Передача midi данных от arduino в компьютер

USB MIDI-контроллер на Arduino

В очередной раз играя на гитаре и управляя звуком через Peavey ReValver и прочие Amplitube, задумался о приобретении MIDI-контроллера. Фирменные устройства, вроде Guitar Rig Kontrol 3, стоят около 13 000 рублей, и обладают только напольным исполнением. То есть оперативно менять положения нескольких регуляторов весьма проблематично.

Различные контроллеры DJ направленности выглядели интереснее за счет обилия фейдеров и энкодеров. Решено было совместить приятное с полезным и сделать MIDI-контроллер самому. Начальные требования: 2-7 фейдеров, столько же роторных потенциометров/энкодеров, около 10 кнопок, подключение по USB. Далее стал выбирать компоненты.

Arduino выбрал по причине наличия, в принципе можно использовать ту же ATmega32u4, STM, либо другой контроллер. Фейдеры и кнопки нашел в местном радиомагазине. Энкодер и потенциометры уже были когда-то куплены. Тумблеры нашел в гараже. Корпус решил изготовить из верхней крышки DVD плеера. Комплектующие:

Arduino UNO R3 1 шт.
Фейдеры сп3-25а 5 шт.
Рот. потенциометры 3 шт.
Энкодер 1 шт.
Кнопки pbs-26b 16 шт.
Крышка от DVD 1 шт.
Тумблеры 2шт.

Сначала согнул корпус и пропилил в нем бормашиной отверстия под фейдеры:Затем просверлил отверстия для тумблеров и рот. потенциометров, разметил положение кнопок.

Так как сверла на 19 (да и соответствующего патрона для дрели) у меня не было, то отверстия для кнопок сверлил на 13, а затем увеличивал разверткой.

Основа готова, теперь можно думать, как подключать все это добро к Arduino. Во время изучения данного вопроса наткнулся на замечательный проект HIDUINO.

Это прошивка для ATmega16u2 на борту Arduino, благодаря которой устройство определяется как USB-HID MIDI device. Нам остаётся только отправлять данные MIDI по UART со скоростью 31250 бод. Чтобы не захламлять исходники дефайнами с кодами MIDI событий, я воспользовался этой библиотекой.

Так как я использовал Arduino, то решил сделать шилд, к которому уже и будут подключаться вся периферия. Схема шилда:Как видно из схемы кнопки подключил по матричной схеме. Задействованы встроенные подтягивающие резисторы ATmega328, поэтому логика инверсная.

Инициализация кнопок for(byte i = 0; i

1 digitalWrite(colPins[i], HIGH); } for(byte i = 0; i Считывание значений for(byte i = 0; i Забыл разместить на печатке диоды, пришлось подпаивать к кнопкам. Потенциометры подключены через мультиплексор 4052b к вводам АЦП.Считывание положений потенциометров for(byte chn = 0; chn 5) //–Если текущее значение отл. от прошлого { //–больше чем на 5, то посылаем новое значение MIDI.sendControlChange(chn,val,1); PrVal[chn]=val; } val=analogRead(1) / 8; //–Считываем значение с канала Y аналогично X if (abs(val-PrVal[chn+4]) > 5) { MIDI.sendControlChange(chn+4,val,1); PrVal[chn+4]=val; } }
Энкодер повесил на аппаратное прерывание.Считывание энкодераvoid enc() // Обработка энкодера
{ currenttime=millis(); if (abs(ltime-currenttime)>50) // антидребезг { b=digitalRead(4); if (b == HIGH && eval=5) eval=eval-5; MIDI.sendControlChange(9,eval,1); ltime = millis(); } }

Печатную плату развёл в Sprint layout, Затем изготовил старым добрым ЛУТ'ом с использованием самоклеющейся плёнки и хлорного железа. Качество пайки страдает от ужасного припоя. Готовый шилд:

Для заливки прошивки в ATmega32u4 я кратковременно замыкал 2 пина ICSP, затем использовал Flip. В дальнейшем подключил к этим пинам кнопку.

Прошивка работает, осталось прикрутить стенки и лицевую панель. Так как я размечал все по месту, то на рисование панели времени ушло больше, чем на всё остальное. Выглядело это так:

1. В качестве фона картинки выставлялась миллиметровка
2. Размечались отверстия
3. Полученное выводилось на печать
4. Вырезались все отверстия
5. Откручивались и снимались все элементы
6. Устанавливалась панель, устанавливались на места все кнопки/потенциометры
7. Отмечались несоответствия шаблона и корпуса
8. Переход к пункту 2, пока все отверстия не совпадут

Панель изготовлена из миллиметрового ПЭТ, покрытого плёнкой с принтом и ламинированием, отверстия вырезались лазером по cdr файлу. У иркутских рекламщиков все это обошлось мне всего в 240 рублей.Боковые стенки выпилил из фанеры.

