MIDI-баян v3 — закончен

Всё, что планировал сделать, сделал. Электронную часть наладил; «странных необъяснимых глюков» не вижу уже 3 дня.

С точки зрения функционала, фантазия моя на данный момент иссякла. Сейчас есть всё, что нужно, для игры. Отличия от v2:

  • Основное — это чувствительность клавиатур к скорости нажатия клавиш. Само собой, «рояльной» точности управления звуком добиться не получилось, но три уровня звучания (тихо, средне. громко) получаются без проблем.
  • Добавлена функция «Акцент» для левой клавиатуры. Раньше можно было при нажатии баса или аккорда проигрывать звук ударного инструмента (любого выбранного). А сейчас, поскольку система может различить «обычное» и «сильное» нажатия, то на «сильные» нажатия баса и аккорда можно вешать дополнительные звуки. Например, при обычном нажатии будет звучать барабан, а при сильном ударе по клавише будет ещё звучать, например, тарелка.
  • Добавлена функция «соло» для правой клавиатуры. В двух вариантах «соло верхней нотой» и «соло нижней нотой». Этот режим позволяет совмещать звуки двух музыкальных инструментов. Например, если нажать «До» 1-й октавы, то одиночная нота будет звучать звуком текущего пресета. А если, удерживая «До», нажать ещё «Ми» и «Соль» 1-й октавы, то эти две ноты будут звучать уже тем звуком, который настроен в 6-м пресете текущего набора пресетов. (Техническую демонстрашку для этой функции я скоро запишу на видео, а вот сыграть что-нибудь, используя эту функцию, я пока не смогу, ибо недостаточно продвинут для того, чтобы играть подобное сходу, «из головы».)
  • Все пресеты, хранящиеся в энергонезависимой памяти EEPROM, теперь можно сохранить в виде резервной копии на SD-карту, в файл формата JSON. Это даёт возможность восстановить настроенные пресеты после «сброса на заводские настройки». Лично мне этой возможности очень сильно не хватало, т.к. при изменении внутреннего формата пресета приходилось то и дело переинициализировать всю EEPROM значениями по-умолчанию.
  • Добавлена возможность настраивать чувствительность датчика давления — т.е. задавать уровень давления, при котором система будет звучать «на полную громкость». И можно даже задавать некоторую нелинейность зависимости громкости от давления.

В прошивке центрального модуля сейчас 16000 строк (на C++), а в прошивке клавиатур — 2600 строк (на C++).

Публикацию проекта v3 в открытый доступ я не планирую, ибо практического смысла в этом не вижу.

Рис. 1

Упражнение от Людовика Бейера

Не так давно я докладывал про интересный мастер-класс от Людовика Бейера.

Моё наблюдение за игрой Людовика показывает, что то, что он делает левой рукой, очень интересно. И очень мне непривычно; в музыкальной школе меня такому не учили даже близко, а самому узнать про такой подход к игре мне было просто неоткуда. Подобное басовое сопровождение он делает весьма часто. А значит приём достоин освоения.

Вот, осваиваю потихоньку. Промежуточный вариант — на этой записи:

В этот раз я использовал мой самодельный звуковой модуль с Кетроном, линейный выход на звуковую карту я в нём пока не сделал, поэтому пришлось записывать с колонки, с помощью микрофонов в телефоне.

Как это всегда бывает при попытках сыграть то, что руки ещё не запомнили, пока получается в лучшем случае «на троечку». Автоматизм в левой уже начал появляться, но до свободы в правой ещё далеко.

(А потом будет «следующий уровень» — в некоторых композициях Людовик сочетает подобную басовую линию с удерживанием аккордов. Такое — совершенно непохоже на традиционные «бас-аккорд», и поэтому очень интересно. Как говорится, «а что, так тоже можно было чтоли?»)

Рис. 1 КДПВ

P.S. пожалуй, стоит чуть пояснить смысл этой фразы:

в музыкальной школе меня такому не учили даже близко

Игра на выборке — это всё-таки несколько не то. Может быть, это особенность моего восприятия, но выборку я не воспринимаю как аккомпанемент. Звучание выборной левой и правой я не воспринимаю раздельно; это общее звучание со своим общим ритмом и фразами.

