Электронные ударные своими руками

Электронные ударные своими руками

Музыкальные инструменты своими руками. Простая схема генератора звукового диапазона

Любой генератор звуковой частоты вырабатывает электрические колебания, которые, будучи поданными на усилитель ЗЧ, преобразуются его динамической головкой в звук. Тональность звука зависит от частоты колебаний генератора.

Если в генераторе использовать набор резисторов разных сопротивлений и включать их в частотозадающую цепь обратной связи, получится простой электромузыкальный инструмент, на котором можно исполнять несложные мелодии. Схема такого инструмента приведена на рисунке ниже.


Музыкальные инструменты своими руками. Схема генератора звукового диапазона

Генератор выполнен на транзисторах VT1 и VT2 разной структуры по общеизвестной схеме. Генерация образуется из-за положительной обратной связи между выходными и входными цепями усилительных каскадов на указанных транзисторах. Частоту генерируемых колебаний можно изменять включением в цепь обратной связи переключателем SA1 либо конденсатора С1, либо С2, а также одного из резисторов Rl — R8 (клавишами инструмента SB1 — SB8). Когда подвижный контакт переключателя находится в показанном на схеме положении, при нажатии на клавиши будут раздаваться звуки первой октавы. Если же подвижный контакт переключателя перевести в противоположное положение, можно получать звуки второй октавы. Нажимать нужно только одну из клавиш. Если же случайно окажутся нажатыми две клавиши, в цепь обратной связи включатся два параллельно соединенных резистора, и частота генератора не будет соответствовать ни одному из звуков данной октавы. Причем частота генератора будет выше, чем при нажатии любой из двух клавиш в отдельности.

Резистор R9 ограничивает максимальную частоту генератора, a R10 — наибольшую неискаженную громкость звука.

Подстроечные резисторы — СПЗ-16, постоянные — МЛТ-0,25 конденсаторы — МБМ. Транзистор VT1 может быть, кроме указанного на схеме, МП38, МП38А или другой маломощный Кремниевый транзистор структуры n-р-n со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50. С таким же коэффициентом следует взять и транзистор VT2 — он может быть серий Г1213 — П217. Динамическая головка — мощностью 0,5 — 1 Вт, например 1ГД-18, 1ГД-28. Источник питания — батарея 3336. Выключатель и переключатель — любой конструкции. Клавиши могут быть как готовые, скажем, от детского музыкального инструмента-игрушки, так и самодельные. В любом случае под ними устанавливают контакты, например, от электромагнитных реле (лучше всего телефонных), которые будут замыкаться при нажатии на клавиши. Возможен вариант использования малогабаритных кнопок, к примеру КМ1-1. Основные детали Инструмента могут быть смонтированы на плате (рис. 82) навесным или печатным способом. Плату размещают внутри корпуса (рис. 83) произвольной конструкции. На лицевой стенке кopпуca укрепляют динамическую головку и органы управления (клавиатуру, выключатель, переключатель). Источник питания монтируют внутри корпуса или на нижней (съемной) крышке.

Настройка музыкального инструмента осуществляется своими руками с помощью установки движков подстроенных резисторов для получения соответствующего тона. Сопротивления резисторов должны быть такими, чтобы получились фиксированные тона от «до» (или «ля») первой октавы до «до» (или «ля») второй с интервалами в один тон. Настройку производят по звукам рояля, пианино, аккордеона или другого музыкального инструмента. Сначала, нажав клавишу — кнопку SB8, подбором положения движка резистора R8 настраивают генератор на частоту первого исходного тона — «до» или «ля» первой октавы (эта клавиша должна быть на левом, со стороны музыканта, конце клавиатуры). Затем нажимают клавишу SB7 и подбором положения движка резистора R7 добиваются звуча ния следующего тона — «ре» (или «си») и т. д. Небольшое смещение музыкального строя инструмента можно осуществить соответствующим подбором резистора R9.

Возможности музыкального инструмента своими руками можно расширить, использовав клавиатуру с 12 клавишами. Тогда помимо основных тонов появятся дополнительные («до диез», «ля бемоль» и др.)- Громкость звука зависит от напряжения источника питания. Увеличение его до 9 В повышает громкость, но при этом, возможно, придется укрепить мощный транзистор VT2 на небольшом радиаторе в виде П-образного уголка, согнутого из листового алюминия толщиной 1. 2 мм.