Вид устройства на текущий момент:

Стоимость комплектующих:

Arduino UNO R3 320 р.
Фейдеры сп3-25а 5х9=45 р.
Рот. потенциометры + ручки 85 р.
Энкодер 15 р.
Кнопки pbs-26b 16х19=304 р.
Панель 240 р.
Мультиплексор 16 р.
Фанера, текстолит, тумблера, корпус от DVD — в моём случае бесплатно.

Итого: 1025 руб. Контроллер справляется с возложенными на него задачами и рулит звуком практически в любой программе аудио обработки. В планах покрыть фанеру морилкой и вырезать из оргстекла нижнюю крышку. Так же добавить порт расширения для подключения напольного контроллера.

Код для Arduino и печатка на гитхабе: https://github.com/vlr-baik/MyMidi

Материалы по теме

Источник: https://habr.com/post/257717/

Arduino и midi интерфейс

ПодробностиКатегория: ArduinoОпубликовано 29.11.2013 14:41Автор: AdminПросмотров: 8336

Midi – представляет собой специальный интерфейс, придуманный для обмена данными между музыкальными инструментами.

В данном проекте мы будем подружим плату Arduino и midi интерфейс и будем передавать midi данные при помощи Arduino и обрабатывать данные на компьютере. Подключение Arduino к компьютеру мы будем осуществлять через mid-USB переходник.

А обрабатывать данные через известную многим музыкантам программу FL studio.

Для начала давайте подключим Arduino к midi кабелю. Внешний вид midi-USB кабеля представлен на рисунке ниже. На данном кабеле есть 2 специальных разъема. Одни предназначен для ввода данных в компьютер а другой соответсвенно для вывода. Для подключения нам понадобиться всехо лишь один резистор номиналом в 2.2 кОм.

Внешний вид midi-USB кабеля

На переходнике имеются 2 индикатора для отображения процесса переданных или полученных данных. Если все подключенно и настроенно правильно то они будут моргать в такт передаваемым midi-данным.

Схема подключения Arduino к midi-USB кабелю

Для соединения используются 3 провода, один это собсвенно сами midi-данные, а другие это питание с Arduino. Плюсовой вывод подсоединяется через ограничивающий резистор.

Не совсем понимаю зачем подводить напряжение, у меня к примеру работало все на одном проводе с данными.

Провода с питанием скорее всего необходимы для подавления помех которые могут быть наведены в проводе с midi-данными.

Настройка программы FL studio для работы с внешними midi-данными

Для настройки программы необходимо зайти в настройки самой программы, выбрать вкладку midi и нажать кнопку сканировать midi устройства (Rescan MIDI devices). подключенный шнур должен сразу определиться.

Код программы на Arduino передающий midi-данные

void setup() { Serial.begin(31250); } void loop() { for (int note = 0x1E; note

write(pitch); Serial.write(velocity); }

Первым делом необходимо настроить скорость передачи последовательного порта в методе setup().

Передача данных осуществляется через метод noteOn(), в теле которого при помощи метода write() поочередно записываються 3 байта информации.

После записи данной программы на Arduino и подключения midi-USB переходника, на нем сразу же должна заморгать лампочка INPUT, что говорит о том что все идет как надо и данные передаются. А в программе FL stuido должен сразу появиться звук. Ни каких настроек кроме сказанных выше делать не нужно.

Таким образом при помощи Arduino можно получать данные с внешнего мира и преобразовавать их в цвуковые.

Источник: http://www.radio-magic.ru/arduino-projects/125-arduino-midi

USB MIDI-контроллер на Arduino

Начальные требования: 2-7 фейдеров, столько же роторных потенциометров/энкодеров, около 10 кнопок, подключение по USB.

Далее стал выбирать компоненты. Arduino выбрал по причине наличия, в принципе можно использовать ту же ATmega32u4, STM, либо другой контроллер. Фейдеры и кнопки нашел в местном радиомагазине. Энкодер и потенциометры уже были когда-то куплены. Тумблеры нашел в гараже. Корпус решил изготовить из верхней крышки DVD плеера.

Комплектующие:

Arduino UNO R3 1 шт.
Фейдеры сп3-25а 5 шт.
Рот. потенциометры 3 шт.
Энкодер 1 шт.
Кнопки pbs-26b 16 шт.
Крышка от DVD 1 шт.
Тумблеры 2шт.

