Sonda MIDI "Theremin": 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Este es un instrumento musical que utiliza dos sensores de distancia de sonda para controlar el tono y la calidad de las notas. No es realmente un Theremin, por supuesto, pero "Theremin" se ha convertido en el término genérico para los instrumentos que se tocan moviendo las manos.

Tiene un sintetizador MIDI integrado, amplificador y altavoces. Las notas musicales son producidas por un chip MIDI, el VS1053, que tiene 127 voces (es decir, instrumentos supuestamente diferentes). Tiene un alto grado de polifonía (hasta 64) por lo que puede tocar notas individuales o acordes.

Tu mano derecha controla la nota que se toca. En el modo "discreto", el espacio de la derecha se divide en "contenedores". Cuando su mano entra en un contenedor, comienza la nota para ese contenedor. Cuando abandona la papelera, la nota puede detenerse (por ejemplo, un órgano) o desaparecer de forma natural (por ejemplo, un piano).

En el modo "continuo", el espacio de la derecha determina un tono continuamente variable, como el Theremin original. La nota comienza cuando su mano ingresa al espacio y se detiene cuando abandona el espacio.

Su mano izquierda controla la calidad de la nota que se toca. Puede controlar el volumen, trémolo, vibrato, pitch-bend, reverberación, etc.

Una pequeña pantalla LCD tiene un menú que le permite seleccionar el instrumento actual, la función de la mano izquierda, la escala (o "tecla") de la mano derecha, vibrato, trémolo, etc. Puede guardar y cargar diferentes "Setups" "y cambiar entre ellos rápidamente durante una actuación.

Todo el instrumento MIDI "Theremin" funciona de forma independiente con su propio altavoz y batería recargable.

Si va a copiar mi construcción, necesitará un Arduino Nano (£ 1,50), un módulo VS1053 (£ 4,50), una pantalla LCD ST7735 de 1,44 (£ 3,50), dos módulos HC-SR04 (£ 1 cada uno) y algunas resistencias. También necesitará algunos parlantes autoamplificados y tal vez una celda de litio y una fuente de alimentación, pero los detalles dependerán de cómo decida construirla. Obtuve todos esos extras de las tiendas de caridad y las ventas de maleteros. Necesitará la parafernalia electrónica habitual del taller.

Paso 1: controlar el VS1053

Elegí el módulo VS1053 que se muestra en la imagen. (Tenga en cuenta los dos reguladores SOT223, los dos enchufes y la posición del conector). Busque en eBay, Alibaba o en su proveedor favorito un módulo VS1053 que se vea así. Están disponibles en Aliexpress aquí y aquí.

Lo compré hace un par de años y parece que ya no está disponible en eBay, solo en Alibaba. Una versión roja de PCB ya está disponible en eBay. Parece ser funcionalmente idéntico, pero el pinout es diferente, por lo que deberá ajustar mis esquemas y diseños. No lo he probado. En la discusión (a continuación) puede encontrar instrucciones sobre cómo agregar una resistencia al PCB rojo para habilitar MIDI "en vivo". O puede enviar comandos adicionales durante la configuración para habilitarlo.

El VS1053 es un chip fino pero bastante complicado. Solo estoy usando la parte MIDI. Es posible controlar el VS1053 a través de una interfaz en serie, pero estoy usando el bus SPI ya que es más conveniente con un Arduino Nano. Cualquier byte que envíe a través del bus SPI se trata como un comando MIDI.

Encontrarás listas de comandos MIDI en la web. El VS1053 responde a algunos pero no a todos. El programa Miditheremin0.exe muestra los que sé que funcionan.

Puede descargar la hoja de datos del VS1053 desde la web. Es un documento enorme y difícil. La sección "8.9 Formatos MIDI compatibles" es casi todo lo que dice sobre MIDI. La sección "10.10 MIDI en tiempo real" habla sobre el uso de GPIO0 y GPIO1 para habilitar MIDI, pero la placa que tengo no requirió ninguna habilitación especial. También puede descargar una lista de mensajes MIDI (no todos son compatibles con el VS1053).