Это первый музыкальный инструменты своими руками, положивший начало новому направлению в радиоэлектронике — электронной музыке (сокращенно электромузыке). Разработал его в 1921 г. молодой петроградский физик Лев Термен. По имени изобретателя и был назван необычный электромузыкальный инструмент. Необычен же он тем, что не имеет клавиатуры, струн или труб, с помощью которых получают звуки нужной тональности. Игра на терменвоксе напоминает выступление фокусника-иллюзиониста — самые разнообразные мелодии звучат из динамической головки при едва заметных манипуляциях одной или двумя руками вблизи металлического прутка-антенны, торчащего на корпусе инструмента.

Секрет терменвокса в том, что в нем находятся два независимых генератора, вырабатывающих колебания весьма высокой частоты — около сотни тысяч герц. Но частоту одного из генераторов можно изменять своеобразным переменным конденсатором, образуемым рукой играющего и металлическим штырем-антенной, соединенной с частотозадающей цепью генератора. Приближение руки к антенне или удаление ее приводит к изменению суммарной емкости частотозадающей цепи, а значит, частоты генератора.

Сигналы обоих генераторов подаются на смеситель. На выходе смесителя выделяется разностный сигнал, который усиливается усилителем ЗЧ и воспроизводится динамической головкой. В исходном состоянии частоты обоих генераторов одинаковые, разностного сигнала практически нет, звука не слышно. Но стоит приблизить к антенне руку, как разностный сигнал появляется и в головке раздается звук. Тональность его изменяют рукой, приближаемой к антенне или удаляемой от нее.


Музыкальные инструменты своими руками. Схема Терменвокса

Таков принцип работы любого терменвокса. Разница между конструкциями заключается в схемотехническом решении отдельных узлов — генератора, смесителя, усилителя, а также в наличии узлов, позволяющих получать оригинальные оттенки звучания или звуковые эффекты.

Знакомство с терменвоксом лучше всего начать, конечно, с простой конструкции, например, приведенной на рис. 84. Собран терменвокс на трех интегральных микросхемах. В первом, перестраиваемом генераторе используется микросхема DD1. На элементах DD1.1 и DD1.2 выполнен мультивибратор, а на DD1.3 — разделительный каскад. Частота колебаний мультивибратора зависит от сопротивления резистора R1, емкости конденсатора С2 и емкости между антенной WAl и общим проводом инструмента, которую образует поднесенная к антенне рука исполнителя. Для получения максимальной чувствительности генератора к емкости антенна-рука частота генератора выбрана сравнительно высокой — сотни килогерц.

Во втором генераторе, с фиксированной частотой, работает микросхема DD2, элементы которой используются так же, как и элементы микросхемы первого генератора. Частоту генерируемых колебаний можно изменять в небольших пределах переменным резистором R2 «Частота».

С выхода каждого генератора сигнал поступает через согласующий каскад на «свой» вход смесителя, выполненного на микросхеме DD3. Если на одном входе сигнал частотой f1, а на другом f2, на выходе смесителя будут сигналы с частотами f1 ± f2. Причем амплитуда колебаний разностной частоты составит десятые доли и даже единицы вольт, что позволяет обойтись без дополнительного усилителя ЗЧ и подключить к выходу смесителя через конденсатор С4, трансформатор Т1 и переменный резистор R4 «Громкость» динамическую головку ВА1. Колебания же суммарной частоты динамической головкой не воспроизводятся.

Читайте также:  Хозяйственное мыло вместо порошка в стиральной машине

Для увеличения громкости звука музыкального инструмента своими руками все логические элементы микросхемы DD3 включены параллельно. Громкость звука можно плавно изменять переменным резистором R4.

Терменвокс питается от источника GB1. Для предупреждения взаимного влияния генераторов напряжение на каждый из них подается через RC-фильтр. Потребляемый инструментом ток составляет 7. 10 мА.

Кроме указанных на схеме, могут быть использованы микросхемы К561ЛЕ5, К561ЛА9, К561ЛЕ10 (DD1 и DD2); К561ЛЕ5 К561ЛЕ6, К561ЛА7 — К561ЛА9, К561ЛЕ10 (DD3) или другие аналогичные микросхемы серий К176, К564. Конденсаторы С1 — СЗ могут быть КД, КТ, КМ, остальные — К50-6, К53-1. Переменные резисторы — СПО, СП4-1, постоянные — МЛТ-0,25 или другие малогабаритные, выключатель — МТ1, источник питания — батарея «Крона» или аккумулятор 7Д-0,1. Трансформатор — выходной от любого малогабаритного транзисторного приемника (используется одна половина первичной обмотки). Динамическая головка — мощностью 0,1 — 0,25 Вт, например 0,1ГД-6, 0.2ГД-1.

