Samogradnja midi klavijature

Želja mi je da uz Vašu pomoć osmislim i finalizujem midi master klavijaturu praktičnu za live nastupe(izbor mikrokontrolera,šeme spajanja,pisanje programa).Zamisao je da klavijatura ima 72 dirke(dugmića).


Uploaded with ImageShack.us
Izbor izlaznog midi kanala na klavijaturi,slanje komande na dva midi kanala istovremeno sa splitovane klavijature,splitovanje klavijature,promenu boja na više modula sa klavijature,kontrolu jačine i modulacije zvuka.Ukoliko neko ima još neki praktičan predlog oko izbora komandi neka predloži.Na više sajtova postoje šeme spajanja uz određene mikrokontrolere uglavnom bez programa i sa delom zamišljenih komandi.Nisam pronašao kompletan projekat sa svim zamišljenim komandama.Ukoliko izvođač na sceni midi master klavijaturom kontroliše aranžer ili solo klavijaturu koja se nalazi na stalku ispred njega nisu mu potrebne sve komande jer ih ima na aranžeru ili solo klavijaturi ali ukoliko midi master klavijaturom želi da kontroliše 2 ili više modula koji se nalaze u rack-u koji je udaljen od njega bez takvih komandi ne može da upravlja njima.Fabričke(skuplje)midi master klavijature poseduju takve mogućnosti za koje ne znam koliko su praktične za live nastupe ali je u njih uglavnom nemoguće ugraditi(kod majstora)dugmetarsku preradu a zadržati sve komande.Znači nije bitno kućište klavijature,dirke,dugmići već samo električna šema spajanja,PCB pločica i program za mikrokontroler(e).Mikrokontrolere tek počinjem da upoznajem,sa elektronikom(teoretski i praktično)se družim 20-tak godina,praktičan rad sa raznim alatima mi nije stran.

Zasto 72 dugmica? Oktave u pitanju ili nisam dobro razumio sta je napisano..
I malo sam nasikiran tvojom izjavom tek se upoznajem sa elektronikom i odmah na neku "svemirsku" klavijaturu.

Potpis

Ja sam iz BiH sporo "kontam"pa molim za razumijevanje!

72 dugmica,dirki,tona zato sto je takav deo sa seme(8x9) koji sam pronasao a najpribliznije je fabrickim klavijaturama sa 76 dirki(6,5 oktava).Danas je moguce kupiti celu klavijaturu sa dirkama koje su izvadjene zbog prerade na dugmetaru ili kompletnu dugmetarsku preradu(bez midi plocice) zato sam i naveo da to nije u razmatranju.Za one koji poznaju problematiku mikrokontrolera to verovatno nije "svemirska" klavijatura a ja se nadam da cu iz ovoga mnogo nauciti.

Onda počni da se upoznaješ sa problematikom mikrokontrolera. počneš od "Blink LED (Hello World)" pa polako prema složenijim stvarima.
Mada mislim da bi bilo bolje da se zabavljaš sa problematikom "crvenih plekova", manje je naporna

Potpis

--
Make no mistake between my personality and my attitude.
My personality is who I am.
My attitude depends on who you are.

sto bre ljudi tako negativno prema kolegi koji se ne kratko bavi elektronikom pa bi da udje malo na ovu stranu, uzeo je relativno prost projekat na sebe (midi je obican seriski protokol)

ne kontam kakve veze sa bilo cim ima kolicina dirki, dal ih je 10 ili 200 nema absolutno nikakve razlike

no da se prebacimo u konstruktivni mod

moj savet je ST discovery F4 razvojna plocka (oko 12$ bese kosta?)

