मिडी नियंत्रित एलईडी संरचना: 7 कदम

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

एक सच्चे संगीत प्रेमी और एक इलेक्ट्रॉनिक और कंप्यूटर विज्ञान के छात्र के रूप में, मैं हमेशा MIDI उपकरणों का निर्माण करना चाहता था, जिनका उपयोग मैं इलेक्ट्रॉनिक संगीत निर्माण के लिए कर सकता था।

बहुत सारे शो और संगीत समारोहों में भाग लेने के बाद, मुझे प्रदर्शन के दौरान लाइट शो में वास्तव में दिलचस्पी होने लगी।

बहुत सारे शोध के बाद, मुझे ज्यादातर केवल ऐसे उपकरण मिले हैं जो माइक्रोफ़ोन का उपयोग करते हैं और एलईडी को ठीक उसी तरह से नियंत्रित करने की अनुमति नहीं दे सकते जैसा आप चाहते हैं।

DAW और MIDI संकेतों से अधिक से अधिक परिचित होकर, मैंने इस परियोजना के साथ आरंभ करने का निर्णय लिया!

इसमें शामिल एल ई डी के साथ एक 3डी संरचना होती है, जो वास्तव में मिडी सिग्नल (नोटऑन, नोटऑफ और सीसी संदेश) द्वारा नियंत्रित होती है।

ताकि, संगीतकार किसी भी डीएडब्ल्यू द्वारा उत्पन्न मिडी संकेतों का उपयोग करके, प्रत्येक एलईडी के रंग और तीव्रता को नियंत्रित कर सके।

इस विचार के साथ, मैं लाइट शो के माध्यम से रचनात्मकता को बढ़ाना चाहता था और प्रत्येक दृश्य प्रदर्शन को अद्वितीय बनाने के लिए सभी को अपना स्वयं का निर्माण करने की अनुमति देना चाहता था।

चरण 1: सामग्री

मूल रूप से, इस परियोजना में दो भाग होते हैं: एक मिडी रिसेप्शन सर्किट और एलईडी संरचना; और उन हिस्सों को जोड़ने के लिए एक माइक्रोकंट्रोलर और डीएडब्ल्यू से एलईडी स्ट्रिप्स में आने वाले MIDI संकेतों का "अनुवाद" करें। यहां प्रत्येक भाग के लिए आवश्यक सामग्रियों की एक सूची दी गई है।

मिडी रिसेप्शन सर्किट:

• 1 x 6N138 ऑप्टोकॉप्लर
• 1 x 1N914 डायोड
• 1 x 5-पिन दीन जैक (मिडी जैक)
• 2 x 220 ओम रेसिस्टर्स
• 1 x 4.7K ओम रेजिसर
• 1 यूएसबी/मिडी जैक

एलईडी संरचना:

मैंने WS2812B LED पर आधारित RGB LED स्ट्रिप्स का उपयोग किया है जिसे केवल 1 डिजिटल पोर्ट से नियंत्रित किया जा सकता है। यदि आप अधिक संख्या में एल ई डी का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं, तो आपको अधिकतम वर्तमान की आवश्यकता के बारे में ध्यान रखना पड़ सकता है (1 एलईडी अधिकतम 60 एमए का उपभोग कर सकता है)। यदि माइक्रोकंट्रोलर इस अधिकतम मूल्य को संभाल नहीं सकता है, तो आपको एक और 5V बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होगी जो पर्याप्त वर्तमान प्रदान कर सके। मैंने डेडिकेटेड आउटपुट एडॉप्टर और एक स्विच के साथ 5V - 8A AC/DC अडैप्टर का इस्तेमाल किया।

नोट: ऐसा लगता है कि आप एक कंप्यूटर बिजली आपूर्ति इकाई का उपयोग कर सकते हैं, क्योंकि वे वास्तव में उच्च धारा देने में सक्षम होने के लिए जानते हैं, लेकिन आपको यह सुनिश्चित करना होगा कि यह एक स्थिर 5V डीसी वोल्टेज प्रदान करता है, शायद इसका उपयोग करके जमीन (काला) और 5V ouput (लाल) के बीच 36 ओम 5 वाट बिजली रोकनेवाला बनाने के लिए कि रोकनेवाला के माध्यम से पर्याप्त वर्तमान चल रहा है और इस प्रकार एक स्थिर 5V प्रदान करता है।

अंत में, मैंने मिडी सिग्नल और एलईडी स्ट्रिप्स के बीच लिंक बनाने के लिए एक स्क्रू शील्ड के साथ एक साधारण Arduino Uno का उपयोग किया।

चरण 2: मिडी इनपुट सर्किट का निर्माण

यदि आप वास्तव में MIDI प्रोटोकॉल क्या है और यह कैसे काम करता है, में रुचि रखते हैं, तो मैं आपको नोट्स और वोल्ट YouTube चैनल की जाँच करने की अत्यधिक अनुशंसा करता हूँ जहाँ बहुत सारे दिलचस्प और नवीन ट्यूटोरियल और MIDI Arduino प्रोजेक्ट हैं।