Все детали, кроме источника питания, монтируют на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1. 1.5 мм. Она же является и лицевой панелью инструмента. Переменные резисторы и выключатель устанавливают в отверстиях платы, трансформатор и динамическую головку приклеивают. Напротив диффузора головки в плате сверлят отверстия и закрывают их со стороны монтажа неплотной тканью. Выводы деталей припаивают к проводникам платы.

Плату крепят к металлическому корпусу размерами ЗОХ Х75Х145 мм. Внутри корпуса размещают батарею питания и подключают ее к плате многожильным монтажным проводом в изоляции. Можно, конечно, использовать для подключения батареи разъем от использованной «Кроны».

Контакт ХТ1 представляет собой винт М4, пропущенный через отверстие в плате и закрепленный снаружи гайкой. Шляпка винта должна надежно соединяться с контактной площадкой платы, к которой подпаян конденсатор С1.

Перед игрой на терменвоксе к винту крепят антенну — отрезок металлической трубки диаметром 6 и длиной 300. 500 мм с резьбой на конце.

Если монтаж выполнен без ошибок и детали исправны, терменвокс начинает работать сразу. Пользуются им так. Включив питание, устанавливают резистором R2 режим так называемых нулевых биений, когда частоты обоих генераторов равны и в динамической головке звука нет. В то же время при поднесении руки к антенне звук должен появляться. Более точной установкой движка резистора R2 добиваются того, чтобы звук появлялся на возможно большем расстоянии между рукой и антенной. Тональность звука должна возрастать, когда руку приближают к антенне.

Для повышения чувствительности инструмента нужно во время игры касаться одной рукой корпуса или ручки настройки (она должна быть металлической, надежно соединяться с корпусом резистора, а значит, с общим проводом инструмента), а другой подбирать мелодию.

Повысить громкость звучания терменвокса можно подключением к выходу смесителя усилителя звуковой частоты, например, радиоприемника или магнитофона. Для этих целей на корпусе инструмента желательно установить разъем.

Барабан — один из популярных музыкальные инструменты своими руками, которые любят собирать начинающие радиолюбители, но он очень громоздкий. Уменьшить его габариты и сделать более удобным в транспортировке — желание едва ли не каждого ансамбля. Если воспользоваться услугами электроники и собрать приставку к мощному усилителю (а он сегодня — неотъемлемая часть аппаратуры ансамбля), можно получить имитацию звучания барабана.

Если с помощью микрофона, усилителя и осциллографа «просмотреть» звук барабана, то удастся обнаружить следующее. Сигнал на экране осциллографа промелькнет в виде всплеска, напоминающего падающую каплю воды. Правда, падать она будет справа налево. Это значит, что левая часть «капли» имеет крутой фронт, обусловленный ударом по барабану, а затем следует затухающий спад — он определяется резонансными свойствами барабана. Внутри же «капля» заполнена колебаниями почти синусоидальной формы частотой 100. 400 Гц — это зависит от размеров и конструктивных особенностей данного инструмента.

Подобные электрические колебания может генерировать, например, контур ударного возбуждения, если подать на него запускающий импульс, или генератор звуковых колебаний, находящийся в заторможенном (ждущем) режиме в момент кратковременного запуска его. Остановимся на втором варианте и познакомимся со схемой приставки, приведенной на рис. 87.

На транзисторе VT2 собран генератор звуковой частоты. Колебания в нем возбуждаются благодаря действию положительной обратной связи (ПОС) между коллектором и базой транзистора. ПОС осуществляется изменением фазы коллекторного сигнала на 180°, которое достигается с помощью трехзвенной цепочки С1 — СЗ, R4 — R6. Частота генерируемого сигнала зависит от номиналов этих деталей и может лежать в пределах 100. 400 Гц.


Музыкальные инструменты своими руками. Схема электронного барабана

Ждущий режим генератора получается шунтированием резистора R4 фазосдвигающей цепи сопротивлением участка сток-исток полевого транзистора. А оно, в свою очередь, зависит от напряжения смещения на затворе транзистора, устанавливаемого переменным резистором R2. Чем больше напряжение смещения, т. е. чем выше по схеме находится движок переменного резистора, тем меньше сопротивление указанного участка, тем сильнее шунтирование резистора R4.