А это уже можно выбросить

Старые платы датчиков своё отработали. И плата панели управления тоже (половина кнопок начала глючить).

Только экранчик отпаяю, конечно. Он ещё хороший.

Рис. 1

Или вот, к примеру, лагман

  • говядина нежирная — 1 кг, можно чуть больше
  • пекинская капуста (нужны белые, плотные части; зелень срезать и использовать в каком-нибудь другом блюде) — примерно 8 листьев
  • болгарский перец (разноцветный, чтобы красивее) — 3 больших стручка
  • репчатый лук — 2 больших луковицы
  • стебли сельдерея (много не надо, достаточно 3-4 штуки)
  • киндза — 1 пучок
  • чеснок — 2 головки
  • томатная паста — 100 г
  • соль
  • зира

Источник рецепта здесь.

Мясо и овощи режем соломкой. Готовим в воке или в глубокой сковороде.

Сначала обжариваем мясо (минут 5). Добавляем размолотую в ступке зиру. Затем добавляем пекинскую капусту и лук. Прогреваем пару минут, добавляем томатную пасту. Жарим ещё 1-2 минуты. Добавляем болгарский перец, жарим, помешивая, 1-2 минуты. Добавляем стебли киндзы, нарезанный пластинками чеснок, сельдерей. Овощи доводим до полуготовности. Заливаем мясо и овощи водой или бульоном, и варим на среднем огне до полной готовности овощей (минут 10).

Лапшу я использую готовую (у нас в местном магазине продается «Лагманная», хорошая). Просто варим, как написано на упаковке.

Кладем в тарелку лапшу, сверху накладываем мясо+овощи (т.н. «ваджу»), посыпаем зеленью киндзы.

Это офигенно.

Рис. 1

Отличная библиотека для работы с JSON-файлами

Мой баян хранит пресеты в EEPROM. Естественно, в двоичном виде; это очень удобно: читаешь прямо из EEPROM прямо в нужную структуру — и всё.

Но есть нюанс: в процессе разработки довольно часто меняется формат этой самой структуры (добавляются новые поля, меняется размер старых, и т.д.). В результате приходится заново инициализировать EEPROM, потому что прочитанные оттуда структуры старого формата не лягут в структуру нового формата.

Захотелось иметь возможность делать резервную копию всех 48 пресетов, которые хранятся в EEPROM. Резервную копию в виде файла на SD-карте (которая всё равно уже есть в системе). И раз уж это будет файл, то пусть он будет текстовым, чтобы его можно было редактировать при необходимости.

Раз так, то не надо изобретать свой велосипед, а надо использовать готовое. Мне нравится формат JSON; там ничего лишнего.

И, оказывается, как раз для меня сделали отличную библиотеку для работы с JSON-файлами: ArduinoJson. Очень рекомендую, если кто-то собирается решать задачу, похожую на мою.

Обожаю, когда не нужно парсить текстовые файлы самостоятельно.

Рис. 1

P.S. Забыл объяснить, что MIDI-система теперь умеет сохранять резервный JSON-файл, и, что более интересно, читать из него пресеты и записывать их обратно в EEPROM. Причем данные могут сохраняться из «старого» формата пресета и восстанавливаться в «новый»; при этом те поля, которых нет в JSON-файле, просто инициализируются значениями по-умолчанию. И теперь мне больше не придётся вручную, по бумажке, восстанавливать настроенные ранее пресеты.

MIDI-баян V3 собран

Сегодня я закончил сборку 3-й версии MIDI-баяна. Ключевая особенность этой версии — клавиатуры, чувствительные к скорости нажатия (как на пианино).

Последняя операция была — установка сменных вкладышей в ограничители потока воздуха. Поскольку штатных резонаторов в моём баяне нет, я использую напечатанные на 3Д принтере ограничители потока воздуха. А для того, чтобы расход воздуха можно было регулировать, в ограничителях используются сменные вкладыши (107 штук всего). Сейчас диаметр отверстий во вкладышах 1.5 мм. При таких отверстиях расход воздуха очень маленький — как на настоящих концертных баянах. Непривычно, но пусть будет пока так. Если захочу, чтобы было похоже на мой старый Рубин-5 — просто рассверлю вкладыши до 2 или до 2.5 мм.

