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Wie man einen günstigen Arduino MIDI-Controller

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Wie man einen günstigen Arduino MIDI-Controller

Wie man einen günstigen Arduino MIDI-Controller

Wie man einen günstigen Arduino MIDI-Controller

Ich bin ein großer Fan von Technik und Musik, aber als ich beschloss, meine eigene elektronische Musik zu machen, war ich durch den hohen Preis von MIDI Keyboards und Controllern entmutigt. Nach einer Menge Basteln, sah ich die Möglichkeit, meine eigene MIDI-Tastatur mit einem Arduino Uno und elektrische Farbe zu schaffen, für einen Bruchteil des Preises im Vergleich zu bestehenden MIDI-Geräte!

In diesem Tutorial werde ich erklären und zeigen Ihnen , wie Sie Ihre eigene billige MIDI - Controller zu erstellen ein Arduino und elektrische Farbe verwenden. Ich zeige Ihnen Schritt-für-Schritt-Anleitungen, wie Sie das Prototyp-Board zu machen, wie Sie Ihr Arduino mit der richtigen Software zu blinken und wie zu verbinden und verwenden Sie es mit elektrischer Farbe. Am Ende müssen Sie Ihre eigenen MIDI - Controller mit 12 Tasten bauen, die die Fähigkeit Oktaven ändern muss , und verfügt über eine Control Change Parameter , die über den Controller auf die Höhe Ihrer Hand reagiert. Lass uns anfangen!

Schritt 1: Sammeln von Materialien

Wie man einen günstigen Arduino MIDI-Controller

Neben der elektrischen Farbe und dem tatsächlichen Arduino Uno Board, ich war in der Lage , alle elektronischen Bauteile in einem örtlichen Geschäft für 3,50 € in den Niederlanden zu bekommen. Ich habe mein Bestes, um die Teile, die ich in der Amazon-Shop, aber durch die Suche nach den Teilen in Ihrem eigenen lokalen elektronischen (Internet) Shop Link, können Sie den Preis deutlich senken.

Auch, wenn Sie nicht finden können, die genauen Komponenten, die ich verwendet, sollten Sie in der Lage, vernünftige Substitutionen und die MIDI-Controller sollte immer noch funktionieren (zB könnten Sie eine etwas andere Widerstandswerte verwenden oder verlassen bestimmte Sensoren aus).

Für die Elektronik benötigen Sie:

Neben der nessecary Elektronik können die folgenden Werkzeuge auch nützlich sein:

  • Lötkolben und Lötmittel
  • Abisolierzange
  • Seitenschneider
  • Ein dritter Handlötständer
  • Ein Multimeter
  • Einige zusätzliche Drähte und / oder dünnen Eisen Draht

In den folgenden 7 Schritten werden wir ein Prototypbrett erstellen, das auf dem Arduino Uno platziert werden kann. Dies wird als eine einfache Schnittstelle verwendet, um die elektrische Farbe zu verbinden und bestimmte MIDI-Einstellungen zu modifizieren.

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ANMERKUNG: Während des Restes dieses Instructable, verweise ich auf das Prototypbrett als PCB.

Schritt 2: Löten der Header

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Der erste Schritt beim Erstellen der Platine beginnt mit dem Löten der Header an der richtigen Stelle. Beginnen Sie, indem Sie die 90 ° gebogen Header in der Mitte der ersten Reihe auf der Leiterplatte platziert, wie in dem ersten Bild zu sehen. Diese Stifte werden später als berührungsempfindliche Pins dienen, an die Sie die elektrische Farbe anschließen können.

Nach dem Einsetzen der Kopfstücke in die Platinensteckplätze können Sie feststellen, dass die Pins auf der Unterseite der Platine herausragen. Um dies zu lösen, drücken Sie sie ein wenig zurück, während Sie die schwarzen Plastikführungen fest auf die Platine drücken. Dadurch wird sichergestellt, dass die Pins bündig mit der Platine sind. Löten Sie nun die Pins von der Unterseite der Platine und achten Sie darauf, dass keine Verbindungen einander berühren.

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HINWEIS: Legen Sie nicht zu viel Hitze zu lange auf die Stifte, sonst werden sie sehr heiß und schmelzen den Kunststoff.

