Рубрика: MIDI баян

Наша служба и опасна и трудна,
И на первый взгляд, как будто не видна.

Это как раз про написание кода, который пока не производит видимых эффектов.

Я тут переконфигурил макетку для работы с дисплеем. Теперь кнопки — это не музыкальные клавиши, а управляющие кнопки с панели управления (хорошо, что это очень легко перенастраивается в прошивке). Зато теперь у меня есть кнопки, которые можно назначить на «вверх», «вниз», «вправо», «влево» и ещё 2 кнопки, которые будут в разное время выполнять разные роли.

И заодно немного причесал ранее написанное. Оформил в полноценную нормальную ардуино-библиотеку класс, работающий со светодиодами. Вытащил в отдельные .h/.cpp файлы класс с очередью событий приложения.

И доработал класс «кнопки/клавиши», чтобы можно было для управляющих кнопок включать режим «быстрого автоповтора», как на обычной компьютерной клавиатуре. Т.е. при удерживании кнопки (но не сразу, а через 0.7 с после начала удерживания), кнопка автоматически генерирует события «нажато»/»отпущено» с частотой примерно по 20 событий в секунду. Самое то, что нужно, для настройки численных параметров с помощью стрелок.

И я немного офигел, когда увидел, что библиотека для работы с экраном сожрала аж целый килобайт с лишним ОЗУ (под буфер обмена с дисплеем). Для моих нужд мне осталось всего порядка 300 байт теперь. Ну, по идее, этого должно хватить, учитывая, что я всё-всё, что можно размещаю во флеш-памяти (см. ключевое слово PROGMEM). Экран нужен, и русские буквы на нём тоже нужны; придётся терпеть.

По плану, следующий шаг — это утащить во флэш-память кое-какие константы для клавиатурного класса. Планирую освободить в ОЗУ порядка 20 байт, может чуть больше.

Сегодня, наконец, пришли долгожданные детальки для моего MIDI баяна (см. рис. 1).

1. Блок питания 5V, который будет использоваться для питания баяна.
2. 20 регистров 74HC595 — для работы со светодиодами индикации и в запас.
3. 200 магнитов 4×2 мм.
4. 122 датчика Холла.
5. Разъёмы DIN-5.
6. OLED дисплей синий
7. OLED дисплей белый (потом решу, какой именно использовать)
8. Дифференциальный датчик давления

Читать далее «Праздник первого MIDI звука»

Получил я сегодня сообщение от почты, что я уже могу идти забирать датчики Холла.

И я в очередной раз задумался на тему максимально правильного их размещения. В правой механике места много, и при желании их там можно смонтировать как внутри герметичного объёма, так и со стороны механики. А вот слева не так всё просто.

Какие вообще есть варианты размещения датчиков со стороны механики? Сами клапаны там закрыты тягами и прочими металлическими штуками. Но есть там одно интересное место, показанное красной рамкой и стрелкой на рис. 1. Этот ряд «лепестков», по идее, и есть самое правильное место для установки датчиков. Клавиши сначала давят на эти лепестки, лепестки двигаются вниз и открывают связанные с ними клапаны. Проблема в том, что расстояние между ними очень маленькое, и вряд ли получится там разместить датчики хоть как-то (не говоря о том, чтобы разместить их там оптимально с точки зрения чувствительности).

В общем, получу баян из капремонта — обязательно примерюсь к этому месту. По фотографиям можно только гадать.

Всё, что я мог сделать без тех компонентов и деталей, которые ко мне ещё едут, я сделал.

Написана заготовка класса MIDI-контроллера. Оно уже умеет обрабатывать нажатия и отпускания «музыкальных» кнопок. Каждой музыкальной кнопке поставлена в соответствие MIDI-нота; при нажатии/отпускании посылаются MIDI соообщения начать/закончить звучание. (В финальном варианте музыкальные кнопки обрастут доп. функциями, но пока — вот так.)

Добавил 3 сенсорных кнопки (см. рис. 1). Сенсорных — потому что простых кнопок у меня только 3, а их я уже задействовал под музыкальные кнопки (настроены на До-Ми-Соль 1-й октавы).