Исходное напряжение смещения, подаваемое на выводы резистора R4, образовано делителем R1VD1, иначе говоря, используется прямое напряжение диода. В данном случае диод совместно с резистором R1 выполняет роль своеобразного параметрического стабилизатора напряжения.

Получающийся сигнал генератора подается через разъем XS1 на усилитель мощности звуковой частоты.

Чтобы «ударить» по электронному барабану, нужно нажать кнопку SB1. Через ее замыкающиеся контакты, конденсатор С5 и диод VD2 на базовую цепь транзистора генератора поступит импульс напряжения положительной полярности. Генератор возбудится, и на усилитель мощности пройдет сигнал звуковой частоты. Длительность сигнала, иначе говоря, продолжительность звука барабана зависит от положения движка переменного резистора R2: чем он ближе к верхнему по схеме выводу, тем продолжительнее звук. Повторный «удар» прозвучит после того, как кнопку отпустят и нажмут вновь.

Полевой транзистор может быть серии КП302 с буквенными индексами А или Б, биполярный — из серии КТ312 или КТ315 с индексами Б — Г и возможно большим коэффициентом передачи тока. Диод VD1 — любой из серии Д226, VD2 — любой из серии Д9, Д18, Д20. Постоянные резисторы — МЛТ-0,25, переменный — СП-1. Конденсаторы С1 — СЗ — МБМ, С4 — К50-6, С5 — типа КМ или КЛС. Источник питания — «Крона».

Часть указанных деталей смонтирована на плате, устанавливаемой затем в небольшой корпус, желательно металлический. На лицевой стенке корпуса размещают переменный резистор, выключатель питания и разъем, а на верхней — кнопку SB1. Батарея находится внутри корпуса — она подключена к деталям приставки отрезками монтажного провода в изоляции. Конечно, для удобства замены батареи ее можно подключать через разъем от использованной «Кроны», но делать это необязательно, поскольку потребляемый приставкой ток не превышает 4 мА, и энергии батареи хватит надолго.

Читайте также:  Как чистить желтый манго

Налаживание приставки сводится к установке постоянного напряжения на коллекторе транзистора VT2 около 5 В подбором резистора R3. Если необходимо изменить тональность звука барабана, следует установить конденсаторы С1 — СЗ других номиналов (но обязательно одинаковых). При проверке и налаживании приставки работу ее контролируют высокоомными головными телефонами ТОН-1, ТОН-2 или аналогичными, подключаемыми к разъему через конденсатор емкостью 0,01. 0,1 мкФ.

При исполнении различных музыкальных произведений обычно пользуются несколькими барабанами, каждый из которых обладает своей тональностью звучания. В электронном варианте под каждый барабан можно изготовить отдельную приставку с разными конденсаторами С1 — СЗ и подключать к усилителю тот или иной имитатор либо перестановкой вилки от усилителя мощности, либо с помощью переключателя, например кнопочного. В этом случае следует помнить об увеличении длины соединительных проводов и во избежание появления фона переменного тока в громкоговорителе экранировать их.

Возможен вариант, при котором все приставки будут смонтированы в общем корпусе, а их выходы соединены с разъемом XS1 через кнопочный, клавишный или галетный переключатель. Для питания такой конструкции нужно использовать источник большей мощности, например составленный из элементов 373, или сетевой выпрямитель с постоянным выходным напряжением 8. 10 В.

Популярность электрогитары сегодня во многом объясняется возможностью подключать к ней электронные приставки, позволяющие получать самые разнообразные звуковые эффекты. Среди музыкантов-электрогитаристов можно услышать незнакомые для непосвященных слова «вау», «бустер», «дистошн», «тремоло» и другие. Все это — названия эффектов, получаемых во время исполнения мелодий на электрогитаре.

О некоторых приставках для получения подобных эффектов и пойдет рассказ. Все они рассчитаны на работу как с промышленными звукоснимателями, устанавливаемыми на обычную гитару, так и с самодельными, изготовленными по описаниям в популярной радиолюбительской литературе.

Отличный способ увеличения громкости звучания гитары это специальный музыкальный инструмент — звукосниматель к гитаре, преобразующий звуки в электрический сигнал усиливаемый электроакустической системой и вновь превращаемый в звук, но во много раз более мощный.