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Für den zweiten Schritt legen Sie alle gerade Header in die Schlitze auf dem Arduino, wie im zweiten Bild. Jetzt für die schwierige Teil, legen Sie die Platine auf den Header an den Arduino eingefügt in. Sie können feststellen, dass diese Aktion erfordert ein wenig Kraft und dass die Pins nicht perfekt in den Schlitzen der PCB, wie im dritten Bild zu sehen. Leider sind Arduinos nicht mit der Verwendung von PCBs im Auge, aber es gibt nichts, was wir dagegen tun können;)

Nachdem Sie die Platine auf die Header gesetzt haben, stellen Sie sicher, dass die Pins bündig mit der Oberseite der Platine sind und sie von oben löten. Jetzt solltest du ein schönes Prototypbrett haben, das auf dem Arduino Uno platziert werden kann.

Schritt 3: Löten der Pads / Spuren

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Entfernen Sie nun die Platine aus Ihrem Arduino und drehen Sie sie wie im ersten Bild auf den Rücken. In diesem Schritt werden wir Pads / Spuren herstellen, zu denen wir später Komponenten hinzufügen können. Es gibt zwei Möglichkeiten, dies zu tun:

  • Füllen Sie alle benötigten Löcher mit Lot aus, um eine Spur zu bilden und verbinden Sie sie miteinander
  • Verwenden Sie dünne (Eisen) Draht

Ich empfehle die zweite Methode, da es einfacher und schneller zu tun ist. Wenn Sie diese Methode wählen, folgen Sie dem Layout der Drähte auf der Leiterplatte im zweiten Bild. Ein roter Punkt bedeutet, dass Sie den Draht an dieser Stelle löten sollten. Ein gelber Punkt bedeutet, dass Sie, wie im dritten Bild, den dünnen Draht mit den Kopfstücken auf der anderen Seite der Platine verbinden sollten. (Wie Sie sehen können, ich messed oben ein wenig auf der unteren linken Ecke der PWB, wenn auf viel Lötmittel zutrifft, seien Sie vorsichtig damit!)

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TIPP: Wenn Sie keinen dünnen Draht haben, schneiden Sie die Beine von einigen benutzten Widerständen, um sie als Spuren zu verwenden!

Schritt 4: Löten der kapazitiven Touchwiderstände

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Es ist Zeit , um die Komponenten zu installieren , die dieses Projekt seine Hauptfunktionalität geben, nämlich die 2.7M Ohm - Widerstände , die die Touch - kapazitiven Funktionalität zur Verfügung stellt.

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HINWEIS: Wenn Sie mehr über die Theorie und Anwendungen kapazitiver Tastsensoren erfahren möchten, empfehle ich Ihnen, die folgenden Tutorials zu lesen:

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Legen Sie eine 2.7M - Ohm - Widerstand unterhalb des am weitesten rechts um 90 ° gebogene Kopfstift und schieben Sie die Beine durch die Löcher, wie im ersten Bild. Nun drehen Sie die PCB und drücken Sie den einen Schenkel des Widerstands zurück in das nächste Loch, wie in dem zweiten Bild zu sehen ist. Löten Sie die Unterschenkel des Widerstands mit der PCB - Loch und dem oberen Schenkel des Widerstands an seinem zugewiesenen Header - Pin und fügen Sie eine 7cm Draht an den Kopfstift, wie in dem dritten Bild gesehen.

Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis alle Widerstände und Drähte eingelötet sind. Die unteren Schenkel der Widerstände sollten eine lange Verbindung bilden.

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TIPP: Wählen Sie ein alternatives Farbschema für Ihre Drähte, so dass sie in den folgenden Schritten einfacher anzuschließen sind.

Schritt 5: Löten der Drucktasten

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Jetzt für den kniffligen Teil, Löten der Taster, LDR und LED.

Beginnen Sie mit der Platzierung der Drucktasten und Widerstände auf der Platine wie im ersten und zweiten Bild. In meinem Beispiel verwende ich 2,2k Widerstände, aber jeder Widerstand mit einem Wert zwischen 2k und 10k Ohm arbeitet.

Flip die Platine und löten alles an Ort und Stelle. Bild 3 erklärt die verschiedenen Verbindungen, die Sie machen sollten: ein blauer Punkt repräsentiert ein Bein eines Druckknopfes, den Sie auf die Platine auflöten sollten. Ein rosa Punkt repräsentiert ein Bein eines Widerstandes, den Sie auf die Platine auflöten sollten Löten Sie die beiden Punkte, an die es angeschlossen ist. Und eine schwarze Spur repräsentiert einen Draht, der von einem Bein des Druckknopfes durch ein Loch auf der Leiterplatte geht, das dann mit einem Kopfstift auf der anderen Seite verbunden ist.

