Рубрика: MIDI баян

Во время завершающего этапа сборки MIDI-баяна я сделал пару фотографий. Вижу смысл поделиться сопутствующими деталями.

Для проверки того, насколько хорошо уложены жгуты проводов, мне пришлось снять заднюю декоративную крышку (см. рис. 1). Воспользовался случаем, чтобы показать, как устранено провисание платы датчиков 3-го ряда. На самой плате я так сильно, как только мог, затянул пластиковые стяжки. И за образовавшиеся петли подтянул плату к металлическим распоркам.

Последней операцией по герметизации правого полукорпуса было закрепление MIDI гнезда. Сами гнёзда я герметизировал ранее. А сейчас обмазал MIDI гнездо снаружи силиконовым герметиком и установил его на место. Раньше я думал, что надо это гнездо фиксировать на термоклей изнутри. Но сейчас подумал, что усилие при выдёргивании MIDI провода там довольно большое, поэтому всё-таки просверлил 2 отверстия Ø3 мм и закрепил гнездо винтами М3. В просверленные отверстия винты вошли очень плотно; пришлось их даже вкручивать. Ну и затянул я их на совесть. Теперь гнездо держится сверх-надёжно.

Ну и припаял плату панели управления к проводам, продетым в отверстие в декоративной решётке (см. рис. 3 и 4). В результате конструкция получилась «плохо разборная», но частые разборки этого всего и не планируются. А если всё-таки придётся отделять панель управления, то отпаивать провода от платы я уже не буду, а вместо этого разрежу провода, предварительно их пометив.

Страница с кратким описанием проекта здесь.

Все имеющиеся материалы, чертежи, схемы и прошивка опубликованы на gitflic.ru.

В прошедшие выходные было сделано два дела:

• Изготовлено дно из стеклотекстолита для панели управления.
• Установлена на место декоративная решётка правой половинки.

Читать далее «Дело продвигается»

Сегодня я начерно собрал панель управления (см. рис. 1). Вставил плату в корпус, и установил дно. В финале панель управления будет выглядеть именно так, только я с экранчика ещё защитную плёнку сниму.

Я поражаюсь, насколько просто в наше время делать плотную компоновку всех деталей. Это всё исключительно из-за того, что есть возможность делать трёхмерные модели и заниматься подгонкой не вживую, а на компьютере. Ну и, само собой, объёмная печать даёт такие возможности, о которых в период моего активного радиолюбительства в студенческие годы я и мечтать не смел.

К сожалению, проверочная сборка показала, что материал для дна я выбрал неудачно. Дно я сделал из стенки вентиляционного короба (см. рис. 2).

Оказалось, что этот пластик слишком легко гнётся. И получается «лыжа», т.е. середина немного провисает. Панель управления будет крепиться к декоративной решетке баяна именно через дно. И надо чтобы дно было способно сохранять плоскость, как это делает сама плата. Нужно брать более жесткий материал. Похоже, надо ехать на радиорынок за листиком стеклотекстолита.

Ну и прикинул, как панель управления будет выглядеть на декоративной решетке:

Вполне приемлемо.

Я сегодня занимался механическими недоделками в своём MIDI-баяне. В частности, сделал постоянное нормальное крепление жгута проводов, соединяющих левый и правый полукорпусы.

Крепление сделал, воткнул разъём и решил на всякий случай проверить, работает ли оно после перепайки разъёма.

И внезапно обнаружил, что переключение «пресетов» отлично работает при отключенном левом полукорпусе, но глючит при подключенном.

На поиск бага ушло 5 часов. Баг оказался дурацкий: я забыл, что один из членов структуры — это 2-битовое поле. И в одном месте я самым беспечным образом обращался с ним, как с обычным целым. И не мог понять, почему не срабатывает проверка на index == number_of_elements. А элементов там 4. А поле — 2-битовое. Ага.

Я про это вспомнил только тогда, когда психанул и напихал в прошивку «отладочную печать» через светодиоды панели управления. И очень удивился когда после 3 стало 0. А потом ка-а-ак понял!

Готов нарисованный ранее корпус для панели управления.

Кнопки вставлены «просто так», платы внутри корпуса пока нет, и вместо зкранчика пока синий скотч.

