Convertir un piano de juguete vintage en un controlador MIDI Usando Arduino

En mayo 2015 Asistí MIDI Hack

MIDI Hack 2015. Photos by Sebastian Höglund.

Si usted lee un artículo anterior mío , usted sabe que yo recomiendo la plataforma Arduino para hacer controladores MIDI de bricolaje. Elegí Arduino para este proyecto sobre las otras plataformas sugeridas ya que le proporciona una gran cantidad de control sobre lo que se hace con los datos de entrada / salida, sin embargo, es todavía muy amigable para los principiantes con un montón de apoyo oficial y guías. Esta guía está dirigida a las personas que son principiantes en la electrónica, desarrollo de software, y Arduino.

Aquí está una lista de las cosas que se necesitan para este proyecto. Todos los componentes electrónicos mencionados aquí se pueden comprar en cualquier buena tienda de electrónica DIY / aficionado, como Sparkfun.

What You Will Need for this Project

• Un piano de juguete de madera acústico. Compré mi piano de juguete fuera de eBay por alrededor de $ 15, en donde por lo general hay algunos disponibles, sin embargo también puede ocasionalmente encontrarlos en tiendas de caridad y mercados de pulgas. Este proyecto se basa en los pianos con un mecanismo mediante el cual las teclas causan un martillo para golpear algún tipo de objeto de resonancia; utilizando un teclado electrónico juguete no va a funcionar aquí.
• Placa Arduino. Este es el microcontrolador que será
• Elementos Piezo. Sensores de elemento piezoeléctrico se utilizan para la detección de vibraciones y golpes, y son componentes populares para usar sobre todo en productos de activación tambor bricolaje y comerciales. Vamos a utilizar estos para detectar pulsaciones de las teclas, y usted necesitará uno de estos para cada tecla. Usted tendrá que considerar el tamaño de los elementos piezoeléctricos que se requieren en función del tamaño de las cabezas de martillo en el piano
• Resistencias 1M Ohm. Resistencias son el componente más básico y común en circuitos eléctricos, y se utilizan para resistir el flujo de electricidad. Usted necesitará uno de estos para cada tecla / piezo.
• Cables. Arduino y cables-breadboard amigable, también conocidos como cables de puente-macho a macho, serán los más fáciles de usar, y vamos a utilizar estos para conectar todos los componentes a la Arduino. Usted necesitará 2 para cada tecla / piezo, así como puñado de extras.
• Placas universales de soldadura-menos. Placas universales de soldadura-menos le permiten crear circuitos electrónicos sin necesidad de soldar todo junto. Es posible que necesite un par de ellos en función de la cantidad de teclas de su piano de juguete tiene.
• Cable USB
• Cinta adhesiva de doble cara
• El software Arduino. El software de Arduino se utiliza para programar la placa Arduino para hacer lo que queremos que haga. Esto está disponible gratuitamente en la página de Arduino software y se puede ejecutar en OS X, Windows y Linux. Usted también tendrá que descargar el MIDI Biblioteca Arduino.
• Software de puerto MIDI-serie a MIDI y virtual. Usted necesitará algún tipo de software de serie a MIDI para convertir los mensajes que salen de la Arduino en mensajes MIDI. Recomiendo la libre sin pelo MIDI a la aplicación Puente de serie, sin embargo, hay una serie de otros disponibles. También tendrá que utilizar un puerto MIDI virtual para conectar la salida de sin pelo a la entrada de su aplicación de audio o un instrumento MIDI. Por esta Recomiendo loopMIDI en Windows o en Mac OS X que puedo usar su base de IAC conductor. Alternativamente, es posible
• Software MIDI. Usted

Step 1—Prepare your Piano

Antes de empezar la inserción de la electrónica en su piano, usted tendrá que quitar las barras de sonido, o modificarlos para que pueda montar los piezos a ellos. El conjunto de barras en mi piano se atornilla a la parte inferior de la parte superior, así que simplemente desenrosca para eliminarlos, y luego atornilla en un bloque de madera que podía sujetar los sensores piezoeléctricos a. Una opción alternativa sería fijar una fina pieza plana de material (por ejemplo, cartón, madera) en la parte inferior de las barras que los elementos piezoeléctricos pueden ser fijados a, sin embargo puede que le resulte más difícil para fijar algo para las barras, además de que también puede encontrar las barras se pondrá en el camino al intentar insertar la electrónica.