Wenn alle korrekt gelötet sind, können Sie mit den beiden linken Tasten die Oktave der MIDI-Meldungen ändern, während Sie mit der rechten Taste den LDR-Sensor aktivieren.

Schritt 6: Löten von LDR und LED

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Wenn die Drucktasten vorhanden sind, fahren Sie mit der Installation von LDR und LED und den dazugehörigen Widerständen fort.

Bevor Sie dies tun, ist es sinnvoll, mit dem Widerstandswerte zu experimentieren, der mit der LED geht. In diesem Beispiel habe ich für einen 10k Ohm Widerstand gewählt, so dass die LED nicht zu hell ist in der Nacht. Es könnte sein, dass ein 10k-Ohm-Widerstand zu hoch ist, damit Ihre spezielle LED eingeschaltet werden kann. Experimentieren Sie ein wenig, um den richtigen Widerstandswert zu finden, der eine Helligkeit bietet, die Sie mögen.

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TIPP: Überall zwischen 330 Ohm und 5k Ohm sollte ein guter Widerstandswert für eine 5mm LED sein.

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Nun legen Sie die LED, LDR und Widerstände an der richtigen Stelle (4.7K für die LDR, etwas experimentieren erforderlich). Flip die Platine und löten alles an Ort und Stelle. Bild 3 erklärt die verschiedenen Verbindungen, die Sie machen sollten: Die braunen Punkte stellen die Beine des LDR dar, der auf die Platine gelötet werden sollte, ein rosa Punkt repräsentiert ein Widerstandsbein, das an die Platine gelötet werden sollte, orange Punkte repräsentieren die Beine der LED Das auf die Platine gelötet werden sollte, eine rote Spur bedeutet, dass Sie die beiden Punkte, an die es angeschlossen ist, löten sollten. Und eine schwarze Spur stellt einen Draht dar, der von dem Widerstandsbein durch ein Loch auf der Leiterplatte geht, das dann mit einem Kopfstift verbunden wird.

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HINWEIS: Vor dem Verlöten der LED bitte unbedingt die Polarität der LED beachten. Die positive Leitung der LED sollte an den Widerstand und die negative Leitung an die Erdspur / das Pad anschließen.

Schritt 7: Testen aller Verbindungen

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Jetzt ist es eine gute Zeit zu testen, ob Sie erfolgreich verlötet die Anschlüsse der Tasten, LDR und LED. Da es sich um Probleme mit der endgültigen Gelegenheit handelt, empfehle ich Ihnen, den Test-Code auf Ihren Arduino hochzuladen und den Code laufen zu lassen. Wie jede andere Datei für dieses Projekt, kann der Code auf der gefunden werden GitHub Seite für dieses Projekt. Klonen / laden Sie das Projekt herunter und laden Sie Arduino_Test_Fixture_Code zu Ihrem Arduino hoch.

Nach dem Hochladen des Codes öffnen Sie den Serial Monitor und folgen den Schritten. Wenn Sie das Testgerät erfolgreich beendet haben, können Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren. Falls nicht, überprüfen Sie die zuvor gelöteten Anschlüsse auf der Platine, um einen ordnungsgemäßen Anschluss oder Kurzschluss zu gewährleisten. Ein Multimeter kann nützlich sein, wenn Sie irgendwelche Probleme erleben.

Schritt 8: Finalisierung der Platine

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Ja! Dies ist der letzte Schritt beim Erstellen der Platine für das Arduino. Dieser Schritt ist einfach, aber erfordert einige Fokus und Aufmerksamkeit.

Beginnen Sie mit dem Einsetzen der weißen und grünen Drähte in ihre Löcher, wie im ersten Bild zu sehen (beachten Sie, wie wir überspringen die ersten beiden Löcher). Dies ist, wo die Verwendung von zwei verschiedenen Farben von Drähten ist praktisch.

Drehen Sie nun die Platine um und schneiden Sie das erste Kabel auf die richtige Länge, wie auf dem zweiten Bild zu sehen. Dann löten Sie es auf den Kopfstift, der in die Schlitze auf dem Arduino geht. Wiederholen Sie die Schritte für die folgenden Drähte, bis Sie am Ende mit dem Ergebnis, wie im dritten Bild zu sehen.

Ihr eigenes Prototypboard ist fertig! Aber bevor Sie es als Ihre neue Tastatur und MIDI-Controller verwenden, müssen wir zunächst die Verbindungen mit der mitgelieferten Testskizze testen. Es kann auf der gefunden werden GitHub Seite für dieses Projekt. Der Name ist Arduino_Test_Fixture_Code_2. Laden Sie die Skizze hoch, öffnen Sie den Serial Monitor und berühren Sie die 'Touch Pins' auf der Platine. Wenn der Text "Note x ist aktiv" für jeden der Pins angezeigt wird, wenn er berührt wird, funktionieren alle Berührungspins korrekt.