Сначала согнул корпус и пропилил в нем бормашиной отверстия под фейдеры:

Затем просверлил отверстия для тумблеров и рот. потенциометров, разметил положение кнопок. Так как сверла на 19 (да и соответствующего патрона для дрели) у меня не было, то отверстия для кнопок сверлил на 13, а затем увеличивал разверткой.

Чтобы не захламлять исходники дефайнами с кодами MIDI событий, я воспользовался этой библиотекой.

Так как я использовал Arduino, то решил сделать шилд, к которому уже и будут подключаться вся периферия.
Схема шилда:

Как видно из схемы кнопки подключил по матричной схеме. Задействованы встроенные подтягивающие резисторы ATmega328, поэтому логика инверсная.

Инициализация кнопок for(byte i = 0; i Считывание значений for(byte i = 0; i

Забыл разместить на печатке диоды, пришлось подпаивать к кнопкам.

Потенциометры подключены через мультиплексор 4052b к вводам АЦП.

Считывание положений потенциометров for(byte chn = 0; chn 5) //–Если текущее значение отл. от прошлого { //–больше чем на 5, то посылаем новое значение MIDI.sendControlChange(chn,val,1); PrVal[chn]=val; } val=analogRead(1) / 8; //–Считываем значение с канала Y аналогично X if (abs(val-PrVal[chn+4]) > 5) { MIDI.sendControlChange(chn+4,val,1); PrVal[chn+4]=val; } }

Энкодер повесил на аппаратное прерывание.

void enc() // Обработка энкодера { currenttime=millis(); if (abs(ltime-currenttime)>50) // антидребезг { b=digitalRead(4); if (b == HIGH && eval=5) eval=eval-5; MIDI.sendControlChange(9,eval,1); ltime = millis(); } }

Печатную плату развёл в Sprint layout, Затем изготовил старым добрым ЛУТ’ом с использованием самоклеющейся плёнки и хлорного железа. Качество пайки страдает от ужасного припоя.

Готовый шилд:

1. В качестве фона картинки выставлялась миллиметровка
2. Размечались отверстия
3. Полученное выводилось на печать
4. Вырезались все отверстия
5. Откучивались и снимались все элементы
6. Устанавливалась панель, устанавливались на места все кнопки/потенциометры
7. Отмечались несоответствия шаблона и корпуса
8. Переход к пункту 2, пока все отверстия не совпадут

Боковые стенки выпилил из фанеры.

Вид устройства на текущий момент:

Стоимость комплектующих:

Arduino UNO R3 320 р.
Фейдеры сп3-25а 5х9=45 р.
Рот. потенциометры + ручки 85 р.
Энкодер 15 р.
Кнопки pbs-26b 16х19=304 р.
Панель 240 р.
Мультиплексор 16 р.
Фанера, текстолит, тумблера, корпус от DVD — в моём случае бесплатно.

Итого: 1025 руб.

Контроллер справляется с возложенными на него задачами и рулит звуком практически в любой программе аудио обработки.

В планах покрыть фанеру морилкой и вырезать из оргстекла нижнюю крышку. Так же добавить порт расширения для подключения напольного контроллера.

Код для Arduino и печатка на гитхабе: https://github.com/vlr-baik/MyMidi

Материалы по теме

ссылка на оригинал статьи http://habrahabr.ru/post/257717/

Источник: http://savepearlharbor.com/?p=256999

USB MIDI контроллер на Arduino

Большинство статей в интернете по изготовлению MIDI клавиатур, контроллеров, пультов и т.п. основываются на использовании MIDI-разъемов, подключение которых к современному компьютеру может оказаться проблематично. На старых звуковых картах был Game-порт, к которому можно было подключить джойстик или MIDI-устройство:

Однако, все новые материнские платы идут с встроенным звуковым контроллером, да и на звуковых картах зачастую отсутствует возможность подключения MIDI-устройств.
Остается либо покупать современную MIDI-клавиатуру, ди-джейский пульт и т.п.

с USB выходом подключения к компьютеру, либо покупать/паять переходник, или же покупать специальную звуковую карту с возможностью подключения MIDI-устройств.

Купить конечно не проблема, но мы же на этом сайте не для этого собрались, верно?

В данной статье я хочу показать, как можно на недорогом контроллере Arduino изготовить простейшую MIDI-клавиатуру с USB-подключением на 8 клавиш и колесом прокрутки.

