Arduino MIDI चिपट्यून सिंथेसाइज़र: 7 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

एक प्रामाणिक 8-बिट चिपट्यून सिंथेसाइज़र के साथ शुरुआती कंप्यूटर गेम संगीत का मज़ा लें, जिसे आप किसी भी आधुनिक डीएडब्ल्यू सॉफ़्टवेयर के आराम से MIDI पर नियंत्रित कर सकते हैं।

यह सरल सर्किट 1980 की ध्वनि को फिर से बनाने के लिए AY-3-8910 प्रोग्राम योग्य ध्वनि जनरेटर चिप (या इसके कई क्लोनों में से एक) को चलाने के लिए एक Arduino का उपयोग करता है। संगीत को संपादित करने के लिए विशेष सॉफ़्टवेयर की आवश्यकता वाले कई डिज़ाइनों के विपरीत, यह एक मानक USB MIDI डिवाइस जैसा दिखता है। सिंथेसाइज़र में एक चतुर एल्गोरिथम होता है जो सबसे संगीत-प्रासंगिक नोट्स को चलाने की कोशिश करता है; कई मामलों में आप बिना संपादित MIDI फ़ाइलें सीधे उस पर फेंक सकते हैं और धुन ठीक बाहर आती है। कुल लागत लगभग £20 होनी चाहिए।

चरण 1: चीजें जिनकी आपको आवश्यकता होगी

इसके लिए पूर्ण भागों की सूची, जैसा कि आप तस्वीरों में देख रहे हैं, इस प्रकार है:

• स्पार्कफुन प्रो माइक्रो क्लोन (5V, 16MHz विकल्प)। मैंने इसे अमेज़ॅन पर इस्तेमाल किया।
• यामाहा YM2149F PSG चिप। मुझे ईबे से मेरा मिला।
• 2 x 100nF सिरेमिक कैपेसिटर
• प्रत्येक 75R, 1K और 100K प्रतिरोधों में से 1 (1/4 वाट रेटिंग ठीक है)।
• 4.7nF सिरेमिक डिस्क कैपेसिटर
• 1uF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर (वोल्टेज रेटिंग> 5V)।
• 40 पिन 0.6 "डुबकी आईसी सॉकेट
• २ x १२ वे ०.१" हेडर (यह सीपीसी से एक)
• प्रोटोटाइप बोर्ड, 3 "बाई 2" लगभग। मैंने इनमें से एक थोक पैक फिर से अमेज़न पर खरीदा।
• पीसीबी माउंट फोनो सॉकेट
• लघु ठोस-कोर तार (इस तरह)।

आपको सोल्डरिंग आयरन, सोल्डर, वायर कटर, प्लायर्स और वायर स्ट्रिपर की भी आवश्यकता होगी।

चरण 2: वैकल्पिक भाग

वैकल्पिक प्रोग्रामयोग्य ध्वनि जनरेटर चिप्स

मैंने जिस YM2149 का उपयोग किया वह मूल सामान्य उपकरण AY-3-8910 IC का क्लोन है। (पहला प्रोटोटाइप ईबे से खरीदे गए AY-3-8910 का उपयोग करता था, लेकिन यह पता चला कि सफेद शोर जनरेटर काम नहीं कर रहा था। उदास चेहरा)। आप बिना किसी बदलाव के इस परियोजना के लिए या तो उपयोग कर सकते हैं।

जनरल इंस्ट्रूमेंट्स ने AY-3-8912 और AY-3-8913 वेरिएंट भी बनाए, जो कुछ अतिरिक्त I/O पिन के बिना छोटे पैकेजों के अंदर एक ही सिलिकॉन था। किसी भी ऑडियो उद्देश्यों के लिए इन पिनों की आवश्यकता नहीं है, और यह प्रोजेक्ट उनका उपयोग नहीं करता है। आप AY-3-8912 या -8913 का उपयोग कर सकते हैं, बस ऊपर दिखाए गए पिनआउट का पालन करें।

वैकल्पिक Arduinos

मैंने जिस "प्रो माइक्रो" का उपयोग किया वह स्पार्कफुन के प्रो माइक्रो बोर्ड की एक प्रति है। यदि आप Arduino कोड से आश्वस्त नहीं हैं तो इसके साथ रहना सबसे अच्छा है; यदि आप डिज़ाइन को अनुकूलित करने में प्रसन्न हैं, तो आपको निम्नलिखित विनिर्देशों की आवश्यकता होगी

• ATmega 16u4 या 32u4 डिवाइस (USB MIDI डिवाइस के रूप में कार्य करने के लिए आवश्यक; ATmega 168 या 328 ऐसा नहीं कर सकता)।
• 5V ऑपरेशन (AY-3-8910 5V पर चलता है), और 16MHz क्लॉक स्पीड।