A partir de las agujas del reloj superior izquierda

Otra modificación es posible que tenga que hacer para su piano es la adición de un pico / punto de la superficie del martillo que golpeará los piezos. Si las cabezas de martillo son más anchos que el círculo íntimo de los piezos no pueden desencadenar los sensores correctamente, por lo que para superar este problema con mi piano grabé pequeñas bolas de soldadura en los martillos para crear un punto elevado.

Step 2—Attach the Piezos

Ahora vamos a colocar los sensores piezoeléctricos en los bajos de la parte superior del piano, donde los mecanismos de martillo se suelen golpear las barras de sonido cuando se pulsan las teclas. Si el piano es hecho a mano como la mía, usted probablemente encontrará que los martillos aren

Una vez que tú

Los sensores piezoeléctricos adjuntos

Step 3—Complete the Circuitry

Con el fin de completar el circuito primero tiene que adjuntar el tablero / s y la placa Arduino en el interior del piano. Si su piano se abre desde la parte inferior, como el mío es probable que necesites para pegar las juntas en los bajos de la parte superior, sin embargo, si el piano se abre desde la parte superior que probablemente podría terminar el proyecto con sólo colocar las tablas en la parte inferior sin necesidad de pegar hacia abajo. Coloque el tablero / s más cercano a los piezos, con el Arduino en el otro lado.

Luego tenemos que unir los componentes al tablero / s. Hay dos secciones principales para la mayoría de las placas universales (como se muestra en el siguiente diagrama)

Cómo conectar un solo sensor piezoeléctrico a una placa Arduino

Como se muestra en el diagrama anterior, para cada piezo clave /, la (tierra) cable negro de la piezo necesita ser conectado a una de las tiras de bus de tierra, mientras que el rojo (señal) de alambre necesita ser conectado a uno de los terminales tiras. A continuación, deberá conectar una resistencia (en cualquier orientación) de la tablilla de conexiones a la tira de tierra; un cable desde la regleta de terminales a uno de los pines de entrada analógicas en el Arduino, y otro alambre de la tira de tierra a una de las patillas de tierra. A continuación, deberá repetir este circuito para cada piezo, utilizando una tira de terminales diferentes y Arduino pin de entrada analógica cada vez, como se demuestra en el siguiente diagrama.

Cómo conectar varios sensores piezoeléctricos a una placa Arduino

Recomiendo el uso de diferentes hilos de colores para cada conexión de entrada analógica, ya que esto hace que sea más fácil ver lo

Cima

Step 4—Edit and Upload the Code

Después de que el hardware y la electrónica están completos, entonces tienes que subir algún software para la placa Arduino que dará vuelta a las lecturas de los piezos en notas MIDI. Una vez que haya descargado e instalado tanto el software Arduino y el MIDI Biblioteca Arduino, abra la aplicación Arduino y copiar el siguiente código en el editor de texto Arduino:

/*
MIDI Toy Piano Hack Code
*/

#include 
MIDI_CREATE_DEFAULT_INSTANCE();

//========================================================================================
//Values you may need to change

//Set this value to the number of keys/piezos you are using
const int NUM_OF_KEYS = 16;
//Adjust this value to change the sensitivity of the piezos
const int THRESHOLD = 5;
//Set this value to the number of microseconds you want each MIDI note to last for
const int NOTE_LENGTH = 50;
//Adjust this value to set the range of MIDI note velocity values
const int VEL_SENSE_VAL = 2;

//Change this number to set what MIDI channel the MIDI notes are set to
const int midiChan = 1;
//Change these numbers to set what MIDI note number each key/piezo will send.
//Also make sure that the total number of numbers here matches the value of NUM_OF_KEYS
const int midiNote[NUM_OF_KEYS] = {86, 84, 83, 81, 79, 77, 76, 74, 72, 71, 69, 67, 65, 64, 62, 60};