Conecte el módulo VS1053 a un Arduino Nano como se muestra y cargue el archivo INO al Arduino. Usé una placa de pruebas sin soldadura. No tengo una foto de él en esta etapa, pero puede ver el tablero con otros componentes en un paso a continuación.

El boceto INO recibe un byte de la PC a través de la línea serial y envía el byte al VS1053. Es un programa muy simple que le permite probar el VS1053. Conecte la toma de salida a los auriculares o al altavoz de una computadora.

El programa Windows Miditheremin0.exe (descarga Step1.zip desde github) envía comandos al VS1053. Haga clic en el botón "Vel de 90 notas" para tocar una nota. O puede escribir su propio programa de Windows. O use uno de los muchos programas de terminal disponibles en la web.

El módulo VS1053 tiene los siguientes pines:

• el bus SPI tiene los habituales MISO, MOSI y SCLK
• si XRST es bajo, el chip se reinicia
• XDCS no hace nada en el modo SPI, así que conéctelo a XCS
• XCS es Chip Select
• DREQ le dice cuando el chip está listo para un nuevo comando.

XCS debe establecerse bajo mientras envía un byte; luego alto. De esa forma, estará seguro de haber sincronizado el primer bit de cada byte. La lectura de DREQ le indica que el chip está listo para recibir un nuevo comando.

Después de que Arduino envía un byte, debe enviar un byte ficticio para alternar el reloj y permitir que el VS1053 envíe un byte en respuesta. La función SPItransfer () le muestra cómo.

El módulo rojo disponible en eBay incluye una ranura para tarjetas SD, por lo que tiene un par de pines adicionales. Ingnóralos.

Ahora que está seguro de que puede hacer que el VS1053 funcione, lo convertiremos en más un instrumento musical.

Paso 2: uso de las sondas

Conecte los módulos HC-SR04 al Arduino Nano como se muestra y cargue el archivo INO al Arduino.

Observe en el esquema que DC3, el condensador de desacoplamiento para los módulos HC-SR04, debe conectarse cerca de los módulos HC-SR04. Cuando transmiten, consumen una gran cantidad de corriente que DC3 ayuda a suministrar.

En esta etapa del proyecto, la PC con Windows aún envía comandos al VS1053, pero el VS1053 también está controlado por los sensores de sonda HC-SR04 (descargue Step2.zip de github).

Todos los nuevos comandos comienzan con 0xFF y son interpretados por el boceto de Arduino (en lugar de enviarse directamente al VS1053). Los bytes que no son de "comando FF" se envían al VS1053.

Hay comandos para cambiar el instrumento, cambiar la escala, agregar vibrato y trémolo, etc. El programa se puede ejecutar en modo "discreto" donde hay notas separadas (como un piano) o en modo "continuo" donde una sola nota es inclinado hacia arriba y hacia abajo (como un theremin).

Hace bastante bien todo lo que hará el instrumento final, pero está controlado por una PC.

El sensor de sonda HC-SR04 derecho selecciona el tono de la nota que se toca. En el modo "discreto", el espacio de la derecha se divide en "contenedores". Cuando su mano entra en un contenedor, comienza la nota para ese contenedor. Cuando abandona la papelera, la nota puede detenerse (por ejemplo, un órgano) o desaparecer de forma natural (por ejemplo, un piano). Cuando su mano entra en un contenedor, el contenedor se expande ligeramente para que no se agite en el borde.

La función GetSonar () devuelve el tiempo transcurrido hasta el primer eco. Ignora los ecos muy rápidos (duración <10) que a veces informa el HC-SR04. Si maxDuration no ha recibido ningún eco, devuelve maxDuration. La duración no se mide en unidades en particular, es solo un número.

En el modo Discreto, la duración se filtra primero para eliminar interrupciones ocasionales (cuando no se recibe eco). Se supone que la mano está presente solo después de recibir 10 muestras de maxDuration. Luego, la duración se filtra mediante un filtro de mediana. Los filtros de mediana son buenos para eliminar el ruido "impulsivo" (es decir, picos ocasionales). La duración filtrada se utiliza para seleccionar un contenedor.

En el modo Continuo, la duración se vuelve a filtrar para eliminar abandonos ocasionales. Luego se suaviza usando un filtro exponencial. La duración filtrada se usa para establecer la frecuencia de la nota usando "pitch bend".