• कम से कम 13 डिजिटल I/O लाइनें।

  पोर्ट पिन PB5 जुड़ा होना चाहिए (इसका उपयोग 1MHz क्लॉक सिग्नल उत्पन्न करने के लिए किया जाता है)। प्रो माइक्रो पर इसका उपयोग D9 I/O पिन के रूप में किया जाता है।

Arduino लियोनार्डो और माइक्रो बोर्ड दोनों बिल फिट करते हैं, हालाँकि मैंने उन्हें आज़माया नहीं है।

अन्य घटक

यहां उपयोग किए गए प्रतिरोधक और कैपेसिटर विशेष रूप से विशेष नहीं हैं। (लगभग) सही मूल्य के किसी भी हिस्से को काम करना चाहिए।

चरण 3: सर्किट बोर्ड बिछाना

सर्किट बनाने के लिए, सॉकेट्स को पोजिशन करके शुरू करना सबसे अच्छा है, फिर रेसिस्टर्स और कैपेसिटर जोड़ें। हम अगले चरण में इन तारों को एक साथ कवर करेंगे।

एक गाइड के रूप में ऊपर की तस्वीर का उपयोग करते हुए, 40-पिन आईसी सॉकेट की स्थिति बनाएं, बोर्ड को पलट दें और पहले दो विपरीत कोने वाले पिनों में मिलाप करें। यदि सॉकेट बोर्ड के खिलाफ सपाट नहीं है, तो एक या दूसरे पिन को फिर से मिला कर ठीक करना आसान है। जब यह ठीक हो जाए, तो बाकी को मिलाप करें।

दो 12-पिन सॉकेट रखें, फिर सोल्डरिंग के दौरान उन्हें लंबवत और स्थिर रखने के लिए उनमें Arduino डालें। फिर से, पहले प्रत्येक छोर पर दो पिनों को टांका लगाने से अंतिम सोल्डरिंग से पहले एक चेक की अनुमति मिल जाएगी।

ऑडियो आउटपुट सॉकेट के लिए, मैंने पीसीबी के छेदों को बड़ा करने के लिए एक छोटी सी ड्रिल का उपयोग किया, क्योंकि बढ़ते टैग बड़े होते हैं।

चरण 4: वायरिंग अप

एक बार जब प्रमुख घटकों को तैनात कर दिया जाता है, तो उन्हें ऊपर के सर्किट का अनुसरण करते हुए बोर्ड के पीछे तार-तार किया जा सकता है।

ऑडियो आउटपुट कंपोनेंट्स (R2, R3, C2, C3) और डिकूपिंग कैपेसिटर (C1, C4) को सॉलिड-कोर वायर (या कंपोनेंट लीड के ऑफ-कट) से जोड़ा जा सकता है। Arduino से PSG चिप (चित्र में लाल और काले तार) के लिए जमीन और बिजली कनेक्शन अब बनाया जा सकता है।

प्रो माइक्रो के विभिन्न आउटपुट निम्नानुसार AY-3-8910 तक वायर्ड हैं (पिन असाइनमेंट के लिए हुकअप गाइड देखें):

सिग्नल Arduino AY-3-8910 पिन

DA0 D2 37 DA1 D3 36 DA2 D4 35 DA3 D5 34 DA4 D6 33 DA5 D7 32 DA6 D8 31 DA7 A0/D18 30 BC1 D10 29 BC2 MOSI/D16 28 BDIR MISO/D14 27 RESET# SCLK/D15 23 CLOCK D9 22 (के माध्यम से) R1, 75 ओम)

चरण 5: Arduino IDE का उपयोग करके प्रोग्रामिंग

यदि आप Arduino के लिए नए हैं, तो मैं मूल बातें पर कई ट्यूटोरियल में से एक को आज़माने की दृढ़ता से अनुशंसा करता हूँ। स्पार्कफुन की हुकअप गाइड पूरी जानकारी देती है। आप "ब्लिंकीज़" ट्यूटोरियल का अनुसरण करके जांच सकते हैं कि मूल प्रोग्रामिंग काम कर रही है। Arduinos 'बूटलोडर' मोड (जहाँ आप नए स्केच लोड कर सकते हैं) में मनाने के लिए थोड़ा मुश्किल हो सकता है, इसलिए एक साधारण उदाहरण के साथ थोड़ा अभ्यास उपयोगी है।

एक बार जब आप खुश हो जाएं, तो इस पेज से जुड़ी chiptunes.ino फाइल को डाउनलोड करें, और इसे बनाएं और अपलोड करें। (मैंने पाया है कि इस स्केच के लिए "Arduino/Genuino Micro" बोर्ड प्रकार का उपयोग करना ठीक है, यदि आप स्पार्कफुन बोर्ड समर्थन को स्थापित करना छोड़ना चाहते हैं)।