Итак, я использовал: контроллер Arduino UNO 8 шт. кнопок 8 резисторов 10 кОм поворотный энкодер 25LB22-Q

макетная плата и перемычки

Схема подключения следующая:

Для подключения я использовал самый простейший вариант: 1 клавиша – 1 вход. Однако при большем числе клавиш, различных контролеров и т.п.

входов может не хватить, поэтому придётся задействовать считывание данных либо через аналоговые входы (путем добавления резисторов разного номинала), либо путем мультиплексирования.

Однако, если повесить несколько клавиш на аналоговый вход, то могут возникнуть проблемы со считыванием состояния, когда нажаты одновременно несколько клавиш. Поэтому, на мой взгляд мультиплексирование более приемлемый вариант.

Программное обеспечение Arduino

Структуру MIDI-данных я не буду рассматривать, т.к. это описано в статье: передача MIDI данных от Arduino в компьютер

Энкодер подключен к входам аппаратного прерывания, описание работы с ним я рассматривать не буду, т.к. программа проста и взята с официального сайта Arduino.

В данном проекте энкодер используется как колесо прокрутки для изменения модуляции (modulation wheel), однако его можно переназначить и для других целей (pitch bend и т.п.).

MIDI-данные от энкодера, с Arduino посылаются следующей строкой:
noteOn(0xB0, 0x01, encoder0Pos); где 0xB0 – сообщение контроллера (control change) 0x01 – код контроллера (в нашем случае Modulation) encoder0Pos – значение контроллера (в нашем случае 0-127).

Меняя коды контроллера вы можете использовать колесо прокрутки (энкодер) для самых разных контроллеров.

Отдельно стоит упомянуть Pitch Bend. Из спецификации MIDI следует, что необходимо послать сообщение из трех байт: 0xE0 (код Pitch Bend), MSB (старший байт), LSB (младший байт).

Два крайних байта хранят 14-битное значение pitch которое может лежать в пределах 0…16383 (0x3FFF).

Середина находится 0x2000, все что выше этого значения – происходить изменение высоты тона вверх, если ниже, то высота тона изменяется вниз.

В коде программы я закомментировал строчки если вы вдруг вместо modulation захотите использовать Pitch Bend (середина значения, разложение на 2 байта и др.)

Код определения нажатия клавиши включает в себя три состояния: клавиша нажата, клавиша удерживается и клавиша отпущена. Сделано это для того, чтобы можно было передавать значение длительности нажатия клавиши.

Если это не нужно, то можно оставить только одно состояние (нажатие клавиши), программа в данном случае существенно упростится.

Для обработки состояния каждой из восьми клавиш, используется следующий код:

if (buttonState_C == HIGH && note_C_send_on == false) // Нажатие клавиши { noteOn(0x90, note_C, 0x7F); note_C_send_on = true; // Команда Note On послана note_C_send_off = false; // Команда Note Off не послана } else if (buttonState_C == HIGH && note_C_send_on == true) // Если клавиша удерживается { noteOn(0x00, note_C, 0x7F); note_C_send_on = true; note_C_send_off = false; } else if (buttonState_C == LOW && note_C_send_off == false) // Если клавишу отпустили { noteOn(0x90, note_C, 0x00); note_C_send_on = false; note_C_send_off = true; encoder0Pos = 0; // Возвращаем позицию колеса в ноль } ……. ……. ……. // Функция посылки MIDI-сообщения в последовательный порт void noteOn(int cmd, int pitch, int velocity) { Serial.write(cmd); Serial.write(pitch); Serial.write(velocity); delay(20); }

Обратите внимание, что если будет использоваться pitch bend, то encoder0Pos нужно будет возвращать не в ноль, а в 0x2000 (а лучше задать define в начале программы).

Итак, схема собрана, скетч в контроллер залит, запускаем Serial Monitor, меняем скорость передачи на 115200 и нажимая клавиши или крутя энкодер смотрим значения.
Если все нормально, то переходим к следующей части. Сразу скажу, что для меня она оказалось самой проблемной, и если бы я не нашел виртуального USB -> Midi конвертора, то этой статьи не было бы.

Программное обеспечение ПК (Windows)

Для того, чтобы принимать данные через USB виртуальный COM-порт от Arduino и передавать их в какую-либо программу MIDI-секвенсор, необходима специальная утилита: Serial MIDI Converter V2D (оф. сайт)

Программа мультиплатформенная, у меня заработала под Windows 7 x64, правда с некоторыми тормозами.

Запускаем ее, выбираем порт USB, скорость передачи (115200) и MIDI Input Port и MIDI Output Port.