Paso 3: agregar una pantalla

La pantalla es una pantalla LCD TFT a color de 1,44 con un controlador ST7735, 128x128 píxeles. Hay muchas pantallas disponibles en eBay, por ejemplo, es posible que prefiera desarrollar su instrumento con una pantalla táctil más grande. Yo no había usado el ST7735 controlador y quería probarlo.

Obtuve el mío de este proveedor. El mismo módulo se vende ampliamente en eBay, solo obtenga uno que se vea igual que la foto.

La pantalla LCD tiene los siguientes pines:

• Tierra GND
• VCC 3,3 V
• SCL bus SPI SCLK
• SDA SPI bus MOSI de Arduino
• RES restablecer
• DC datos / comando
• Selección de chip CS
• Luz de fondo BL

El módulo funciona con 3.3V, por lo que no debe conectarlo directamente a su Arduino de 5V. He usado resistencias de 1k para bajar el voltaje. Esa no es una buena práctica (en general, se debe usar un divisor de potencial o un chip reductor de voltaje) pero funciona perfectamente bien en este circuito. Estaba siendo un vago.

La pantalla está alimentada por 3.3V proporcionados por Arduino. El regulador Arduino parece bastante feliz.

Adafruit tiene la amabilidad de publicar una biblioteca ST7735 y varias otras bibliotecas están disponibles en Github y en otros lugares. Probé algunos y no me gustó ninguno. Algunos simplemente no funcionaron y todos eran enormes. Escribes un boceto de Arduino que dibuja una línea y algo de texto y encuentras que tu memoria está llena al 75%. Entonces escribí mi propia biblioteca.

La biblioteca SimpleST7735 se puede descargar (descargue Step3.zip de github).

Tiene un conjunto estándar de comandos de dibujo muy similar a todas estas bibliotecas.

Algunas de las bibliotecas "rápidas" que puede descargar utilizan ciclos de temporización especiales y se molestan cuando se utilizan otros dispositivos, tal vez más lentos, en el mismo bus. SimpleST7735 está escrito en C en lugar de ensamblador, por lo que no es tan rápido como podría ser, pero es mucho más portátil y comparte el bus SPI cortésmente con otros dispositivos. Se puede descargar un programa de Windows que le permite crear sus propias fuentes e íconos.

Puede descargar la hoja de datos ST7735 de la web. Le hablas por

• establecer CS bajo
• establecer DC bajo
• enviar un byte de comando
• establecer DC alto
• enviar cero o más bytes de datos
• establecer CS alto

Puedes ver cómo lo hago en la función spiSend_TFT_CW () en la biblioteca. Los bytes de datos pueden ser una fila completa de píxeles o un ajuste para un registro de control.

La función ST7735Begin () en la biblioteca le muestra el conjunto de comandos de inicialización que elegí. Es posible que desee cambiar los comandos si elige una pantalla ST7735 diferente (por ejemplo, con más píxeles) o si desea una orientación diferente. Espero que mi código sea fácil de ver cómo cambiar si es necesario.

El esquema muestra un botón de control "SW1" y un pedal SW2 ". El botón de control selecciona diferentes" Configuraciones "(ver el siguiente paso) o selecciona el modo Menú. El pedal es opcional y solo selecciona diferentes configuraciones - yo no Yo mismo instalé un pedal. Las configuraciones son útiles durante una actuación cuando se desea cambiar rápidamente de tono o de instrumento.

Paso 4: el sistema de menús

Este boceto de Miditheremin3.ino Arduino agrega un sistema de menús al Theremin MIDI y controla el instrumento completo final.

El Theremin MIDI normalmente se ejecuta en modo "Play". Su mano derecha selecciona cuál nota y su mano izquierda controla la calidad de la nota. La pantalla LCD muestra un teclado de piano con la nota actual resaltada.

Si mantiene presionado el botón de control durante un segundo, el programa entra en el modo "Menú". En el modo Menú, si mantiene pulsado el botón de control durante un segundo, el programa vuelve al modo "Reproducir".