साथ ही, ध्यान दें कि यदि आप मैक पर हैं, तो पहली बार स्केच लोड करने के बाद "पोर्ट" सेटिंग को बदलना होगा। एक 'रिक्त' Arduino (या ब्लिंकी स्केच का उपयोग करके) के साथ यह /dev/cu.usbmodemXXXX जैसा कुछ दिखाई देगा, जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है। जब USB MIDI डिवाइस सक्रिय होता है (जैसा कि chiptunes.ino स्केच द्वारा उपयोग किया जाता है) यह /dev/cu.usbmodemMID1 होगा।

चरण 6: सिंथ का परीक्षण और उपयोग करना

एक बार जब Arduino प्रोग्राम हो जाता है, तो आपके वर्कस्टेशन को स्वचालित रूप से इसे USB MIDI डिवाइस के रूप में पहचानना चाहिए। यह 'Arduino Micro' नाम के साथ दिखाई देगा - आपको इसे विंडोज़ में डिवाइस मैनेजर या मैक ओएस में "सिस्टम इंफॉर्मेशन" ऐप पर देखने में सक्षम होना चाहिए।

Mac पर, आप मूल परीक्षण चलाने के लिए ऑडियो MIDI सेटअप ऐप का उपयोग कर सकते हैं। ऐप शुरू करें, फिर विंडो चुनें -> मिडी स्टूडियो दिखाएं। यह MIDI स्टूडियो विंडो लाएगा - आपके सभी MIDI इंटरफेस थोड़े यादृच्छिक व्यवस्था में दिखाई देंगे - जिसमें उम्मीद है कि इसमें 'Arduino Micro' डिवाइस शामिल होगा। यदि आप टूलबार में 'टेस्ट सेटअप' आइकन पर क्लिक करते हैं, और फिर Arduino Micro डिवाइस पर डाउन एरो (चित्र देखें) पर क्लिक करते हैं, तो ऐप MIDI नोट्स को सिंथ पर भेज देगा। (ये विशेष रूप से सुरीली नहीं हैं!) इस बिंदु पर सिंथेस को कुछ यादृच्छिक ध्वनियाँ बनानी चाहिए।

फिर आप अपने डिजिटल ऑडियो वर्कस्टेशन के MIDI सेटअप में आउटपुट डिवाइस के रूप में 'Arduino Micro' जोड़ सकते हैं, और खेलना शुरू कर सकते हैं!

• सिंथ मिडी चैनल 1 से 4 पर प्रतिक्रिया करता है। प्रत्येक चैनल में एक अलग ध्वनि होती है (ठीक है, एक अलग वॉल्यूम लिफाफा)।
• 24 और 96 (C1-C7) के बीच MIDI नोट स्वीकार किए जाते हैं; इस सीमा से बाहर के नोटों को अनदेखा कर दिया जाता है।

• MIDI चैनल 10 ड्रम की आवाज़ बजाता है। नोट संख्या ३५ और ५० के बीच (देखें

  www.midi.org/specifications-old/item/gm-level-1-sound-set) स्वीकार किए जाते हैं।

• AY-3-8910 पर तीन वॉयस चैनल हैं। सिंथ फर्मवेयर सबसे हाल ही में भेजे गए नोट को चलाने की कोशिश करता है, जबकि उच्चतम और निम्नतम वर्तमान में अनुरोधित नोट अभी भी चल रहा है। अन्य नोट (आमतौर पर एक राग में मध्य नोट) यदि आवश्यक हो तो काट दिया जाता है।

और वह इसके बारे में है। मज़े करो!

चरण 7: फुटनोट्स

डेमो ट्यून के बारे में

डेमो ट्यून - मोजार्ट की प्रसिद्ध क्वीन ऑफ़ द नाइट एरिया - इंटरनेट पर मिली एक MIDI फ़ाइल (https://www.midiworld.com/mozart.htm) से काफी तेज़ी से बनाई गई थी। सारी मेहनत किसी और ने की!

मैं मैक पर प्रीसोनस स्टूडियो वन का उपयोग कर रहा हूं, और MIDI फ़ाइल को चार अलग-अलग ट्रैक में आयात किया गया था। जहां संगत नोट मुख्य धुन से ऊंचे होते हैं, और नोटों के बीच कुछ अधिक आपत्तिजनक गड़बड़ियों को दूर करने के लिए संपादन की थोड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है।

क्लिप पर आप जो ऑडियो सुनते हैं, वह सीधे सिंथेस से है, बस ईक्यू और संतृप्ति के स्पर्श के साथ इसे 'आर्केड मशीन' कम-फाई अनुभव देने के लिए।