Schritt 9: Transformieren des Arduino in einem MIDI-Gerät

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Nachdem Ihr Prototyp-Board fertig ist, ist es an der Zeit, Ihr Arduino in ein echtes MIDI-Gerät zu verwandeln, das von Musikprogrammen wie Ableton und Fl Studio oder sogar anderen Hardware-MIDI-Geräten erkannt werden kann. Dies ist ein zweistufiger Prozess:

  1. Ändern Sie die aktuelle Firmware auf der Arduino Uno auf MIDI-kompatible Firmware
  2. Laden Sie die MIDI-Skizze auf dem Arduino

Wir beginnen mit Schritt eins. In der Standardeinstellung ist das Arduino geladen mit USB-Seriell - Firmware, die Ihre Arduino ermöglicht mit Ihrem PC und dem Arduino IDE zu kommunizieren. Mit der neuen Firmware namens DualMoco, fügen wir einen zweiten Modus, der als native MIDI - Gerät handeln , um Ihre Arduino ermöglicht.

Lassen Sie uns mit Schritt 1 beginnen Wenn Sie MacBook oder iMac verwenden rate ich Ihnen die folgende Instructable zu sehen, wie Firmware zu ändern , wenn Sie einen Mac verwenden und laden Sie die richtige Firmware - Datei, die sein kann GitHub Seite für dieses Projekt, Im Firmware-Ordner. Suchen Sie nach der DualMoco.hex-Datei.

Für Windows - Benutzer, werden Sie ein Programm namens mit FLIP und folgen Sie dieser Anleitung , wie Sie die Firmware auf Ihrem Arduino zu ändern. Die richtige Hex - Datei finden Sie auf der gefunden werden GitHub Seite für dieses Projekt, in dem Firmware - Ordner. Suchen Sie nach der DualMoco.hex-Datei.

Nach dem Hochladen der neuen Firmware schließen Sie das Arduino wieder an Ihren PC an. Wenn alles erfolgreich war, sollte Ihr Arduino nicht in der Arduino IDE erkannt werden, wegen der neuen Software und den aktuellen Modus (MIDI - Modus). Öffnen Sie ein Musikprogramm auf , das von Empfangen von MIDI - Nachrichten fähig ist (wie Fl Studio, Ableton Live, Reason, etc.) zu überprüfen , ob der Arduino mit dem Namen MIDI / MOCO für LUFA unter den MIDI - Einstellungen zeigt sich, wie zu sehen , wie in Bild 1.

Schritt 10: Herstellung der letzten Vorbereitungen

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Die große Sache über die DualMoco ist , dass es einen zweiten USB-Seriell - Modus, die Sie Skizzen aus dem Arduino IDE, genau wie bei der normalen Firmware hochladen können! Um den Arduino in diesem zweiten Modus zu erhalten, verbinden Sie die beiden ISCP-Pins miteinander, wie in Bild 1 und 2 gezeigt. Sie können entweder einen einfachen Draht oder einen kleinen Jumper verwenden, wie in den Bildern dargestellt. Trennen Sie das USB-Kabel für ein paar Sekunden von Ihrem Arduino und schließen Sie es wieder an. Ihr Arduino sollte wie gewohnt in der Arduino IDE auftauchen.

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HINWEIS: Wenn Sie von einem USB-zu-seriellen Modo zum MIDI-Modus wechseln möchten, entfernen Sie den Jumper von den ISCP-Pins, wie in Bild 3 gezeigt, und schließen Sie den Arduino wieder an Ihren PC an.

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Jetzt ist es Zeit , die tatsächliche Skizze zu Ihrem Arduino hochladen, genannt Arduino_Final_Code. Wie immer können die Skizze auf der gefunden werden GitHub Seite für dieses Projekt. Laden Sie es, legen Sie Ihre Arduino in USB-zu-Seriell - Modus und den Code laden. Überprüfen Sie, ob alles funktioniert, indem Sie den Serial Monitor ausführen und mit verschiedenen Eingaben und Schaltflächen auf dem Prototyp-Schild herumschleifen. Falls erforderlich, eine Feinabstimmung der Schwellenwerteinstellungen , indem sie mit den THRESHOLD und RES Werte zu experimentieren. Nachdem alles wie erwartet funktioniert, ändern Sie den folgenden Code auf Zeile 17, aus:

  Boolean midiMode = false;  // if midiMode = false, wird das Arduino als USB-zu-serielles Gerät fungieren

in:

  Boolean midiMode = true;  // if midiMode = true, wird das Arduino als natives MIDI-Gerät fungieren.