Выглядит, вполне ожидаемо, как «корпус, напечатанный на 3D принтере». Пока пусть будет так, как есть. В будущем, может быть, я сподоблюсь как-то отшлифовать наружную поверхность, чтобы было гладко и блестяще (или хотя бы матово).

Печать заказывал здесь.

Поскольку прошивка готова, и датчики настроены, нужно продвигаться к следующему этапу: 3D печать корпуса панели управления и кнопок. Эскиз расположения кнопок и светодиодов на плате у меня был, на его основе и разрабатывал модель корпуса.

Сначала сделал модель самой печатной платы, чтобы по ней проверять правильность расположения отверстий в корпусе и правильность размеров кнопок. Потом нарисовал корпус, кнопки, и объединил всё в сборку. Очень удобно всё это делать в Компас 3D: делаешь сам корпус временно невидимым, и можешь проверять, как кнопки располагаются относительно микровыключателей, запаянных на плату. Как раньше без таких программ жили — решительно непонятно.

Вроде норм. Единственное место, которое мне не нравится — это расположение левой «стрелки» вплотную к экрану. Надо было разнести ещё миллиметра на 3. Но уже поздно; расположение элементов определяется платой, а её я переделывать совершенно точно не буду.

Теперь надо прицениться к печати этого корпуса и 22-х кнопок (16 на Ø10 мм, и 6 на Ø15 мм).

Взрыв-схема сборки панели управления выглядит так:

Сегодня вечером после работы я закончил работу над прошивкой MIDI-баяна. Даже не верится. Реализовал все функции, которые хотел:

• Полная поддержка готово-выборной левой клавиатуры. На механизм переключателя установлен свой собственный датчик, и контроллер при включении сам определяет текущий режим. Само собой, переключение режимов тоже определяется. В готовом режиме басы и аккорды играют в разные MIDI каналы, которые можно настраивать совершенно независимо. Т.е. на бас можно настроить звук контрабаса, а на аккорды — гитару или, например, фортепиано. В режиме выборной клавиатуры вся левая рука играет в один канал (что логично). Само собой, канал для выборки настраивается независимо от каналов баса и аккордов.
• Особенность конструкции левой клавиатуры моего баяна в том, что басы там играют октавами. Т.е. при нажатии одной клавиши баса механизм открывает два клапана: одна нота в контроктаве и одновременно с ней та же нота в большой октаве. Для баяна это хорошо, т.к. добавляет красок в басовый звук. А вот для MIDI инструмента — это уже недостаток, т.к. далеко не каждый инструмент будет хорошо звучать с октавами в басах. Поэтому я сделал спец-режим «запрет октав в басах». Если он включен, то контроллер игнорирует нажатия более высоких басовых нот, если уже нажата соответствующая низкая нота. Само собой, датчики должны быть настроены так, чтобы датчик низкой ноты срабатывал чуть-чуть раньше, чем датчик высокой ноты.
• Работа меха регистрируется дифференциальным датчиком давления, который измеряет разницу между давлением внутри герметичного корпуса и давлением снаружи. Также есть режим игры с выключенным датчиком давления; в этом случае громкость звука настраивается через меню настроек.
• Имеется возможность сохранения 6 вариантов настроек всех MIDI-каналов (правая рука, бас, аккорд и выборка) — т.н. «пресетов». Каждый пресет включается своей кнопкой; текущий пресет обозначается соответствующим горящим светодиодом. (См. заметку про дизайн панели управления.) Запоминание настроек происходит интуитивно просто: как только все звуки настроены как надо, достаточно нажать и удерживать кнопку соответствующего пресета. После обнаружения длительного нажатия, соответствующий светодиод сначала быстро заморгает, обозначая, что «сейчас будет записан выбранный пресет». Если в течение 3-х секунд после начала моргания кнопку не отпустить, то пресет запишется в энергонезависимую память (EEPROM). По похожему алгоритму запоминаются радиостанции в некоторых автомагнитолах.
• Поскольку настроек у MIDI каналов много, и перебирать их через меню не всегда удобно, реализованы 4 настраиваемых кнопки быстрого доступа к настройкам. Если в момент редактирования нужного параметра нажать и удерживать кнопку быстрого доступа, то эта кнопка станет связана с этим самым параметром. И для повторного изменения данного параметра достаточно будет один раз коротко нажать эту кнопку быстрого доступа (и сразу можно будет менять параметр «стрелочками»). Очень удобно.
• Если контроллер обнаруживает, что настройки звука изменились, то светодиод текущего пресета начинает медленно мигать, показывая, что имеются несохранённые изменения. Эти изменения можно сохранить либо в текущем пресете, либо в любом другом. А можно и не сохранять.
• Имеется встроенная ритм-машина, которая может работать в двух режимах:
  • ручной — когда при каждом нажатии басовых клавиш проигрывается один звук ударных инструментов (например барабан «бочка»), а при нажатии аккордов — другой звук (например «тарелка»).
  • автоматический — когда проигрываются заранее запрограммированные мелодии (в данный момент у меня сделаны 5 штук: 2 метронома (3/4 и 4/4) и 3 простых ритма). Автоматический режим может стартовать либо по кнопке на панели управления, либо при первом нажатии любой басовой клавиши.
• Имеется «упрощенный» режим выбора некоторых настроек, адаптированный специально для синтезатора ATEMP MIDI HW Synth. В этом режиме значения параметров, не реализованные в синтезаторе, просто пропускаются; выбрать можно только то, что поддерживается синтезатором. В основном это касается выбора дополнительных банков инструментов.
• Все настройки сохраняются с энергонезависимой памяти, и при следующем включении инструмент восстанавливает то состояние, в котором он был выключен.