Электронные ударные ezDrums.

Автор: Влад Каменев
Опубликовано 13.08.2010

Электронные ударные могут быть полезны всем тем, кто играет, или хочет играть на ударных дома или в любом другом помещении, где уровень звука, производимый от полноценной ударной установки, является неприемлемым. Вот я и решил поделиться своей разработкой электронных ударных, которую недавно собрал под заказ.

Немного теории:
Педы для электронной ударной установки обычно изготовляют из кевлара или резины для минимума акустического шума, а датчиками в такой установке, в простейшем случае, являются обычные пьезоэлементы. Для того, чтобы корректно "воспринять" сигнал с таких датчиков нам потребуется пиковый детектор.
Пиковый детектор позволяет с высокой точностью оценивать максимальное (амплитудное) значение напряжения или тока. Если форма напряжения известна — меандр или синусоида, то в этом случае используют обычный вольтметр переменного тока, умножая полученный результат на постоянный коэффициент (соответственно, 2 и ?2). Однако если форма напряжения сложна, например, сигнал от пьезоизлучателя в момент удара, то без пикового детектора не обойтись, так как сила удара влияет непосредственно на амплитудное значение уровня сигнала поступающего с датчика. Простейшая схема пикового детектора:

Емкость конденсатора С выбирается такой, чтобы время заряда было значительно меньше периода наибольшей частоты входного сигнала.
Однако для правильной работы ударной установки просто пикового детектора недостаточно, так как сигнал "одного удара" может представлять собой последовательность импульсов, а не один импульс как в "идеале". Длинна импульсов также может изменяется в широких пределах. Для того чтобы правильно оценить количество ударов по педу, за определенное время и распознать одиночный удар, необходим аппаратный или софтовый триггер с определенным временем восстановления, то есть в момент срабатывания триггера мы разрешаем воспроизведение соответствующего звука и запрещаем повторное воспроизведение на время восстановления триггера:

Однако, применяя пиковый детектор и триггер, я все равно не смог получить четкого воспроизведения ударов в соответствии с ударами по педу, получалось так — если время восстановления триггера невелико, то иногда все же проскакивали ложные повторные удары, а если увеличить время восстановления, то при быстрых ритмах наоборот некоторые удары не воспроизводились. Причина такой работы в следующем, при одиночных ударах сигнал с пьезоэлемента длится достаточно долгое время под действием резонанса педа, при быстрых же ритмах мы "обрываем резонанс" последующими ударами по педу и сигнал одного удара получается коротким. Также длительность импульса варьируется, из-за "медлительности" АЦП.
Решение было найдено в алгоритме адаптивного времени восстановления триггера. По умолчанию триггер настраивается на минимальное время восстановления, а при отпускании триггера программа проверяет уровень сигнала и если сигнал еще есть, то программа динамически продлевает время восстановления триггера на определенную величину. Триггер не отпустит до тех пор, пока сигнал на входе не будет равен нулю, даже если время блокировки уже вышло. Работа адаптивного восстановления триггера в реальных условиях:

Красные перевернутые импульсы это сигнал после пикового детектора, а черная линия — срабатывание триггера. Как видно из графика время восстановления триггера варьируется в зависимости от длины импульса поступающего после пикового детектора.
Применение всего вышеописанного дало безотказный результат, удары воспринимаются очень четко, никаких пропусков или ложных повторных срабатываний.

Реализация, схема, печатная плата:
Пьезодатчики для снятия сигнала я применил серии ЗП-2, при использовании других датчиков, возможно, потребуется подкорректировать коэффициент усиления пикового детектора, сам пиковый детектор собран на ОУ типа LM324/LMX324/LT1014, но можно применить и другие счетверенные ОУ с возможностью однополярного питания. В качестве МК — C8051F320 производства Silabs.
Собственно схема:

Как видно из схемы, восемь каналов, каждый со своим пиковым детектором, подсоединены к МК который в свою очередь связывается с ПК посредством USB.
Два порта у МК остались свободными, один из них выведен на разъем для возможных расширений, но программно пока никак не задействован.

Печатная плата изготавливается на одно/двухстороннем текстолите. При применении двустороннего текстолита второй слой полностью оставляется и соединяется с землей устройства для минимизации паразитных наводок на схему. Все элементы на печатной плате которые не имеют обозначений — перемычки, кроме сериальных сопротивлений номиналом 1-2кОм подключенных к порту Р0, их можно не распаивать. Размеры печатной платы — 43х63мм.