faza 1 - setovanje razvojnog sistema
* okaciti plocku na pc
* napraviti neki razvojni alat za rad (cocoox ili true studio ili neki open baziran na eklipsu...)
* istestirati najjedostavniji program - upaliti i ugasiti 4led na plocki, debagirati taj proces real time step by step debagerom

faza2 - komunikacija sa plocom
* spojiti plocu preko seriskog porta nazad na pc (neki ft232rl ili slicno da se usart sa razvojnog alata veze direkt na pc kako bi preko terminala pratili sta se desava na kontroleru)
* napisati jednostavan program koji na seriski port salje neku datu

faza3 - pocetak rada - skeniranje tastature
* spajanje tastature na mcu (ako je rec o 8*9 moze da se iskoristi 8 bita jednog porta za jednu stranu i jedan spi bus za kontrolu 74hc595 koji bi sluzili za skeniranje tastera, mozda je ovde jos bolje koristiti onaj bez latch-a? no ja volim latch :D ..
* slanje na seriski port "sta je procitano sa tastature", dakle sta je stisnuto a sta je otpusteno
* napraviti matricu u memoriji koja predstavlja stanje tastature kako bi se pravilno detektovali prelasci stanja

faza4 - slanje midi karaktera na 2 midi porta
* izgenerisati 2 midi porta na mcu-u (softwerski bitbang npr, ili mozda hw ako moze, ne secam se dal moze, sw moze sigurno)
* poslati random tonove na oba kanala

faza 5 - finalna
* iz faze 3 znamo sta se desava na tastaturi
* iz faze 4 znamo kako da posaljemo ton na midi izlaz
* odraditi "pamet" koja u odnosu na to sta je stisnuto generise sta treba na izlazu

faza6 - siljenje
* dodavanje lcd-a, lampica i ostalih kalakurcija koje sluze za finalnu upotrevljivost masine


e sad, svaka od ovih faza zahteva dosta rada za nekoga ko nije radio sa mcu, za pocetak nabavka stm32f4discovery plocke i setup osnovnog sistema za rad je ono gde mnogi vec odustanu (te zato ovakvi negativni komentari u startu, posto su mnogi vec mnogo puta probali da pomognu al su "ucenici" odustali pre prvog koraka).

umesto stm32f4discovery moze da se koristi i neka druga plocka, na primer nesto bazirano na nekom mnogo pinskom pic24f mada ja vise sa mchip kontrolerima necu da radim nove projekte nikad, to jeste opcija, to je ok 16bitna serija kontrolera pakovana hardwerom, mozda da se koristi neki xmega, ili neki pic32mx (npr UBW32 plocka je odlicna za rad), neki lcp ...

ja bi generalno isao sa nekim 32bitnim core m3 ili sa dva mcu-a, neki core m0 za obradu tastature, enkodera, lampica etc i neki core m3 koji bi radio pamet oko midija - pod uslovom da izlaz treba da bude "audio", u varijanti da izlaz treba da bude midi onda jedan cortex m3 ili cortex m4 vise nego zadovoljava zahteve .. (realno i mnogo mani mcu zadovoljava ali za pocetnika je mnoooogo bolje da ima prostora za rad nego da ga odma zatvore u 8 bita i par kb rama/roma)

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Izlaz treba da bude samo sa midi komandama bez "audio" signala.Midi komunikacija koliko sam ja uspeo da shvatim se zasniva na slanju tri byte od kojih prvi nosi informaciju o uključivanju note i midi kanalu na kome se šalju informacije


Uploaded with ImageShack.us
ili isključivanju note i midi kanalu


Uploaded with ImageShack.us
drugi i treći byte nose informaciju program (instrument) change (2 bytes),pitch bend (2-3 bytes),Control Change, ie pedal/footswitch (2-3 bytes),kojom jacinom da bude odsvirana nota...


