studio ja està preparat per enviar dades a la vostra interfície MIDI. El següent és escriure el codi per llampar a l’Arduino i adaptar-lo a la vostra estructura de LED.

Pas 4: Connexió dels LED

Connectar les tires LED és bastant senzill, ja que només requereixen + 5V, GND i Data. No obstant això, com que tenia previst connectar-ne més de 20, vaig decidir utilitzar diversos pins Arduino PWM i declarar diverses instàncies d'Adafruit_NeoPixel (al coe) per evitar qualsevol tipus de retard no desitjat.

La imatge adjunta també pretén explicar com funciona l'electrònica:

• Les tires de LED s’alimenten directament per la font d’alimentació.
• Un interruptor d’alimentació s’utilitza per alimentar l’Arduino
• el circuit d’entrada MIDI s’alimenta mitjançant l’Arduino quan s’encén l’interruptor

Pas 5: Disseny de l'estructura 3D

Fins ara, aquesta part era la més llarga, ja que era totalment nou amb la impressió 3D (i el modelatge). Volia dissenyar una estructura que semblés un icosaedre truncat mig explotat (sí, vaig trigar una mica a trobar el nom exacte de la forma).

Per descomptat, podeu dissenyar el vostre propi model amb la forma que desitgeu. No detallaré el procés de modelatge, però trobareu els fitxers STL si voleu dissenyar aquesta estructura.

El muntatge de les diferents parts va trigar una mica, ja que vaig haver de posar un LED a cada cara i connectar-les totes soldant un gran nombre de cables dins del nucli que actualment és força desordenat.

Nota: si voleu dissenyar aquesta estructura, necessitareu 10 peces hexagonals (aproximadament 3 hores cadascuna amb una mini impressora PP3DP UP) i 6 peces pentagonals (2 hores).

Un cop hi hagi un LED a cada part, haureu de connectar tots els terminals de 5V i GND junts i connectar els diversos terminals d’entrada i sortida de cada LED de la manera que els connecteu.

Finalment, he utilitzat acrílic difusiu LED per cobrir cada cara i fer-les il·luminar de manera constant.

Tot el que queda després és el codi, que revela que no és tan complicat.

Pas 6: el codi

Com he esmentat a la part anterior, el codi revela que és bastant senzill.

En realitat, només consisteix en una instància MIDI i diverses instàncies Adafruit_NeoPixel (per molt que hi hagi diferents franges).

Bàsicament, un cop declarada, la classe MIDI funciona amb una mena d '"interrupcions": NoteOn, NoteOff i CCMessage. Quan l’entrada MIDI cicruit transmet un d’aquests senyals específics a l’Arduino, es diu la subrutina associada. A continuació, tot el que fa el codi és encendre un LED específic al senyal NoteOn, apagar-lo al senyal associat NoteOff i actualitzar la brillantor d’una tira a CCMessage.

A més, he definit una funció senzilla que dóna la possibilitat de triar el color dels LED llegint la velocitat que ve amb el senyal NoteOn, i cada LED pot ser vermell, morat, blau, turquesa, verd, groc, taronja o blanc, depenent del valor de velocitat que va de 0 a 127.

Una cosa important a tenir en compte és que haureu de desconnectar el pin RX (que prové del circuit d’entrada MIDI) quan pengeu el vostre esbós ja que el port sèrie (utilitzat durant aquest procés) està connectat a aquest pin!

Pas 7: què passa ara?

Actualment estic treballant en un recinte personalitzat per incrustar tota l'electrònica i també estic pensant en un nom per a l'estructura. Feu-me saber si us ha agradat aquest projecte i estic treballant en diferents programes, ja que tinc previst actualitzar aquest instructable amb més vídeos.