Софт:
Программа довольно проста в обращении и позволяет регулировать громкость, и выбирать WAV файл для каждого канала.
Также в качестве дополнительных возможностей — независимое регулирование чувствительности и коэффициента сжатия громкости воспроизведения, в зависимости от силы удара.
Вывод звука осуществляется средствами DirectSound. В планах реализовать MIDI, ASIO.

Системные требования:
Windows XP*/Seven х86/64, 1.0Ghz CPU или выше, звуковая карта совместимая с DirectX.
*для Windows XP необходимо загрузить и установить .NET Framework 3.5

Сборка, настройка:
После распайки всех элементов, проверяем правильность монтажа и отсутствие замыканий/обрывов печатных проводников, далее подключаем к ПК и проверяем наличие напряжения +3.3В на 6 выводе МК, и +5В на 4 выводе обоих ОУ, также необходимо проконтролировать напряжение на выходе пиковых детекторов, оно должно быть около нуля. Если все в норме, то можно приступать к прошивке МК, прошить данный МК можно вот таким простым программатором. Устанавливаем драйвера, после чего устройство должно корректно определиться.
Если все в норме, запускаем программу, назначаем каждому каналу свой WAV файл и при желании переименовываем каналы как необходимо. Далее открываем настройки, клацнув по кнопке Settings, и устанавливаем порог для каждого канала таким образом, чтобы не было ложных срабатываний от наводок и помех. Сжатие устанавливается индивидуально в зависимости от реализации ударной установки и места размещения датчиков, у меня получилось оптимально на слух сжатие — 1.2.

Читайте также:  Быстро почистить ковер дома

На этом, пожалуй, и все. К сожалению, я не могу привести фотографий, так как девайс уже отдан.

Введение

MIDI-контроллер — устройство, преобразующее определённый физический процесс в набор цифровых команд формата MIDI. Физическим процессом может являться всё, что угодно — от нажатия пальцем на клавишу до поворота ручки громкости. Полученный поток команд передаётся посредством протокола MIDI другим устройствам — компьютеру, аппаратным семплерам, синтезаторам или внешним секвенсорам и расшифровывается там определённым образом. Наиболее распространённым типом MIDI-контроллера является MIDI-клавиатура — электронный аналог клавиатуры фортепиано. Также существует множество других типов контроллеров, среди которых — электронные ударные установки.

На современном рынке представлено огромное количество разнообразных MIDI-контроллеров электронных установок, различающихся по всевозможным критериям, таким как цена, качество, технические характеристики и т.д. Так же существует несколько законченных пользовательских устройств, которые реализованы как коммерческие проекты (eDrum, megaDrum). Но, не смотря на все это, желание создать подобное устройство своими руками по прежнему живет в умах современных Кулибиных.

Так и я несколько лет назад с небольшим запозданием загорелся созданием подобного устройства, так как принимал участие в музыкальной группе тяжелого направления. Мы играли тяжелый рок, а точнее что-то типа brutaldeath, goregrind, grindcore. Я играл на электрогитаре. Немногим ранее мы прикупили барабанную установку Sonor и шумели по вечерам в гараже. Позже с гаража нас попросили, и встал вопрос о помещении. Ничего путного не найдя, мы решили репетировать дома, что сразу привело к конфликту с соседями. Тут и встал вопрос об электронных барабанах.

Параллельно игре на живых инструментах я занимался написанием электронной музыки и использовал VST инструменты и плагины, в частности для создания ударных партий я отдавал предпочтение Addictive drums и ezDrums, которые имеют возможность работать с MIDI-интерфейсом. Даже не погуглив данную тему, я с головой окунулся в разработку собственного MIDI-контроллера на доступном микроконтроллере ATMega32 в DIP-корпусе, который имел на борту 8 ацп каналов. Городить схему не хотелось, и я решил ограничиться 8-мью входами. Так как аппаратного usb у ATMega32 нет, я использовал стандартное подключение к компьютеру через virtual usb. Повозившись несколько дней с программированием мне удалось запустить устройство. Каково же было мое удивление, когда в интернете я обнаружил готовое устройство со схемой и прошивкой (MegaDrum). Но все что не делается – все к лучшему.