Nun, da die letzten Änderungen am Code vorgenommen werden, ist es Zeit, es mit Ableton, Fl Studio oder einem anderen Musikprogramm zu testen, das in der Lage ist, MIDI-Geräte zu behandeln. Zuerst müssen wir das Arduino in den MIDI-Modus umschalten:

  1. Laden Sie den letzten Code zu Ihrem Arduino.
  2. Entfernen Sie das USB-Kabel vom Arduino, damit es keine Stromversorgung empfängt.
  3. Schalten Sie den Arduino in den MIDI-Modus, indem Sie den Jumper auf den ISCP-Pins entfernen.
  4. Schließen Sie das USB-Kabel des Arduino an.

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Wenn alles richtig ging, öffnen Sie Ihr Musikprogramm und beginnen, einige der Pins zu berühren. Magische Klänge sollten anfangen zu spielen!

Schritt 11: Lösen der Büroklammern auf die Jumperkabel

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Nun, da die PCB-Schnittstelle auf dem Arduino komplett fertig ist, ist es Zeit, sich auf die elektrische Farbe zu konzentrieren und wie sie mit der Schnittstelle verbunden ist. Es gibt Millionen Wege, dies zu tun, aber ich habe beschlossen, Büroklammern zu verwenden, die auf dem bemalten Papier gleiten, da sie leicht zu bekommen sind und wiederverwendet werden können.

Der Vorgang des Lötens einer Büroklammer zum Draht ist ziemlich einfach:

  1. Schneiden Sie den Draht auf einer Seite des Kabels ab
  2. Den Draht 5mm abisolieren
  3. Löten Sie den abisolierten Draht zur Büroklammer
  4. Wiederholen, bis alle 12 Büroklammern gelötet sind!

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HINWEIS: Vergewissern Sie sich, dass die von Ihnen verwendeten Büroklammern aus Eisen gefertigt sind und nicht mit irgendeiner Farbe oder Kunststoffschicht beschichtet sind. Dadurch wird die Leitfähigkeit herabgesetzt und sie für den nächsten Schritt unbrauchbar.

Schritt 12: Einige Vorlagen malen

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Obgleich es möglich ist, die Arduino MIDI-Tastatur nur durch Berühren der Büroklammern zu spielen, ist es mehr Spaß, Ihre eigenen Schablonen zu malen und sie zu benutzen. Da es sich um ein Instructable, wie ein MIDI - Gerät auf den Haushalt zu machen, gebe ich eine gedruckte Schablone gemalt, anstelle der Verwendung von Siebdruckverfahren. Die Vorlage, wie oben im Bild gezeigt werden , können auf der gefunden werden Github Seite für dieses Projekt.

Die Vorlage Malerei ist ziemlich geradlinig, nur sicherstellen , dass Sie zwischen den Zeilen und sind mit Elektro - Lackierung bleiben, sonst wird es nicht funktionieren! Nachdem die Farbe getrocknet ist, schließen Sie die Büroklammern an jede der Noten und Sie sind bereit, ehrfürchtige Musik zu machen!

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ANMERKUNG: Wenn Sie eine nette Schablone (zB einen Trommelcomputer) gemacht haben und Sie zu diesem Projekt beitragen, schicken Sie es mir, also kann ich es zur Github Seite hinzufügen!

Schritt 13: Wie geht es weiter?

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Was kommt als nächstes? Nun, anfangen, einige Materialien zu sammeln und machen Sie sich zu einem dieser, wenn Sie nicht bereits getan haben! Bitte teilen Sie Ihre Ergebnisse (Video / Bilder / Text) in den Kommentar-Abschnitt, da ich freue mich zu sehen, was Sie erstellen können! Mögen Sie während des Prozesses irgendwelche anderen Probleme auftreten, zögern Sie nicht, um Hilfe im Kommentarabschnitt zu bitten. Ich werde mein Bestes tun, um Ihnen zu helfen!

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Abschließender Hinweis: Wenn Sie diese Instructable gefallen hat, wählen Sie bitte für diese Instructable im Arduino und Epilog - Wettbewerb. Es wird mich motiviert, um mehr awesome Dinge machen;) Vielen Dank!

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