Эти сенсорные кнопки будут изображать управляющие кнопки. Две ближних кнопки сейчас переключают т.н. «номер программы» для текущего MIDI канала. Т.е. перебирают различные музыкальные инструменты, которые будут звучать в канале. Ну как перебирают… Должны перебирать. 🙂

Это всё надо проверять на настоящем MIDI синтезаторе. Вот приедут ко мне гнёзда DIN-5, я запаяю MIDI-выход для этой макетки, и можно будет через уже имеющийся MIDI-USB переходник подключиться к компу и «поиграть» на программном синтезаторе. Это у меня будет «праздник первого MIDI звука».

А пока продолжаю изучать теорию. Документация на звуковые банки уже не выглядит как китайская грамота.

Написание прошивки продвигается отлично. Но есть проблема. Пока единственная.

И проблема эта — эстетического свойства.

Не могу определиться со стилем наименования типов и переменных. 🙁 В разные моменты времени я давал имена разным сущностям, руководствуясь сиюминутным пониманием о правильности. В какой-то момент мн казалось правильным одно, а потом — уже другое. Потому что некоторые имена «нормально» выглядят в одном стиле, а другие в том же стиле выглядят «некрасиво». В результате получился разнобой. 🙁

В аду для перфекционистов
Ни серы нету, ни огня,
И лишь слегка несимметрично
Стоят щербатые котлы.

Моя проблема в том, что я за свою жизнь использовал несколько стилей. И поэтому все они мне кажутся нормальными. Печаль. Когда будет готова финальная версия, придётся выравнивать стиль.

Пожалуй, я понял, какой модуль писать следующим: MIDI-контроллер.

Получать нажатия практически любого количества кнопок прошивка уже умеет. По-разному моргать практически любым количеством светодиодов — тоже. А всё, что нужно миди-контроллеру для счастья — это получить событие от кнопки, сопоставить эту кнопку с конкретной нотой, и отправить соответствующую команду в MIDI-OUT порт и однократно мигнуть светодиодом (один светодиод будет индикатором активности MIDI-OUT порта).

Кнопок, правда, у меня пока всего три, но на какое-нибудь мажорное трезвучие, например, этого вполне хватит.

Я сегодня пересобрал макетку. Избавился от ненужных светодиодов, убрал один 165-й регистр за ненадобностью в данный момент, и перетащил всё на более длинную макетную плату, чтобы там было место закрепить DIN разъем, когда он приедет. (Пока разъема нет — буду слать отладочные строчки в Serial, чтобы видеть их на компе.)

Заодно разобрался с MIDI протоколом. Он оказался довольно простым — всего 7 сообщений (см. рис. 1) и незамысловатый алгоритм их отправки. Из них я буду использовать три: 0x9, 0xB, 0xC и, может быть когда-нибудь, 0xE.

В общем, вперёд и с песней.

Доехал мой баян до Новосибирска. Но не могу сказать, что доехал успешно.

Судя по следам на футляре (см. рис. 1 справа), его со значительной высоты уронили на угол. В результате — трещина в левом полукорпусе и порванный (или лучше сказать «треснутый»?) целлулоид. (Баяны не красят, их обтягивают целлулоидом.) 5 ярко-жёлтых наклеек с надписью «ХРУПКОЕ!» не помогли. Посылаю всем причастным к этому инциденту луч кровавого поноса с личинками.

Механика (главное) не пострадала. Мастер ответил, что можно отремонтировать. Останется почти незаметный косметический дефект.

P.S. А работа уже в самом разгаре:

Как я недавно докладывал, развёл я себе gitlab.

И делал я это, будучи в святой уверенности, что на гитхабе бесплатный аккаунт не может создавать приватные проекты. Оказывается, я немножко так отстал от жизни: в 2019 году там в принципе разрешили закрытые проекты с числом участников не более трёх, а с 2020 года убрали ограничение на число участников.

Мнда.

Ну, зато мой гитлаб крутится на моём собственном сервере, обеспечивая какую-никакую гарантию приватности (что редкость в наши дни). И самое главное: он не введет против меня санкции и не запретит мне доступ к моим проектам (как происходило в 2022 году).