//Change these values to set which analog input pins you are using
//Also make sure that the total number of values here matches the value of NUM_OF_KEYS
const int triggerSensor[NUM_OF_KEYS] = {A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11, A12, A13, A14, A15};

//=======================================================================================

//Variables for storing certain values
int triggerVal[NUM_OF_KEYS] = {0};
bool noteIsOn[NUM_OF_KEYS] = {false};
int midiNoteTime[NUM_OF_KEYS] = {0};
int midiVelocityVal[NUM_OF_KEYS] = {0};

void setup()
{
    MIDI.begin(MIDI_CHANNEL_OMNI);
}

void loop()
{
    //repeat the below code for each anaolog input/piezo sensor
    for (int count; count < NUM_OF_KEYS; count++)
    {
        //read the piezo value
        triggerVal[count] = analogRead(triggerSensor[count]);

        //if the value is over the threshold and there isn't currently a note on for this piezo
        if (triggerVal[count] > THRESHOLD && noteIsOn[count] == false)
        {
            //get a velocity value based on the value
            midiVelocityVal[count] = triggerVal[count] * (127.0/1023.0);

            //increase sensitivity
            midiVelocityVal[count] *= VEL_SENSE_VAL;

            //make sure we don't go out of range
            if (midiVelocityVal[count] > 127)
            midiVelocityVal[count] = 127;

            //send a MIDI note-on message
            MIDI.sendNoteOn (midiNote[count], midiVelocityVal[count], midiChan);

            //flag that the note is on
            noteIsOn[count] = true;

            //start a timer for the note to be on for
            midiNoteTime[count] = NOTE_LENGTH;
        }

        //if the note is currently on
        if (noteIsOn[count] == true)
        {
            //reduce the time value by 1
            midiNoteTime[count]--;

            //if time value equals 0
            if (midiNoteTime[count] == 0)
            {
                //turn off the note
                MIDI.sendNoteOff (midiNote[count], 0, midiChan);
                noteIsOn[count] = false;
            }

        }

    }

    //pause the loop
    delay(1);
}
        

La enseñanza de cómo utilizar el software de Arduino y cómo codificar es un poco más allá del alcance de este artículo, por lo que

• NUM_OF_KEYS
• LÍMITE
• NOTE_LENGTH
• VEL_SENSE_VAL
• midiChan
• midiNote
• triggerSensor

El software Arduino

Una vez que tú

• Ir
• Conecta tu placa Arduino al ordenador a través de USB.
• Ir
• Ir
• Ir

Tenga en cuenta

Step 5—Connect the Software

Izquierda: La creación de un puerto MIDI virtual en OS X. Superior derecha: Configuración sin pelo MIDI al Puente de serie. Inferior derecha: Conexión al puerto MIDI virtual en Ableton Live.

Finalmente usted necesita para lanzar y conectar todo el software necesario en el ordenador:

Configure un puerto virtual de MIDI:

Si se encuentra en Windows:

• Abre loopMIDI
• Haga clic en el
• Deje la aplicación en ejecución

Si usted está en OS X:

• Lanzar el
• Ir
• Doble click en la
• Asegúrese de que el
• Cierre la aplicación

Conecte sin pelo MIDI-to-Serial Bridge para el Arduino y el puerto MIDI virtuales:

• Lanzamiento sin pelo
• En la de la izquierda fija lado
• En la de la derecha establece el lado
• Asegúrese de que el
• Deje la aplicación en ejecución

Conectar software del instrumento DAW / MIDI al puerto virtual:

• Inicie el DAW o instrumento MIDI
• Debajo

Tenga en cuenta - si su Arduino es hackeado con HIDUINO, los pasos 1 y 2 de don

Una vez que esto se ha completado ahora debería ser capaz de desencadenar las notas de sus instrumentos MIDI con el piano de juguete.

Vea un vídeo de demostración corta del controlador MIDI piano de juguete acústico en acción:

Conclusion

De modo que

Además, si usted está interesado en participar en el próximo evento MIDI Hack, mantener un ojo en la página web MIDI Hack para anuncios. También hay un par de hackathons similares tecnología de música que se celebran cada año en todo el mundo, tales como Música y Música hackday Tech Fest, así como varios de una sola vez y eventos locales.

Más información sobre MIDI aquí.