El menú tiene una estructura de árbol con elementos principales y subelementos. El elemento de menú actual está resaltado. Mueve la selección hacia arriba o hacia abajo mediante el sonar de la izquierda. Los submenús de un elemento principal solo se expanden cuando se selecciona el elemento principal.

Habiendo elegido un submenú, al hacer clic en el botón, se resalta el valor de ese elemento. La mano izquierda ahora incrementa o disminuye el valor. Vuelva a hacer clic en el botón para volver a seleccionar submenús.

En el modo Discreto, el árbol del menú es

• Instrumento

  • 0: Piano de cola
  • Cambio de manos: normal
• Mano derecha

  Modo: discreto

• Mano izquierda
  • Modo: Vibrato
  • Profundidad máxima: 10
• Escala
  • Escala: heptatónica mayor
  • Octavas: 2
  • Nota más baja: 60 C

• Acorde

  • Acorde: tríada mayor
  • Inversión: 0
  • Polifonía: 1

• Trémolo

  • Tamaño: 20
  • Periodo: 10

• Vibrato

  • Tamaño: 20
  • Periodo: 10

El instrumento puede ser "Piano de cola", "Órgano de iglesia", "Violín", etc. Hay 127 instrumentos en el VS1053, muchos de los cuales suenan idénticos y muchos son tontos como "disparos". El submenú Swap Hands le permite intercambiar las funciones de las manos izquierda y derecha; tal vez lo prefiera de esa manera o tal vez desee que los oradores estén frente a la audiencia.

La mano derecha puede ser "discreta" o "continua". Consulte a continuación el menú "continuo".

La mano izquierda puede controlar "Volumen", "Trémolo", "Vibrato", "PitchBendUp", "PitchBendDown", "Reverb", "Polifonía" o "ChordSize".

El "volumen" es obvio. "Tremolo" es una variación rápida de volumen; la mano izquierda controla el tamaño de la variación; el período se establece mediante un elemento de menú diferente. "Vibrato" es una variación rápida de tono; la mano izquierda controla el tamaño de la variación; el período se establece mediante un elemento de menú diferente. "PitchBendUp" y "PitchBendDown" alteran el tono de la nota que se está reproduciendo; la mano izquierda controla el tamaño de la curva. "Reverb" es bastante impresionante en el VS1053; la mano izquierda controla el tamaño de la reverberación. "Polifonía" controla cuántas notas se están reproduciendo a la vez hasta el máximo establecido por el menú Polifonía (ver más abajo). "ChordSize" significa que la mano izquierda controla cuántas notas de un acorde (ver más abajo) se tocan.

En música, una "escala" o "clave" es el subconjunto de notas que estás usando. Por ejemplo, si se limitara a la escala heptatónica de Do mayor, estaría tocando solo las notas blancas del piano. Si elige C # Major Pentatonic, solo usará las notas negras (por ejemplo, para las melodías populares escocesas).

El menú Escala elige a qué notas corresponde el espacio de la mano derecha y cuántas octavas cubre el espacio de la mano derecha. Entonces, si elige 1 octava de Mi mayor, el espacio de la mano derecha se divide en 8 contenedores con Mi en el tono más bajo y E una octava arriba en el tono más alto.

El menú Escala te permite elegir una gran cantidad de escalas inusuales de "música no occidental", pero asume que todas las notas son del teclado equilibrado; así es como funciona MIDI, no puedes especificar fácilmente la frecuencia de una nota. Entonces, si quisieras, digamos, la escala de cuarto de tono árabe, estarías en problemas.

El submenú Octavas le permite elegir cuántas octavas de la escala desea. Y la nota más baja dice dónde comienza la escala.

Normalmente, cuando se toca una nota, solo suena esa nota. El menú de acordes le permite tocar varias notas a la vez. Un acorde de tríada mayor significa 'tocar la nota elegida más la nota cuatro semitonos más alta, más la nota siete semitonos más alta'.

El submenú Inversión le ofrece inversiones de acordes. Eso significa que mueve algunas de las notas del acorde a una octava por debajo. La primera inversión mueve todas las notas "extra" hacia abajo una octava, la segunda inversión mueve una nota menos hacia abajo, y así sucesivamente.