И, раз уж пошла такая пьянка, поделюсь радостью: я немного оптимизировал потребление оперативной памяти моими классами для работы с кнопками и светодиодами. Теперь они потребляют на 72 байта меньше. 🙂 Для Ардуино это актуально, там доступной оперативной памяти имеется всего 2 килобайта. Каждая сотня байт на счету.

В разработке элементов прошивки баяна возник перерыв. Полученные железки освоены. Но есть ещё куча материалов для изучения.

Например, я пока не понимаю, какие вообще функции стоит выносить на управляющие кнопки. И какая будет нужна индикация (что показывать светодиодами, а что писать на экранчике). И в качестве объекта для изучения я пока взял MIDI систему, которую активно распространяет широко известный в узких кругах Владимир Бутусов.

Читать далее «Изучение вопроса»

Вот, к примеру, приехали ко мне регистры 74HC165, и стало возможным собрать отладочный вариант каскада кнопок (см. рис. 1) и написать обработчик клавиатуры.

У меня в наборе, правда, есть только 3 кнопки, но для отладки этого вполне хватило. Уверен, что переписывать работу с кнопками уже не придётся; разве только добавлять разные возможности. Ну и, конечно, придётся кое-где подправить после того, как станет понятно, как именно будут у меня организованы каскады кнопочных регистров. Сейчас пока не понимаю.

То, что пока получается, мне нравится. Оно читает значения из регистров и в случае обнаружения нажатий/отпусканий кнопки создаёт соответствующее событие и помещает его в очередь. Кнопки бывают «музыкальные» (для которых не нужно ловить ничего кроме нажатий и отпусканий) и управляющие, для которых надо будет ловить ещё удержания. Это для сценариев, когда простое нажатие, например, включает предварительно настроенный тембр синтезатора, а нажатие с удержанием больше 2 секунд переводит кнопку в режим программирования нового тембра. Очень, очень мне нравится концепция очереди событий в приложении.

Правда, когда я смотрю на размер получившегося кода, то возникают смешанные чувства. Например, в исходной прошивке «с форума» 1052 строки. А у меня сделано:

• работа со светодиодами через регистры 47HC595
• работа с кнопками через регистры 47HC165
• очередь событий
• и немного кода для того, чтобы всё вышеупомянутое можно было отладить.

И уже 589 строк. 🙂

Заодно не удержался и измерил скорость чтения каскада из 2-х регистров. Одно чтение занимает 0.2655 мс (я делал цикл на сколько-то-там тысяч чтений и измерял общее время в миллисекундах). Экстраполируя, можно предположить, что 17 регистров (если их склеить в один длинный каскад) будут читаться 2.26 мс. Это на 0.26 мс больше, чем в оригинальной прошивке задержка на включение одной строки датчиков Холла (а всего там 10 строк). Т.е. полное чтение клавиатуры там занимает не меньше 20 мс (это я только задержку посчитал). У меня же, повторюсь, все входы (и музыкальные клавиши, и управляющие кнопки) будут читаться за 2.26 мс. На порядок быстрее.

Кстати, дребезга механических контактов не замечено. Видимо, он не проходит дальше входных ног регистров. Зато «висящие в воздухе» ноги регистров читаются то нулями то единицами случайным образом (так и должно быть). На время отладки пришлось замаскировать соответствующую часть входящего буфера.

Дальнейшие действия зависят от того, что приедет следующим. По идее, это будут OLED дисплейчики 128*64 (2 шт.) и датчик давления (1 шт., дорогой оказался, сцк. Будет 1 датчик и для отладки, и для финального изделия. Надеюсь, не сожгу). Ну и в любом случае надо уже хорошенько разбираться с MIDI сообщениями. Причём не столько с ними, сколько с тем, как этими сообщениями управлять синтезатором. А здесь — задержка. В наличии только синтезаторы без корпуса, для встраивания куда-нибудь. А мне же нужен в корпусе; баян у меня будет не более чем MIDI клавой.