Uploaded with ImageShack.us

da, midi signal je vrlo prost seriski signal. da li sprava treba da ima 2 midi izlaza ili na jednom midi izlazu treba da salje vise kanala ?
u bilo kom slucaju ja predlazem stm32vldiscovery ili stm32f4discovery plocku (ova prva je jednostavnija i cip je jeftiniji tako da mozda bolje ona), realno je za posao dovoljan 28 pinski pic24f ali kao pocetniku savetujem vise pinova (40 ili 64 ili vise) i veci mcu (vise rama, vise prostora) ... realno i neki pic18F bi radio posao ali to je bas mucenje, ako bi se radilo sa osmobitnim onda bi ipak za ovaj posao predlozio neki atmega (npr atmega644p)

sve one faze i dalje stoje, poceti naravno sa nabavkom opreme, www.st.com/stm32-discovery plocku sam ja recimo inicijalno kupio preko firme technodis ali mozes da dobavis i preko tagora, sprintela i vecine drugih maloprodaja (technodis zahteva placanje od strane firme, ostali imaju maloprodaju)

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Midi klavijatura bi trebala da ima 1 midi out i po njemu da šalje sve instrukcije.
Stm32vldiscovery naručen,rok isporuke 15 dana.

mozes odma da krenes da razmisljas o razvojnom alatu ...

najjednostavnija free verzija ti je: http://www.atollic.com/index.php/download/truestudio-for-arm

zahteva windoze, ima limite, ali radi

najbolji ide koji postoji je KEIL, ali kosta papreno ( http://www.keil.com/arm/mdk.asp )

mozes bez limita, free da napravis sam sebi okruzenje: na primer: http://www.yagarto.de/

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

I Keil isto ima MDK-Lite verzija limitirana na 32KB. Atollic TrueSTUDIO Lite je limitirana na 32KB (8KB on Cortex za M0).
Keil e stvarno dobar steta sto dosad nije imao code completion no od verzija 4.70 i to se promenilo :)
Release Notes for MDK-ARM Microcontroller Development Kit
Code Completion Keil

^
Ako nekog zanima, AtmelStudio je potpuno besplatan i fercera odlicno, bar u onoj mjeri u kojoj sam sam ga ja isprobavao. To nije bilo puno, ali nikad niucem nije zapeo.
Odavno nisam imao slucaj da nakon instalacije nekog IDE ucitam projekat, kliknem na Build i nakon par sekundi dobijem : "Build successful... Errors: 0... Warnings: 0...", kliknem na 'Debug' a ono "Device connected..." i sve radi :). Svaka im cast. Podrzano je sve: assembler, C, C++.
Jest da Atmel nema toliko varijanti cortexa kao npr. ST, ali ono sto ima je sasvim pristojno.

Jedini problemcic je sto Atmel nema tih jeftinih kitova poput ST-Discovery serije, ali J-Link educational verzija kosta 50€ (ista kao i 6 puta skuplja "regularna@ verzija, osim sto je moralnim spregama ogranicena na okolukucnu upotrebu, ako na nekog te sprege uopste djeluju), pa moze nesto da se iznabada na protoboard... A J-Link radi u Atmel Stuidiu 1/1 bez ikakvih dodatnih akrobacija (SAM-ICE je nista drugo nego rebrandirani J-Link u plavoj boji, kosta ~100€, ali mislim da je ogranicen samo na Atmel chipove, dok J-Link programira sve ARM-ove svih proizvodjaca...)

gde iskopa 4.7 ja imam neki 4.01

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Ja imam 4.53, ovoj 4.70 sam slucajno nasao nisam ga probao.
Ti si spomenao Atolic pa proverio sam tekovne verzije Atolic i Keil tako sam naisao na 4.70 :)
Evo LINK video prezentacija za Code Completion.

Samo ukratko ofo faze 3 koju je Bogdan spomenu, to sa skeniranjem tastature mozda izgleda prosto ali obicno ispadne drasticno slozenije.
Za "dugmetaru" ne znam, ali kod klasicnih klavijatura osim detekcije da je dirka/taster pritisnut postoji i funkcija merenje jacine pritiska, tkz dinamicka klavijatura. To je i mehanicki i programski zahtevno.
Verujem da sa ovim spomenutim MCU nece biti problema ali je veoma bitno vreme odziva, to mora da bude sto je moguce brze (sto manji "lag"), red manji od par mili sekundi, muzicarima je poznata ta problematika.
Sa tehnicke strane pitanje da li da se ide na shift-registe ili neko drugo resenje. Veoma je bitno da interna logika bezuslovno detektuje pritiskanje tastera ma koliko brzo muzicar pritisnuo dirku. Tek oko samih tastera je pitanje kako to resiti ...