इस भाग में, मैं केवल MIDI इनपुट सर्किट पर ध्यान केंद्रित करूंगा। प्रोटोबार्ड पर एक प्रोटोटाइप बनाना और घटकों को सोल्डर करने से पहले यह जांचना एक अच्छा विचार हो सकता है कि डीएडब्ल्यू से आने वाले MIDI सिग्नल माइक्रोकंट्रोलर द्वारा अच्छी तरह से प्राप्त होते हैं या नहीं।

निम्नलिखित दो वीडियो वर्णन करते हैं कि सर्किट का निर्माण और परीक्षण कैसे करें:

• सर्किट का निर्माण
• सर्किट का परीक्षण

अंत में, सीसी संदेशों को समझने के लिए इस वीडियो को देखना भी एक अच्छा विचार हो सकता है और उदाहरण के लिए एलईडी चमक को नियंत्रित करने के लिए आपके माइक्रोकंट्रोलर द्वारा ऑटोमेशन क्लिप की व्याख्या कैसे की जा सकती है।

चरण 3: FL स्टूडियो को कॉन्फ़िगर करना (वैकल्पिक)

जैसा कि मैं FL स्टूडियो का उपयोग करने में सहज महसूस करता हूं, मैं समझाऊंगा कि इसके MIDI इंटरफ़ेस को ठीक से कैसे कॉन्फ़िगर किया जाए, लेकिन मुझे पूरा यकीन है कि यदि आप किसी अन्य डिजिटल ऑडियो वर्कस्टेशन का उपयोग कर रहे हैं तो यह प्रक्रिया बहुत भिन्न नहीं होनी चाहिए।

सबसे पहले आपको USB/MIDI जैक को अपने कंप्यूटर में प्लग करना होगा। आमतौर पर, ऐसे उपकरण एक एम्बेडेड फर्मवेयर के साथ आते हैं और MIDI उपकरणों के रूप में पहचाने जाते हैं, भले ही वे अनप्लग्ड हों। फिर "सेटिंग" विंडो खोलें (F10 दबाकर)। यदि सब कुछ ठीक से काम करता है, तो आप आउटपुट सेक्शन में कुछ आउटपुट MIDI डिवाइस देखेंगे। अपने डिवाइस का चयन करें और सुनिश्चित करें कि यह चालू है।

फिर आपको अपना पोर्ट नंबर परिभाषित करना होगा और इसे ध्यान में रखना होगा (उदाहरण के लिए 0)। बस इस विंडो को बंद करें (पैरामीटर स्वचालित रूप से सहेजे जाते हैं) और फिर एक नया चैनल जोड़ें: मिडी आउट।

फिर, आखिरी चीज जो आपको करनी होगी वह है इस नए चैनल के पोर्ट को परिभाषित करना: सुनिश्चित करें कि आपने "सेटिंग्स" अनुभाग में परिभाषित उसी पोर्ट नंबर को चुना है: ऐसा करने से, आपके चैनल से आने वाले MIDI संदेश अब हैं MIDI आउटपुट से जुड़ा हुआ है।

अब, जब कोई नोट MIDI आउट चैनल द्वारा चलाया जाता है, तो MIDI इंटरफ़ेस के माध्यम से एक "नोटऑन" संदेश भेजा जाएगा। उसी तरह, नोट जारी होने पर एक "नोटऑफ़" संदेश भेजा जाएगा।

एक अन्य दिलचस्प विशेषता, जो मिडी आउट चैनल के साथ आती है, वह है पोटेंशियोमीटर के साथ विभिन्न मापदंडों को नियंत्रित करने की क्षमता। उनमें से किसी एक पर राइट-क्लिक करके और "कॉन्फ़िगर करें …" का चयन करके, आप उन्हें CCMessages (0 से 127 तक जाने वाला मान) भेज सकते हैं, जिसका उपयोग LED की चमक को नियंत्रित करने के लिए किया जाएगा: CC चुनें और फिर स्वीकार करें।

आम तौर पर FL स्टूडियो अब आपके MIDI इंटरफ़ेस पर डेटा भेजने के लिए तैयार है! अगला कोड Arduino में फ्लैश करने के लिए कोड लिखना है और इसे अपनी एलईडी संरचना में अनुकूलित करना है।

चरण 4: एल ई डी कनेक्ट करना

एलईडी स्ट्रिप्स को जोड़ना काफी सरल है, क्योंकि उन्हें केवल +5V, GND और डेटा की आवश्यकता होती है। हालाँकि, जैसा कि मैंने उनमें से 20 से अधिक को जोड़ने की योजना बनाई थी, मैंने कई Arduino PWM पिन का उपयोग करने का निर्णय लिया और किसी भी प्रकार की अनपेक्षित देरी से बचने के लिए Adafruit_NeoPixel (कोए में) के कई उदाहरणों की घोषणा की।

संलग्न छवि यह भी समझाने का इरादा रखती है कि इलेक्ट्रॉनिक्स कैसे काम करता है:

• एल ई डी स्ट्रिप्स सीधे बिजली की आपूर्ति द्वारा संचालित होते हैं।
• Arduino को पावर देने के लिए पावर स्विच का उपयोग किया जाता है
• स्विच चालू करते समय MIDI इनपुट सर्किट Arduino द्वारा संचालित होता है

चरण 5: 3D संरचना को डिज़ाइन करना

अब तक, यह हिस्सा सबसे लंबा था क्योंकि मैं 3डी-प्रिंटिंग (और मॉडलिंग) के साथ बिल्कुल नया था। मैं एक ऐसी संरचना तैयार करना चाहता था जो एक आधे विस्फोटित काटे गए इकोसैहेड्रोन की तरह दिखे (हाँ, मुझे आकार का सटीक नाम खोजने में कुछ समय लगा)।

बेशक आप अपने मनचाहे आकार के साथ अपना खुद का मॉडल डिजाइन करने के लिए स्वतंत्र हैं! मैं मॉडलिंग प्रक्रिया का विवरण नहीं दूंगा लेकिन यदि आप इस संरचना को डिजाइन करना चाहते हैं तो आपको एसटीएल फाइलें मिलेंगी।

अलग-अलग हिस्सों की असेंबली में कुछ समय लगा, क्योंकि मुझे प्रत्येक चेहरे में एक एलईडी लगानी थी और कोर के अंदर बड़ी संख्या में तारों को टांका लगाकर उन सभी को जोड़ना था जो वर्तमान में बहुत गड़बड़ है!

नोट: यदि आप इस तरह की संरचना को डिजाइन करना चाहते हैं, तो आपको 10 हेक्सागोनल टुकड़े (पीपी3डीपी यूपी मिनी प्रिंटर का उपयोग करते हुए लगभग 3 घंटे) और 6 पंचकोणीय टुकड़े (2 घंटे) की आवश्यकता होगी।

एक बार प्रत्येक भाग में एक एलईडी होने के बाद, आपको प्रत्येक 5 वी और जीएनडी टर्मिनलों को एक साथ जोड़ना होगा और प्रत्येक एलईडी के कई इनपुट और आउटपुट टर्मिनलों को कनेक्ट करना होगा जिस तरह से आप उन्हें कनेक्ट करना चाहते हैं।

अंत में, मैंने प्रत्येक चेहरे को ढंकने और उन्हें लगातार हल्का बनाने के लिए एलईडी डिफ्यूसिव ऐक्रेलिक का उपयोग किया।

उसके बाद जो कुछ बचा है वह कोड है, जो इतना जटिल नहीं होने का खुलासा करता है!

चरण 6: कोड

जैसा कि मैंने पिछले भाग में इसका उल्लेख किया था, कोड काफी सरल होने का खुलासा करता है!

दरअसल, इसमें केवल एक MIDI इंस्टेंस और कई Adafruit_NeoPixel इंस्टेंस होते हैं (जितना अलग-अलग स्ट्रिप्स हैं)।

मूल रूप से, एक बार घोषित होने के बाद, MIDI वर्ग "बाधाओं" के साथ काम करता है: NoteOn, NoteOff और CCMessage। जब MIDI इनपुट cicruit उन विशिष्ट संकेतों में से एक को Arduino तक पहुंचाता है, तो सहयोगी सबरूटीन कहा जाता है। फिर, कोड जो कुछ कर रहा है, वह NoteOn सिग्नल पर एक विशिष्ट LED को चालू कर रहा है, इसे सहयोगी NoteOff सिग्नल पर बंद कर रहा है, और CCMessage पर एक स्ट्रिप की चमक को अपडेट कर रहा है।

इसके अलावा, मैंने एक साधारण कार्य को परिभाषित किया है जो नोटऑन सिग्नल के साथ आने वाले वेग को पढ़कर एल ई डी का रंग चुनने की संभावना देता है और प्रत्येक एलईडी लाल, बैंगनी, नीला, फ़िरोज़ा, हरा, पीला, नारंगी या सफेद हो सकता है, 0 से 127 तक जाने वाले वेग मान के आधार पर।

ध्यान देने वाली एक महत्वपूर्ण बात यह है कि आपको अपना स्केच अपलोड करते समय RX पिन (MIDI इनपुट सर्किट से आने वाले) को डिस्कनेक्ट करना होगा क्योंकि सीरियल पोर्ट (इस प्रक्रिया के दौरान प्रयुक्त) उस पिन से जुड़ा है!

चरण 7: अब क्या?

मैं वर्तमान में सभी इलेक्ट्रॉनिक्स को एम्बेड करने के लिए एक कस्टम संलग्नक पर काम कर रहा हूं और मैं संरचना के लिए एक नाम भी सोच रहा हूं! कृपया मुझे बताएं कि क्या आपने इस प्रोजेक्ट का आनंद लिया है, और मैं विभिन्न शो पर काम कर रहा हूं क्योंकि मेरी योजना इस निर्देशयोग्य को और वीडियो के साथ अपडेट करने की है!