Звук для видео писал телефон со звуковой карты. Получилось чуть хуже чем в реальности, потому что телефон сжимает динамический диапазон (т.е. уменьшает разницу между тихими и громкими звуками). Но кое-что заметить можно.

Как-нибудь позже запишу звук через компьютер, чтобы более достоверно показать разницу.

В целом — авантюру по созданию MIDI-баяна с клавиатурой, чувствительной к скорости нажатия, я считаю успешной. Сохранились все те возможности, которые были дальше и добавились новые. В том числе возможность для добавления кое-каких эффектов (об этом — позднее).

Stay tuned, как говорится.

P.S. Всего каких-то 2 года разработки — и я получил то, что изначально хотел. 🙂

Почти собрана правая половина

«Почти» — потому что я пока ещё не брался за герметизацию. Пока только прикручены модули (включая панель управления на ажурке) и протянуты шлейфы.

«Резонаторы» (ограничители потока воздуха) тоже прикручены, но в них пока не установлены вкладыши (с отверстиями 2.5 мм). Но без них тоже нельзя, т.к. один из них является основой, к которой крепится плата центрального модуля и держатель аккумуляторов.

Всё включается, запускается и работает. (Очень удобно, что контроллер клавиатуры мигает 3 раза синим цветом после того, как устанавливает связь с центральным модулем и получает от него настройки. Сразу видно, если клавиатура не подцепилась нормально.)

Следующий этап — крепление шлейфа левой клавиатуры к меху и подключение левой половины.

Рис. 1

Правая тоже готова

Платы посажены на герметик, положения магнитов и датчиков настроены. Пришлось заменить два датчика, т.к. у них диапазон напряжений на выходе заметно отличался от «среднего по больнице».

Это, конечно, не фортепиано, но если смотреть издалека, в сумерках и прищурившись — то довольно похоже звучит. Не думаю, что можно сделать существенно лучше. Основные параметры сканера — настраиваемые, потом можно будет с этими настройками поиграться и попробовать улучшить звучание. Но в целом — вот так.

Теперь — монтировать панель управления на правую ажурку.

Правая пошла

Наклеил магниты и начерно прикинул платы для первичной настройки.

Ну, что я могу сказать? Звучит. Нужно будет ещё какое-то время всё дополнительно попроверять, после чего можно будет монтировать платы на герметик.

Рис. 1

Программные таймеры в FreeRTOS — практическое использование

Поскольку, как я писал ранее, возможности кода, выполняющегося в контексте программных таймеров, весьма ограничены, я даже не стал пытаться выполнять какие-либо действия «бизнес-логики» в callback-функциях таймеров.

Вместо этого, я сделал обёртку вокруг программных таймеров FreeRTOS, которая делает всего одну простую вещь. Мои таймеры всего лишь в нужные моменты устанавливают нужные биты в указанных прн создании таймеров группах событий. Т.е. таймеры выполняют поручения вида «сделай так, чтобы в этой группе событий через столько-то миллисекунд установился этот бит (или несколько битов, если это зачем-то нужно)».

Интерфейс моего класса-обёртки в результате получился примитивный:

class MyTimers {
public:
    enum TimerType {normal, oneOff, autoReload};

    /// returns the ID of created timer
    int createTimer(EventGroupHandle_t event_group, EventBits_t flags, int  period, TimerType timer_type = normal);

    /// starts the specified timer
    void startTimer(int timer_id);

    /// stops the specified timer
    void stopTimer(int timer_id);

    /// changes period for the specified timer
    void changePeriod(int timer_id, int period);

    /// stops & deletes the specified timer
    void deleteTimer(int timer_id);

А реакция на выставленные флаги происходит в самих задачах.

Такой подход в моём случае себя полностью оправдал. С такими таймерами работать оказалось очень удобно.