Struktur LED Terkendali MIDI: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Sebagai pecinta musik sejati dan mahasiswa elektronik dan ilmu komputer, saya selalu ingin membuat perangkat MIDI, yang dapat saya gunakan untuk pembuatan musik elektronik.

Setelah menghadiri banyak pertunjukan dan festival musik, saya mulai sangat tertarik dengan pertunjukan cahaya selama pertunjukan.

Setelah banyak penelitian, saya kebanyakan hanya menemukan perangkat yang menggunakan mikrofon dan tidak memungkinkan untuk mengontrol LED persis seperti yang Anda inginkan.

Dengan semakin mengenal sinyal DAW dan MIDI, saya memutuskan untuk memulai proyek ini!

Ini terdiri dari struktur 3D dengan LED terintegrasi, yang sebenarnya dikendalikan oleh sinyal MIDI (NoteOn, NoteOff, dan Pesan CC).

Sehingga, musisi dapat mengontrol warna dan intensitas setiap LED, hanya dengan menggunakan sinyal MIDI, yang dihasilkan oleh DAW apa pun.

Dengan ide ini, saya ingin meningkatkan kreativitas melalui pertunjukan cahaya dan memungkinkan setiap orang untuk membangunnya sendiri, untuk membuat setiap pertunjukan visual menjadi unik.

Langkah 1: Bahan

Pada dasarnya, proyek ini terdiri dari dua bagian: sirkuit penerimaan MIDI dan struktur LED; dan mikrokontroler untuk menghubungkan bagian-bagian itu dan "menerjemahkan" sinyal MIDI yang berasal dari DAW ke strip LED. Berikut adalah daftar bahan yang dibutuhkan untuk setiap bagian.

Sirkuit penerimaan MIDI:

• 1 x 6N138 Optocoupler
• 1x1N914 Dioda
• 1 x Jack Din 5-Pin (Jack MIDI)
• 2x220 Ohm Resistor
• 1 x 4.7K Ohm Resistor
• 1 Jack USB/MIDI

Struktur LED:

Saya menggunakan strip LED RGB berdasarkan LED WS2812B yang dapat dikontrol hanya dengan 1 port digital. Jika Anda berencana untuk menggunakan LED dalam jumlah besar, Anda mungkin harus memperhatikan arus maksimum yang dibutuhkan (1 LED dapat mengkonsumsi paling banyak 60mA). Jika mikrokontroler tidak dapat menangani nilai maksimum ini, Anda memerlukan catu daya 5V lain yang dapat memberikan arus yang cukup. Saya menggunakan Adaptor AC/DC 5V - 8A dengan adaptor output khusus dan sakelar.

Catatan: Tampaknya Anda dapat menggunakan unit catu daya komputer, karena mereka dikenal mampu mengalirkan arus yang sangat tinggi, tetapi Anda harus memastikan bahwa unit tersebut memberikan tegangan DC 5V yang stabil, mungkin dengan menggunakan 36 Ohm resistor daya 5 Watt antara ground (hitam) dan output 5V (merah) untuk membuat arus yang cukup melalui resistor dan dengan demikian memberikan 5V yang stabil.

Akhirnya, saya menggunakan Arduino Uno sederhana dengan pelindung sekrup untuk menghubungkan sinyal MIDI dan strip LED.

Langkah 2: Membangun Sirkuit Input MIDI

Jika Anda tertarik dengan apa sebenarnya protokol MIDI dan cara kerjanya, saya sangat menyarankan Anda untuk memeriksa saluran YouTube Notes and Volts di mana terdapat banyak tutorial menarik dan inovatif serta proyek MIDI Arduino.

Pada bagian ini, saya hanya akan fokus pada Rangkaian Input MIDI. Mungkin ide yang baik untuk membangun prototipe pada protoboard dan memeriksa apakah sinyal MIDI yang berasal dari DAW diterima dengan baik oleh mikrokontroler sebelum masuk ke penyolderan komponen.

Dua video berikut menjelaskan cara membangun dan menguji sirkuit:

• Membangun sirkuit
• Menguji sirkuit

Terakhir, mungkin ada baiknya juga untuk memeriksa video ini untuk memahami pesan CC dan bagaimana klip otomatisasi dapat ditafsirkan oleh mikrokontroler Anda untuk mengontrol kecerahan LED misalnya.

Langkah 3: Mengonfigurasi FL Studio (opsional)

Karena saya merasa nyaman menggunakan FL Studio, saya akan menjelaskan cara mengkonfigurasi antarmuka MIDI dengan benar, tetapi saya cukup yakin prosedur ini tidak akan berbeda secara drastis jika Anda menggunakan Digital Audio Workstation lain.

Pertama, Anda hanya perlu mencolokkan jack USB/MIDI ke komputer Anda. Biasanya, perangkat tersebut dilengkapi dengan firmware tertanam dan dikenali sebagai perangkat MIDI meskipun perangkat tersebut tidak sah. Kemudian buka jendela "Pengaturan" (dengan menekan F10). Jika semuanya bekerja dengan baik, Anda akan melihat beberapa perangkat MIDI keluaran di bagian keluaran. Pilih perangkat Anda dan pastikan AKTIF.

Kemudian Anda harus menentukan nomor port Anda dan mengingatnya (0 misalnya). Tutup saja jendela ini (parameter disimpan secara otomatis) dan kemudian tambahkan saluran baru: MIDI Out.