Moj matori je to pravio svojevremeno sa PIC isto za dugmetaru nekom liku, znam da su se oko toga mlatili jako dugo ...

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator

zato ja rekoh arm a ne neki 12c508 ili 16f84 :D

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Eh sta je se nekada novaca zaradilo sa tim 12C508/509 playstation..palete i palete konzola..

Potpis

Ja sam iz BiH sporo "kontam"pa molim za razumijevanje!

video sam stotine kontrolera, nekim provaljivao operande, svasta sam propustio kroz sake - samo 2 kontrolera ocima ne mogu da vidim, 16F84 i 12C508

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Samo kratko oko "dinamicke klavijature":
Tu postoje dva, tri pojma: velocity, after touch i displacement il' tako nesto mrzi me sad da trazim kako se tacno zove ovaj treci.

Posto je tu najveci problem mehanika, treba videti kakva je ta klavijatura donor i ne izmisljati nista preko toga (verovatno ce u najboljem slucaju imati samo velocitu control - ono sa po dva tastera po tipki...) Slazem se da skeniranje mora da radi ko metak. Verovatno ce se trositi poseban MCU samo za to, ali o5 navise zavisi od toga da li je klavijatura "dinamicka" ili ne.

EDIT: Evo kako je to reseno na jednoj matoroj 'talijanskoj makini

Potpis

R Tape loading error, 0:1

nema potrebe toliko komplikovati semu, to je iz vremena vrlo spore digitalije, danas 74ahc595 na 25C na 3.3V radi na 120MHz, ako oces -40 do +80C moras da se zadovoljis sa 60MHz ... obzirom da je brzina periferije na arm-u realno limitirana na 50MHz mozemo uzeti to za brzinu na kojoj se skenira tastura... adkle tih 100 tastera sa po 2 prekidaca, to je 200 prekidaca to znaci da ce svaki taster biti ocitan 300000 puta u sekundi ako citamo jedan po jedan, a citacemo 8 po 8 sto znaci 2.4 miliona puta u sekundi !!!

ja sam inicijalno rekao coveku da bi ja radio to sa dva mcu-a, jedan za skeniranje tastature (neki cm0) i sa glavnim koji bi radio sve ostalo, ali obzirom da ovaj glavni realno nece raditi nista onda nema potrebe, sve sto glavni mcu treba da uradi je da posalje seriski par karaktera na midi port i to je to, nema "generisanja tona" sto je neka matematika .. tako da jedan mcu treba da zavrsava sve bez problema .. jedan spi port da kontrolise shiftere, jedan 8bitni data port da cita bus sa tastature i vozi misko

Potpis

arhimed
http://www.mysql.rs/ | http://elco.crsndoo.com/

Treba probati i pogledati neka gotova DIY resenja. Izgleda prosto ali sigurno ce tu nesto da pravi problem posebno kod dinamicke tastature. Takodje sto @yugaja kaze, vrlo je bitno kakva je "donor" tastatura. Nisu to klasicni prekidaci (mikro prekidaci), obicno se stavljaju oni gumeno-grafitni tasteri koji kao sto znamo menjaju otpor a to je kljucna stvar jer muzicar moze pritusniti dirku ali posle jacinom pritiska odreduje jacinu tona i bez pustanja dirke! Da li to moze tek tako da se detektuje za digitalnim kolima? Pre ce biti da se tu ide na varijantu sa multipleksiranim A/D (koliko se secam po MIDI standardu ima 128 nivoa jacine). Dalje, brzina scana, to sa par MHz ce biti vrlo nezgodno, ne zaboravite da je ta klavijatura (dugmetara) bar duzine pola metra, klasicna i preko metar, idealno kao antena ... vrlo nezgodna problematika kada se sve to uzme u obzir ...

Potpis

Site about Software Defined Radio – SDR
http://yu3ma.net/
https://github.com/yu3ma
On-line LM317 kalkulator