Transformar um piano de brinquedo do vintage em um controlador MIDI Usando Arduino

Em maio 2015 eu participei MIDI corte

MIDI Hack 2015. Photos by Sebastian Höglund.

Se você ler um artigo anterior da mina , você saberia que eu recomendo a plataforma Arduino para fazer controladores MIDI DIY. Eu escolhi Arduino para este projeto sobre as outras plataformas sugeridas, uma vez que fornece-lhe com um monte de controle sobre o que fazer com os dados de entrada / saída, no entanto, ainda é extremamente novato amigável com um monte de apoio oficial e guias. Este guia destina-se a indivíduos que são iniciantes na electrónica, desenvolvimento de software, e Arduino.

Aqui está uma lista de coisas que você precisa para este projeto. Todos os componentes eletrônicos mencionados aqui podem ser comprados a partir de qualquer boa loja de eletrônicos DIY / hobby, como SparkFun.

What You Will Need for this Project

• Um piano de brinquedo de madeira acústico. Eu comprei o meu piano de brinquedo fora do eBay por cerca de US $ 15, onde geralmente há alguns disponíveis, no entanto você também pode ocasionalmente encontrá-los em lojas de caridade e mercados de pulga. Este projeto é baseado em torno de pianos com um mecanismo pelo qual as chaves causar um martelo para golpear algum tipo de ressonância objeto; usando um teclado eletrônico brinquedo não vai funcionar aqui.
• Placa Arduino. Este é o microcontrolador que será
• Elementos Piezo. Sensores de elemento Piezo são utilizados para detectar vibrações e choques, e são componentes populares para usar especialmente em produtos de gatilho de tambor de bricolage e comerciais. Vamos usá-los para detectar prensas das chaves, e você vai precisar de um desses para cada tecla. Você terá de considerar o tamanho dos piezos que necessita com base no tamanho das cabeças de martelo dentro de piano
• Resistores 1M Ohm. As resistências estão a componente mais básica e comum em circuitos eléctricos, e são usados ​​para resistir ao fluxo de electricidade. Você vai precisar de um desses para cada tecla / piezo.
• Fios. Arduino e fios amigável-breadboard, também conhecidos como fios de ligação macho-para-homem, será o mais fácil de usar, e vamos usá-los para conectar todos os componentes para o Arduino. Você vai precisar de 2 para cada tecla / piezo, assim como punhado de extras.
• Breadboards-solda menos. Breadboards-solda menos permitem criar circuitos eletrônicos sem a necessidade de soldar tudo junto. Você pode precisar de um par destes, dependendo de quantas teclas de seu piano de brinquedo tem.
• Cabo USB
• Fita adesiva de dupla face
• O software Arduino. O software Arduino é usado para programar a placa Arduino para fazer o que quer que ele faça. Esta é livremente disponível na página Arduino Software e pode ser executado no Mac OS X, Windows e Linux. Você também vai precisar fazer o download do MIDI Biblioteca Arduino.
• Software porta MIDI Serial-to-MIDI e virtual. Você vai precisar de algum software serial-to-MIDI para converter as mensagens que saem do Arduino em mensagens MIDI. Eu recomendo o livre calvo MIDI para aplicação Ponte de série, no entanto, há uma série de outros disponíveis. Você também vai precisar para usar uma porta virtual de MIDI para conectar a saída de calvo à entrada da sua DAW ou instrumento MIDI. Por isso eu recomendo loopMIDI no Windows ou no Mac OS X, você pode usar a sua built-in driver IAC. Em alternativa, é possível
• Software MIDI. Você

Step 1—Prepare your Piano

Antes que você possa começar a inserir os componentes eletrônicos em seu piano, você precisará remover as barras de som, ou modificá-los para que você possa montar os piezos a eles. O conjunto de varas em meu piano foram aparafusado ao lado de baixo do topo, então eu simplesmente desaparafusada-los para removê-los, e, em seguida, parafusado em um bloco de madeira que eu poderia apertar os sensores piezo para. Uma opção alternativa seria a de fixar uma fina peça plana de material (por exemplo, papelão, madeira) para a parte inferior das hastes que as piezos podem ser corrigidos para, no entanto, você pode achar que é mais difícil para anexar algo para as hastes, além de você Pode também encontrar as hastes vai ficar no caminho ao tentar inserir os componentes eletrônicos.

A partir dos ponteiros do relógio superior esquerdo

Outra modificação que você pode precisar fazer para seu piano é a adição de um ponto / ponto à superfície do martelo que vai atacar os piezos. Se as cabeças de martelo são mais largas do que o círculo interno dos piezos eles não podem desencadear os sensores adequadamente, de modo a superar esse problema com meu piano Gravei pequenas bolas de solda para os martelos para criar um ponto levantado.