El submenú Polyphony dice cuántas notas se están reproduciendo a la vez; si la polifonía es 1, cuando comienza una nota, se detiene la anterior; si la polifonía es más grande, varias notas pueden superponerse; inténtelo con el órgano de la iglesia.

El menú Tremolo especifica la profundidad de cualquier trémolo y el período del ciclo de trémolo. Un período de "100" significa un ciclo por segundo. Si la mano izquierda está controlando el trémolo, el submenú Tamaño está oculto.

El menú Vibrato especifica el tamaño de cualquier vibrato y el período del ciclo de vibrato. Si la mano izquierda está controlando el vibrato, el submenú Tamaño está oculto.

El programa le permite guardar y cargar hasta 5 "Configuraciones" diferentes. Una configuración almacena todos los valores que puede establecer en el menú. Cuando sale del modo Menú, se guarda la configuración actual. Las configuraciones se guardan en la EEPROM.

En el modo de reproducción, al hacer clic en el botón se cambia a la siguiente configuración. Si mantiene presionado el botón durante un segundo, aparece el menú. Al presionar el pedal también se cambia a la siguiente configuración; el pedal nunca selecciona el menú.

En el modo continuo, el árbol del menú se

• Instrumento

  • 0: Piano de cola
  • Cambio de manos: normal
• Mano derecha

  Modo: continuo

• Distancia
  • Número de semitonos: 12
  • Nota media: 60 C
• Mano izquierda
  • Modo: trémolo
  • Profundidad máxima: 10

• Trémolo

  • Tamaño: 20
  • Periodo: 10

• Vibrato

  • Tamaño: 20
  • Período 10

El menú Range elige qué rango de frecuencias especifica la mano derecha: el número de semitonos cubiertos y la nota media.

La mano izquierda solo puede controlar "Volumen", "Tremolo" y "Vibrato".

Paso 5: soldarlo junto

Construí el circuito en stripboard. No veo el sentido de hacer un PCB para una sola vez con solo 4 resistencias, pero me doy cuenta de que a algunas personas no les gusta el stripboard.

El diseño de mi stripboard se muestra arriba. Las cuatro placas (Arduino, VS1053, display y stripboard) forman un sándwich. En el diseño, el contorno del Arduino es amarillo, el VS1053 es azul, la pantalla es verde y el stripboard es naranja.

Las líneas cian son las tiras de cobre del panel de láminas; asegúrese de colocar roturas donde sea necesario. Las líneas rojas son enlaces en el lado del componente del tablero o cables que van a otra parte.

Usé pines extralargos para la placa VS1053 porque se encuentra por encima de Arduino. Los pines en las esquinas más lejanas de la pantalla y las placas VS1053 ayudan a estabilizarlos. Los orificios de montaje de los módulos están chapados para que pueda soldarlos. Asegúrese de que el suyo no esté conectado a tierra, los orificios de montaje de mis módulos no lo están.

Si tiene un módulo VS1053 diferente o una pantalla diferente, puede cambiar los pines de Arduino:

• D2 a D10 y A0 a A5 se pueden utilizar en el orden que desee; actualice los números de pin cerca del inicio del boceto INO
• D11, D12, D13 están dedicados a SPI y no se pueden reasignar
• D0, D1 están dedicados a E / S en serie
• A6, A7 no se pueden utilizar como pines digitales

Los módulos HC-SR04 están a 90 ° entre sí conectados por un trozo de tablilla. El pulsador está entre ellos. Sin duda tendrá su propio diseño preferido.

Si decide tener un pedal, conéctelo a través de una toma de corriente.

Paso 6: agregar una fuente de alimentación

Medí la corriente total del Arduino, VS1053 y la visualicé como 79mA. Según las hojas de datos, el Arduino es de 20 mA, la pantalla es de 25 mA, el VS1053 es de 11 mA y el HC-SR04 es de 15 mA cada uno cuando "funciona", por lo que 80 mA parece correcto.

La pantalla toma 25 mA y se alimenta desde la salida 3V3 del Arduino, que está clasificada para dar 50 mA. Por lo tanto, el circuito no debería estresar el regulador 3V3 de Arduino.