Полноценный USB

По специальности я программист, но по роду деятельности я программист-электронщик, кандидат технических наук, и как говаривал мой бывший научный руководитель – и швец, и жнец, и на трубе дудец. Как это часто водится, я зациклился на AVR-ках, не потому что питал к ним чувства, а потому что по работе они полностью устраивали своими техническими характеристиками. Но пришло то время, когда их стало не хватать. И тогда на смену пришел stm32, помимо всего прочего, имеющий на борту полноценный usb интерфейс. Тут то и пришла мысль сделать полноценный MIDI-контроллер. К тому же опыт работы с MIDI-интерфейсом у меня уже был.

С чего начать? stm32 в DIP корпусах у нас не водились (если они вообще есть в природе), поэтому идея паять на монтажной плате сразу отпала. Как раз тогда стали появляться дешевые отладочные платы на базе микроконтроллеров stm32, такие как DISCOVERY. И вот я счастливый обладатель отладочной платы STM32F407DISCOVERY, имеющей в своем составе сразу и программатор ST-Link. Процессор STM32F407 имеет 16-каналов ацп, правда 4 канала заняты под периферию, которой просто нафарширована отладочная плата. Но для моих целей 12 каналов было достаточно.


Потратив какое то время на изучение среды программирования Keil, архитектуры микропроцессора STM32F407 а так же стандартных библиотек периферии для работы с USB я накидал программку опроса всех каналов АЦП с использованием канала прямого доступа к памяти, а так же композитного USB устройства, которое включает в себя MIDI Audio Device и HID для изменения настроек устройства.

В качестве датчиков для барабанов я использовал пьезозвонок ЗП-1, который можно было купить в магазине за недорого.

Схему обвязки взял от MegaDrum.

Управляющую программу написал на Delphi сразу с запасом в 16 каналов. В принципе количество каналов устройства можно увеличивать до бесконечности, путем дополнения схемы аналоговыми мультиплексорами, как это и сделано в Megadrum, но для наших целей достаточно и 16 каналов, так как мы не такие продвинутые музыканты. А для начинающего барабанщика такого количества барабанов будет просто за глаза.

Устройство тестировалось как в Windows, так и в Linux с использованием трекера Renoise. Особых проблем в работе обнаружено не было.
Но на этом результате я решил не останавливаться. STM32F407 достаточно навороченный процессор, поэтому относительно не дешевый. Дешевле было сделать устройство на STM32F103. На помощь пришел ebay. Я купил отладочную плату с STM32F103RBT6 на борту.

Правда в ее составе нет встроенного программатора. Мне повезло, так как у меня остался от предыдущей работы программатор ST-Link.

Пришлось полностью переписать прошивку, так как принципы работы у 407 и 103 процессоров хоть и не кардинально, но различаются.
Далее я наткнулся в интернете на отладочную плату, которая стоила вообще копейки, и решил, что таким образом можно свести стоимость комплектующих к минимуму.

Это отладочная плата с процессором STM32F103C8T6. Размеры у нее просто мизерные, правда в этом корпусе в наличии только 10 каналов АЦП. Обвзяку сделал свою, что бы минимизировать затраты и монтаж элементов.

Использовал стабилитроны КС568А и резисторы номиналом 10 кОм.
Так же отказался от прошлых датчиков ЗП-1, а взял обычные пьезокерамические сенсоры.

При таком раскладе расходы на изготовление практически свелись к нулю.
В следующих статьях я планирую выложить схемы, прошивки и видео.

Ссылка на основную публикацию
Электрические клипсы для проводов
Электротехнические работы, связанные с электрическими сетями, неизбежно сопровождаются исполнением монтажа, техобслуживания, ремонта. В свою очередь перечисленный сервис заставляет использовать зажимы...
Штуцер для медной трубы
Ленинский пр-т, дом 110 корпус 1 м. Проспект Вернадского пн-пт с 9:00 до 19:00 сб с 10:00 до 15:00 вс...
Штуцера для шлангов поливочных
Сбросить все фильтры Категории: Популярные вверх ↑ Популярные вверх&nbsp↑ Цена по возрастанию&nbsp↑ Цена по убыванию&nbsp↓ Сначала новинки&nbsp↓ Показать по: 15...
Электрические обогреватели для дачи энергосберегающие
*Обзор лучших по мнению редакции expertology.ru. О критериях отбора. Данный материал носит субъективный характер, не является рекламой и не служит...
Adblock detector