Step 2—Attach the Piezos

Vamos agora colocar os sensores piezo para o lado de baixo do topo do piano, onde os mecanismos de martelo normalmente atacar as hastes de som quando as teclas são pressionadas. Se o piano é feito à mão como a minha, você provavelmente vai achar que os martelos aren

Uma vez que você

Os sensores piezo ligados

Step 3—Complete the Circuitry

A fim de completar o circuito primeiro você precisa anexar a placa de ensaio / s e placa Arduino para o interior do piano. Se seu piano abre a partir do fundo como o meu fez você provavelmente terá que furar as tábuas para o lado de baixo do topo, no entanto, se o piano abre a partir do topo você provavelmente poderia concluir o projeto por apenas colocar as placas na parte inferior sem a necessidade de ficar los para baixo. Coloque a placa de ensaio / s mais próximo para os piezos, com o Arduino, por outro lado.

Em seguida, você precisa anexar os componentes da placa de ensaio / s. Há duas seções principais para a maioria dos breadboards (como mostrado no diagrama abaixo)

Como conectar um único sensor piezo para uma placa Arduino

Como apresentado no diagrama anterior, para cada tecla / piezo, a (solo) de fio a partir do piezo preto necessita de ser ligado a uma das tiras de barramento de terra, enquanto que o (sinal) fio vermelho necessita de ser ligado a um dos terminais tiras. Em seguida, você precisa conectar um resistor (em qualquer orientação) a partir da barra de terminais para a faixa de terreno; um fio a partir da régua de terminais de um dos pinos de entrada analógica do Arduino, e um outro fio a partir da tira de chão para um dos pinos de terra. Você, então, precisa repetir este circuito para cada piezo, utilizando uma tira de terminais diferente e Arduino pino de entrada analógica de cada vez, como demonstrado no diagrama a seguir.

Como conectar vários sensores piezo para uma placa Arduino

Eu recomendo o uso de fios diferentes cores para cada conexão de entrada analógica, como isso torna mais fácil para ver o que

Topo

Step 4—Edit and Upload the Code

Depois que o hardware e os componentes eletrônicos são completos, então você precisa fazer upload de algum software para a placa Arduino que vai virar leituras dos piezos em notas MIDI. Depois de ter baixado e instalado tanto o software Arduino eo MIDI Biblioteca Arduino, abra o aplicativo Arduino e copie o código abaixo para o 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);
}
        

Ensinar-lhe como usar o software Arduino e como codificar é um pouco além do escopo deste artigo, então eu

• NUM_OF_KEYS
• LIMITE
• NOTE_LENGTH
• VEL_SENSE_VAL
• midiChan
• midiNote
• triggerSensor

O software Arduino

Uma vez que você

• Vá para
• Conecte sua placa Arduino ao computador via USB.
• Vá para
• Vá para
• Vá para

Observe

Step 5—Connect the Software

Esquerda: Configurar uma porta MIDI virtual no OS X. Superior direito: Configurando calvo MIDI para Ponte de série. Inferior direito: Conexão à porta MIDI virtual no Ableton Live.

Finalmente, você precisa iniciar e conectar todos os softwares necessários no seu computador:

Configurar uma porta MIDI virtual:

Se você estiver no Windows:

• Abra loopMIDI
• Clique no
• Deixar o aplicativo em execução

Se você está no OS X:

• Lançar o
• Vá para
• Clique duas vezes no
• Certifique-se de que o
• Feche o aplicativo

Conecte calvo MIDI-to-Serial Bridge para o Arduino ea porta MIDI virtual:

• Lançamento calvo
• No lado esquerdo definir o
• Na mão direita lado definir o
• Verifique se o
• Deixar o aplicativo em execução

Conectá-lo software instrumento DAW / MIDI à porta virtual:

• Inicie o seu DAW ou instrumento MIDI
• Abaixo dele,

Por favor, note - se o seu Arduino é cortado com HIDUINO, as etapas 1 e 2 don

Uma vez que este tenha sido concluído agora você deve ser capaz de desencadear notas de seus instrumentos MIDI com o piano de brinquedo.

Assista a um curto vídeo de demonstração do controlador MIDI acústico piano de brinquedo em ação:

Conclusion

De modo que

Além disso, se você é interessante em participar no próximo evento MIDI Hack, manter um olho sobre o site MIDI corte para anúncios. Há também um par de hackathons semelhantes tecnologia música que são realizadas anualmente em todo o mundo, tais como Música Hackday e Música Tecnologia Fest, bem como vários one-off e eventos locais.

Saiba mais sobre MIDI aqui.