¿Podemos alimentar el circuito a través del pin Vin de Arduino? No puedo encontrar la respuesta a eso en ninguna parte de la web. No está en la documentación de Arduino. El regulador integrado de 5 V disipará (Vin-5) * 80 mW. ¿Cuál es su máxima disipación? Parece que nadie lo sabe realmente. Según su hoja de datos, el regulador NCP1117 en un paquete SOT-223 con una almohadilla de cobre mínima puede disipar 650mW. Entonces, para una corriente de 80 mA,

• Vin Power
• 8V 240mW
• 9 320
• 10 400
• 11 480
• 12 560
• 13 640
• 14 720

Para estar seguros, supongo que no deberíamos exceder los 9V en Vin.

Una fuente de alimentación externa de 5V sería mucho más segura, pero usé el regulador de Arduino y está bien.

Para alimentar el circuito, elegí un módulo que combina un cargador de iones de litio y una fuente de alimentación de refuerzo. Están ampliamente disponibles en eBay o buscan "Li Charger Boost".

El cargador utiliza un chip TC4056 que tiene un complicado algoritmo de corriente constante y voltaje constante. Cuando quita la entrada de alimentación USB, entra en modo de espera con un consumo de batería de menos de 2uA. El TC4056 tiene una entrada para detección de temperatura pero no está disponible en la placa del módulo (el pin está conectado a tierra).

El circuito de refuerzo supuestamente es 87-91% eficiente sobre el rango de voltaje normal de la batería con una corriente de salida de 50-300mA. (No lo medí yo mismo). Eso es bastante bueno.

Sin embargo, su corriente de "espera" cuando quita la carga es de 0,3 mA, lo cual es deficiente. Una celda de 300 mAH se drenaría en 6 semanas. Quizás se drenaría hasta ahora que su voltaje caería a un nivel dañino.

Hay una sola pista que conecta la batería a la fuente de alimentación de refuerzo. Puede cortar la pista fácilmente (ver foto). Suelde un cable en la resistencia grande en la parte superior para que pueda salvar el corte a través de un interruptor.

La corriente consumida ahora es 0.7uA con la placa que probé. Entonces, la celda durará 50 años; bueno, por supuesto que no, la autodescarga de una celda de iones de litio es de alrededor del 3% por mes. 3% por mes para una celda de 300 mAH es una corriente de 13uA. Compare eso con el 300uA que toma el circuito de refuerzo. Creo que vale la pena apagar el circuito de impulso.

No debe encender la carga cuando la celda se está cargando. La corriente consumida por la carga confundirá el algoritmo de carga.

Por lo tanto, necesita un interruptor de cambio de 2 polos (por ejemplo, un interruptor deslizante) que esté en la posición "Encendido" o "Carga".

Puede ignorar la toma USB incorporada y soldar cables separados al interruptor y a su propia toma USB.

O puede mantener el zócalo incorporado y cortar la conexión entre el zócalo y el chip. El diagrama de arriba muestra dónde cortar.

Conecte la salida de 5 V de la fuente de alimentación de refuerzo al pin de 5 V del Arduino. La gente dice "no hagas eso, estás pasando por alto el diodo de protección de Arduino". Pero el Nano no tiene un pin conectado al lado USB del diodo. Simplemente conéctelo al pin de 5V. ¿Que es lo peor que puede pasar? Pierde un Nano que cuesta menos de £ 3.

El circuito de la fuente de alimentación también debe alimentar el amplificador de los altavoces.

Paso 7: agregar altavoces

Quería que el Theremin MIDI fuera portátil. Debe incluir sus propios altavoces y amplificador.

Puede construir su propio amplificador o comprar un módulo amplificador, luego comprar altavoces y guardarlos en un estuche. Pero cual es el punto? En mi tecno-basurero tengo media docena de parlantes autoamplificados que compré en tiendas de caridad y ventas de maleteros, todo por menos de £ 1 cada uno.

Los altavoces azul pálido usaban solo 30 mA a 5 V, pero tienen una respuesta de graves deficiente. La radio negra tiene una forma agradable; me imagino colocando los módulos HC-SR04 en las esquinas y la pantalla en la superficie superior. Los grises de "panel plano" se alimentan desde una toma USB que es ideal.