Kemudian, hal terakhir yang harus Anda lakukan adalah menentukan port saluran baru ini: pastikan untuk memilih nomor port yang sama yang Anda tentukan di bagian "Pengaturan": dengan melakukan ini, pesan MIDI yang datang dari saluran Anda sekarang dihubungkan ke keluaran MIDI.

Sekarang, ketika sebuah not dimainkan oleh saluran MIDI Out, pesan "NoteOn" akan dikirim melalui antarmuka MIDI. Dengan cara yang sama, pesan "NoteOff" akan dikirim saat catatan dilepaskan.

Satu fitur menarik lainnya, yang hadir dengan saluran MIDI Out adalah kemampuan untuk mengontrol parameter yang berbeda dengan potensiometer. Dengan mengklik kanan salah satu dari mereka dan memilih "Konfigurasi…", Anda dapat membuat mereka mengirim CCMessages (nilai dari 0 hingga 127) yang akan digunakan untuk mengontrol kecerahan LED: pilih CC dan kemudian Terima.

Biasanya FL Studio sekarang siap mengirim data ke Antarmuka MIDI Anda! Selanjutnya adalah menulis kode untuk flash di Arduino dan menyesuaikannya dengan struktur LED Anda.

Langkah 4: Menghubungkan LED

Menghubungkan strip LED cukup sederhana, karena hanya membutuhkan +5V, GND, dan Data. Namun, karena saya berencana untuk menghubungkan lebih dari 20 dari mereka, saya memutuskan untuk menggunakan beberapa pin Arduino PWM dan mendeklarasikan beberapa contoh Adafruit_NeoPixel (dalam coe) untuk menghindari segala jenis penundaan yang tidak diinginkan.

Gambar terlampir juga bermaksud menjelaskan cara kerja elektronik:

• Strip LED langsung ditenagai oleh catu daya.
• Sakelar daya digunakan untuk memberi daya pada Arduino
• sirkuit input MIDI ditenagai oleh Arduino saat menyalakan sakelar

Langkah 5: Mendesain Struktur 3D

Sejauh ini, bagian ini adalah yang terpanjang karena saya benar-benar baru dengan pencetakan 3D (dan pemodelan). Saya ingin merancang struktur yang tampak seperti icosahedron terpotong setengah meledak (ya, saya butuh beberapa waktu untuk menemukan nama persisnya).

Tentu Anda bebas mendesain model sendiri dengan bentuk yang Anda inginkan! Saya tidak akan merinci proses pemodelan tetapi Anda akan menemukan file STL jika Anda ingin merancang struktur ini.

Perakitan bagian-bagian yang berbeda membutuhkan waktu, karena saya harus meletakkan satu LED di setiap permukaan dan menghubungkan semuanya dengan menyolder sejumlah besar kabel di dalam inti yang saat ini cukup berantakan!

Catatan: jika Anda ingin mendesain struktur seperti itu, Anda memerlukan 10 buah heksagonal (masing-masing sekitar 3 jam menggunakan printer mini PP3DP UP) dan 6 buah segi lima (2 jam).

Setelah ada satu LED di setiap bagian, Anda harus menghubungkan setiap terminal 5V dan GND bersama-sama dan menyambungkan beberapa terminal input dan output dari masing-masing LED dengan cara Anda menghubungkannya.

Terakhir, saya menggunakan akrilik difusif LED untuk menutupi setiap wajah dan membuatnya terang secara konsisten.

Yang tersisa setelah itu adalah kodenya, yang ternyata tidak terlalu rumit!

Langkah 6: Kode

Seperti yang saya sebutkan di bagian sebelumnya, kodenya ternyata cukup sederhana!

Sebenarnya, ini hanya terdiri dari satu instance MIDI dan beberapa instance Adafruit_NeoPixel (sebanyak ada strip yang berbeda).

Pada dasarnya, setelah dideklarasikan, kelas MIDI bekerja dengan jenis "interupsi": NoteOn, NoteOff dan CCMessage. Ketika rangkaian input MIDI mentransmisikan salah satu sinyal spesifik tersebut ke Arduino, subrutin asosiasi disebut. Kemudian, semua yang dilakukan kode adalah menyalakan LED tertentu pada sinyal NoteOn, mematikannya pada sinyal NoteOff yang terkait, dan memperbarui kecerahan strip pada CCMessage.

Juga, saya mendefinisikan fungsi sederhana yang memberikan kemungkinan untuk memilih warna LED dengan membaca kecepatan yang datang dengan sinyal NoteOn dan setiap LED kemudian dapat berwarna merah, ungu, biru, pirus, hijau, kuning, oranye atau putih, tergantung pada nilai kecepatan dari 0 hingga 127.

Hal penting yang perlu diperhatikan adalah Anda harus melepaskan pin RX (berasal dari sirkuit input MIDI) saat mengunggah sketsa Anda karena port serial (digunakan selama proses ini) terhubung ke pin itu!

Langkah 7: Apa Sekarang?

Saat ini saya sedang mengerjakan enklosur khusus untuk menyematkan semua elektronik dan saya juga memikirkan nama untuk strukturnya! Tolong beri tahu saya jika Anda menikmati proyek ini, dan saya sedang mengerjakan berbagai acara karena saya berencana untuk memperbarui instruksi ini dengan lebih banyak video!