Теперь, все те MIDI-данные, которые поступают на USB виртуальный СОМ-порт 12 перенаправляются на порт MIDI Yoke 6 (для создания виртуальных MIDI портов я воспользовался программой MIDI Yoke).

Можно перенаправить их на Microsoft GS Wavetable Synth и др. порты.
Программа постоянно должна быть включенной.

При нажатии клавиш или повороте ручки энкодера, внизу должен мигать индикатор Serial RX.

Для визуального отображения поступающих MIDI данных с порта мне очень пригодилась программа MIDI-OX (оф. сайт):

Обратите внимание, что в настройках MIDI Devices необходимо выставить порт MIDI Input.

Теперь, нажимая клавиши нот или вращая колесо, в Monitor-Output вы увидите MIDI-данные.

Т.о. при помощи программно-аппаратных средств мы получили возможность сделать на контроллере Arduino простейшую MIDI-клавиатуру с передачей данных в компьютер, для последующей их обработки, например в Cubase, в. т.ч. в реальном времени.
На основе данного проекта можно сделать DJ-пульт, полноценную MIDI-клавиатуру и т.п.

Ниже вы можете скачать скетч INO, Serial MIDI Converter V2D, MIDI-OX и MIDI Yoke

Прикрепленные файлы:

MIDI_Buttons.rar (1206 Кб)

Источник: http://cxem.gq/arduino/arduino29.php

Передача данных в Excel из arduino

Сегодняшняя статья будет небольшим продолжением старой наработки – термометра, который измеряет температуру в помещении и на улице. На примере температуры я хочу показать, как можно выводить данные не только на индикаторах и дисплеях, но и на мониторе компьютера. Чтобы вывод данных был интересней, можно построить график или диаграмму.

Как передавать данные из arduino на компьютер

В среде разработки arduino ide уже есть готовый интерфейс, для приема данных с микроконтроллера – монитор порта. Чтобы передать данные с МК достаточно просто вывести информацию с помощью набора функций Serial. Они служат для передачи данных через порты ввода/вывода RX и TX или USB.

Подобно монитору порта из среды arduino ide, получать данные можно и с помощью своих десктопных программ или скриптов, которые будут читать данные с com-портов.
Но в этой статье мы не будем писать обработку портов, а воспользуемся уже готовым макросом для excel – PLX DAQ, который умеет считывать данные с порта и выводить их в ячейки таблицы.

Скачать дополнение можно тут: скачать. А почитать подробнее о макросе можно тут: ссылка.

Настройка PLX DAQ для excel

После установки дополнения PLX DAQ, на рабочем столе появится ярлык «PLX-DAQ Spreadsheet». Нужно его запустить, тогда откроется лист excel с уже запущенным макросом.

Для связи с arduino достаточно указать, какой нужно слушать com-порт, и на какой скорости происходит передача данных. Скорость передачи должна соответствовать той, что указана в arduino: Serial.

begin(9600);
После настройки порта и скорости передачи данных нужно нажать кнопку «connect» и сразу же начнется получение и вывод данных из arduino. Пример работы можно посмотреть на скриншоте ниже.

Что использовалось в проекте:

Arduino (я использовал arduino uno, но можно любую другую). Покупал тут: arduino uno

Тестовый скетч для передачи данных в Excel из arduino

Ниже приведен скетч с подробными комментариями, а также его можно скачать себе на компьютер: скачать.

int row_excel = 0; // количество строк int test = 123; // тестовая переменная, которая будет передана excel int test_2 = 456; // вторая тестовая переменная, которая будет передана excel void setup(){ Serial.begin(9600); // скорость передачи данных Serial.println(“CLEARDATA”); // очистка листа excel Serial.println(“LABEL,Time,Test 1, Test 2, Num Rows”); // заголовки столбцов } void loop(){ row_excel++; // номер строки + 1 Serial.print(“DATA,TIME,”); // запись в excel текущей даты и времени Serial.print(test); Serial.print(“,”); Serial.print(test_2); Serial.print(“,”); Serial.println(row_excel); // если строк больше 50, то начинаем заполнять строки по новой if (row_excel > 50){ row_excel = 0; Serial.println(“ROW,SET,2”); } delay(1000); // задержка }

Послесловие

И в заключение приведу короткий ролик, который показывает, как в экселе выводятся данные, полученные от термометра. И на их основе строится график с двумя переменными – для комнатной и уличной температуры:

Источник: https://vk-book.ru/peredacha-dannyx-v-excel-iz-arduino/