Con un poco de búsqueda, debería encontrar altavoces autoamplificados que ya tengan un estuche agradable. Asegúrese de que funcionen con el voltaje de su fuente de alimentación. Si está alimentado por cuatro pilas AA, probablemente funcionará bien a 5V.

Pero busqué más en el tecno-basurero y encontré una estación de acoplamiento muy agradable que conseguí en un puesto de "todo por £ 0.50". Había perdido el cargador y el control remoto por infrarrojos, pero funciona bien.

Si está decidido a construir sus propios altavoces autoamplificados, aquí tiene un buen Instructable. O busque Instructables para PAM8403 o Amplificador.

Paso 8: estación de acoplamiento

Esta es una estación de acoplamiento portátil Logitech muy agradable. Es poco probable que obtenga uno igual, pero los principios de construcción serán similares.

La estación de acoplamiento incluye su propia celda de iones de litio recargable y fuente de alimentación de refuerzo. (Si el suyo no lo hace, cree la fuente de alimentación descrita anteriormente y omita los siguientes párrafos).

Si su amplificador tiene una celda de iones de litio, probablemente tenga una fuente de alimentación de refuerzo. (El voltaje de una sola celda de iones de litio es inconvenientemente bajo, por lo que es necesario aumentarlo).

Primero, busque las conexiones para la alimentación del amplificador. La fuente de alimentación tendrá grandes condensadores de suavizado: vea la foto de la PCB basura. Mida el voltaje en sus almohadillas de soldadura en la parte inferior. La almohadilla negativa debe ser la almohadilla de "tierra" del circuito. Si la placa de circuito impreso se ha llenado por inundación, se rectificará. O el suelo puede ser una pista gruesa que llega a muchos lugares del tablero.

Puede haber grandes condensadores en la etapa de salida del amplificador, esa es la forma antigua de hacerlo. Mida el voltaje a través de ellos mientras está funcionando. Probablemente variará según la música y podría promediar la mitad del voltaje de los condensadores de la fuente de alimentación. Esos son los condensadores incorrectos: desea los que están en la fuente de alimentación.

Es muy poco probable que la placa tenga potencia tanto positiva como negativa (los amplificadores de potencia estéreo grandes la tienen, pero nunca he visto uno ligero como ese). Asegúrese de haber elegido realmente tierra y potencia positiva.

La estación de acoplamiento Logitech que estoy usando tiene circuitos digitales complicados, así como el amplificador analógico. Si el tuyo es así, tendrá condensadores de suavizado para 5V o 3.3V más quizás 9V para el amplificador. Mida los voltajes en todos los condensadores grandes y elija el voltaje más grande.

Asegúrese de que el voltaje de la conexión de alimentación que ha elegido dependa del interruptor de encendido / apagado. (Cuando apaga el interruptor, el voltaje puede tardar un poco en caer a medida que se vacía el condensador).

Suelde los cables a lo que haya elegido como fuente de alimentación. La estación de acoplamiento Logitech produce alrededor de 9 V que se conectarán muy bien al pin Vin del Arduino.

Los altavoces autoamplificados o la estación de acoplamiento deben tener un conector de 3,5 mm para la entrada de audio. Se rectificará una de las juntas de soldadura, probablemente la más cercana al borde de la placa. Utilice un ohmímetro para comprobar que se conecta a lo que cree que es el suelo. Con algunas entradas de audio, el "blindaje" del conector no está conectado directamente a tierra. Está flotando. Entonces, si ninguno de los pines del gato está conectado a tierra, no se preocupe por el momento. (El "blindaje" del conector del módulo VS1053 también está flotando).

Use un medidor para verificar que la clavija de "tierra" del conector tenga el mismo voltaje que la tierra de la fuente de alimentación.

La estación de acoplamiento de Logitech era extraña. Si conecté la "tierra" de la toma de Logitech a la "tierra" de la placa VS1053 (usando un cable de audio, funcionó bien, pero la corriente de mi sistema Theremin subió de 80 mA a más de 200 mA. Así que me aseguré No conecté esos dos "motivos", funciona bien, pero no tengo idea de lo que estaba pasando.