Когда закончу работу над механической частью (герметизация технических отверстий в корпусе и крепление декоративной решетки правой клавиатуры), запишу видеоролик с демонстрацией этого всего.

С момента публикации предыдущей заметки было сделано весьма много. Но работа велась исключительно над прошивкой, поэтому никаких фотографий или видео пока нет. (Какое-то видео запишу потом, когда всё сделаю; это будет видеопрезентация моего MIDI-баяна.)

А пока докладываю о том, что было сделано за всё это время:

• В библиотеку работы со светодиодами я добавил режим медленного мигания светодиода. Пригодится для того, чтобы показывать, что данные текущего пресета (настроек тембров и прочих звуковых параметров) были изменены, но еще не сохранены в EEPROM.
• Добавил глобальную настройку «Общая громкость» — чтобы можно было вручную настраивать громкость одновременно для всех активных MIDI-каналов.
• Добавлено обновление значений громкости при включении/выключении датчика давления (значение общей громкости берется либо из датчика давления, либо из глобальной настройки соответственно).
• Сделано обновление значений громкости в каналах левой руки при переключении режима готовой/выборной клавиатуры.
• Сделано сохранение и восстановление глобальных настроек и пресетов в/из EEPROM (сохранение пресетов производится длительным нажатием кнопки соответствующего пресета, а глобальные настройки всегда автоматически сохраняются спустя 8 секунд с момента последнего изменения). В результате при включении баян приходит в то же состоянии, в каком он находился в момент выключения. Мне очень нравится, как всё получилось.
• Сделал функцию отправки всех настроек в синтезатор. Настройки отправляются либо при смене пресета, либо по нажатию спец-кнопки на панели управления.
• Добавил удобное переключения банков инструментов для синтезатора ATEMP. Для некоторых инструментов могут быть, а могут и не быть дополнительные варианты звучания; эти дополнительные варианты расположены в дополнительных т.н. «банках». В каких именно — описано в документации на синтезатор. Я сделал так, чтобы банки инструментов можно было менять только на те, в которых есть доп. инструменты; т.е. если для какого-то инструмента есть всего 3 варианта звучания, то для такого инструмента можно выбрать только один из этих 3-х вариантов (вместо того, чтобы перебирать все 127 возможных значений). Это на порядки упрощает поиск нужного тембра.
• Сделан экран редактирования глобальных настроек (общая громкость, режим «running sttatus» и проч.)
• Небольшой рефакторинг старого кода.

И в данный момент а баяне уже можно довольно комфортно играть, не тратя кучу времени на настройку звуков при каждом включении.

В исходниках уже 3910 строк; продолжаю работу над прошивкой.