Paso 9: Hacer un caso

El estuche que haga dependerá de los materiales que tenga a mano, con qué le gusta trabajar y los altavoces autoamplificados que elija. Hagas lo que hagas debe garantizar que los sonares apunten en dirección opuesta y hacia arriba a 45 °. Luego estará la pantalla de visualización y el botón pulsador.

Si has mirado mis otros Instuctables, sabrás que soy un gran fanático de la hojalata. Se puede doblar para darle forma, soldar suavemente y pintar. Las fotos muestran cómo arreglé las cosas.

El triángulo superior es hojalata doblada, soldada, rellena, alisada y pintada. Las placas de circuito impreso están pegadas en caliente en el triángulo y tienen pequeñas astillas de madera que actúan como espaciadores.

El "panel frontal" es una lámina de poliestireno de 1 mm. Los separadores están hechos de más láminas de poliestireno y los tornillos autorroscantes sostienen la tabla de listones en su lugar. Los soportes de madera se pegan en caliente en la cavidad en la parte delantera de la estación de acoplamiento y las placas de circuito impreso se atornillan a ellos con tornillos autorroscantes largos.

Supongo que podría haber impreso algo en 3D, pero prefiero los métodos de la vieja escuela donde puedo ajustar las cosas a medida que avanzo. Hacer cosas es un viaje de descubrimiento más que una "ingeniería".

Paso 10: Desarrollo futuro

¿Cómo podría desarrollar más el instrumento? Puede cambiar la interfaz de usuario. Puede reemplazar el botón con un sensor de distancia IR para no tener que tocar el instrumento en absoluto. O tal vez use una pantalla táctil en lugar de un botón y la mano izquierda para controlar el menú.

El menú Escala le permite elegir escalas de "música no occidental", pero asume que todas las notas son del teclado de temperamento uniforme; así es como funciona MIDI. La escala de cuarto de tono árabe tiene notas que no están en la escala de temperamento uniforme. Otras escalas no están relacionadas con un teclado de temperamento uniforme de ninguna manera. Puede ser posible utilizar pitch-bend para producir tales notas. Necesitaría alguna forma para que el menú especifique la frecuencia de cada nota. Creo que la inflexión de tono puede aplicarse a todas las notas del canal. Actualmente solo uso un canal, el canal 0. Entonces, si es polifónico o tiene acordes, tendrás que tocar cada nota en un canal diferente.

El instrumento podría convertirse en un sintetizador de batería. La mano izquierda podría determinar el tono de un Melodic Tom mientras que el sonar derecho se reemplaza con un sensor piezoeléctrico que golpeas para hacer sonar el tambor.

Las dos manos pueden controlar dos instrumentos diferentes.

La mano izquierda podría elegir un instrumento.

Aproximadamente a la mitad de este proyecto, descubrí el controlador MIDI Theremin Altura MkII de Zeppelin Design Labs. Parece un buen instrumento.

Tienen un par de videos que vale la pena ver:

(Robé la palabra "contenedores" de Altura y la idea de que un contenedor se expande cuando lo ingresas para ayudarte a permanecer en él).

Mi Theremin MIDI se diferencia de Altura en algunos aspectos. Mine produce su propio sonido con su sintetizador MIDI, amplificador, etc.; Altura envía mensajes a un sintetizador externo. Bien podría preferir su forma de hacerlo. El mío tiene una pantalla TFT en lugar de una pantalla de 7 segmentos; eso es definitivamente mejor, pero podría pensar que una pantalla más grande sería una mejora. El mío usa menús para configurar los parámetros, mientras que el suyo usa perillas. Los menús son necesarios porque el mío necesita muchos controles para el dispositivo de entrada (los sonares) y el sintetizador; la Altura necesita menos controles. Quizás las perillas sean mejores durante una presentación en vivo. Quizás el mío debería tener perillas. Una perilla para elegir configuraciones puede ser buena.

Altura tiene un control de "Articulación" que establece qué tan rápido se pueden tocar las notas. No lo he incluido en mi software, tal vez debería estar allí. Altura tiene un arpegiador (secuenciador por pasos). Es una buena idea; el mío tiene acordes que no son exactamente lo mismo.

Eso es todo. Espero que disfrutes construyendo y usando MIDI-Theremin. Avíseme si encuentra algún error en mi descripción o si puede pensar en alguna mejora.