Arduino Soundlab: 3 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Thật không thể tin được rằng một loạt các âm thanh tuyệt vời có thể được tạo ra bằng kỹ thuật tổng hợp FM, ngay cả khi sử dụng Arduino đơn thuần. Trong một hướng dẫn trước đây, điều này đã được minh họa bằng một bộ tổng hợp có 12 âm thanh được lập trình sẵn, nhưng một người xem cho rằng sẽ tuyệt hơn nhiều nếu có toàn quyền kiểm soát các thông số âm thanh bằng chiết áp, và đúng như vậy!

Trong phòng thí nghiệm âm thanh này, các âm có thể được kiểm soát bởi 8 tham số: 4 cho độ lớn âm lượng và 4 cho điều chế tần số xác định kết cấu.

Việc bổ sung 8 chiết áp đã không phải trả giá bằng số lượng phím: ba bộ 8 phím lần lượt được đọc ra vài micro giây, với tổng số 24 phím, tương ứng với hai quãng tám đầy đủ. Trên thực tế, hai chân Arduino không được sử dụng và có thể mở rộng thành 40 khóa.

Hãy xem video để biết cách tạo ra âm thanh hoang dã, đây là tổng quan ngắn gọn:

* A = attack: thời gian để một âm báo đạt độ to tối đa (khoảng 8ms-2s)

* D = giảm dần: thời gian để một âm giảm xuống mức âm lượng ổn định (khoảng 8ms-2s)

* S = duy trì: mức độ ồn ổn định (phạm vi 0-100%)

* R = nhả: thời gian để âm báo tắt (phạm vi 8ms-2s)

* f_m: tỷ lệ giữa tần số điều chế với tần số sóng mang (dải 0,06-16) các giá trị dưới 1 dẫn đến âm bội, giá trị cao hơn trong âm bội

* beta1: biên độ của điều chế FM ở đầu nốt nhạc (phạm vi 0,06-16) giá trị nhỏ dẫn đến các biến thể nhỏ của kết cấu âm thanh. giá trị lớn dẫn đến âm thanh điên rồ

* beta2: biên độ của điều chế FM ở cuối nốt (phạm vi 0,06-16) Cho beta2 một giá trị khác với beta1 để làm cho kết cấu âm thanh phát triển theo thời gian.

* tau: tốc độ mà biên độ FM phát triển từ beta1 đến beta 2 (phạm vi 8ms-2s) Các giá trị nhỏ cho một tiếng nổ ngắn ở đầu nốt, các giá trị lớn sẽ kéo dài và chậm.

Bước 1: Thi công

Rõ ràng, đây vẫn là một nguyên mẫu, tôi hy vọng một ngày nào đó tôi hoặc ai đó sẽ chế tạo chiếc đồng hồ này lớn và mạnh mẽ và đẹp mắt với các phím lớn và mặt số thực cho chiết áp trong một vỏ bọc tuyệt vời….

Các thành phần cần thiết:

1 Arduino Nano (Nó sẽ không hoạt động với Uno, chỉ có 6 đầu vào tương tự)

24 nút nhấn

8 chiết áp, trong phạm vi 1kOhm - 100kOhm

1 chiết áp 10kOhm để điều khiển âm lượng

1 tụ điện - 10microfarad điện cực

1 giắc cắm tai nghe 3,5 mm

1 chip khuếch đại âm thanh LM386

2 tụ điện 1000microfarad

1 tụ điện 1microfarad gốm

1 công tắc nhỏ

1 loa 8Ohm 2Watt

1 bảng nguyên mẫu 10x15cm

Đảm bảo rằng bạn hiểu các sơ đồ đính kèm. 24 nút được kết nối thành 3 nhóm 8 nút, được đọc ra ở D0-D7 và được kích hoạt trên D8, D10 và D11. Các bình có + 5V và nối đất ở các vòi cuối và các vòi trung tâm được cấp cho các đầu vào tương tự A0-A7. D9 có đầu ra âm thanh và được ghép nối AC với chiết áp 10kOhm để điều khiển âm lượng. Âm thanh có thể được nghe trực tiếp bằng tai nghe hoặc được khuếch đại bằng chip khuếch đại âm thanh LM386.

Tất cả đều vừa vặn trên bảng nguyên mẫu 10x15cm, nhưng các nút quá gần để chơi tốt, vì vậy tốt hơn là bạn nên xây dựng một bàn phím lớn hơn.

Mạch có thể được cấp nguồn thông qua kết nối USB trên Arduino Nano hoặc với nguồn điện 5V bên ngoài. Hộp pin 2xAA kèm theo bộ chuyển đổi từng bước là một giải pháp cấp nguồn hoàn hảo.

Bước 2: Phần mềm

Tải bản phác thảo đính kèm lên Arduino Nano và tất cả đều hoạt động.

Mã đơn giản và dễ sửa đổi, không có mã máy và không có ngắt, nhưng có một số tương tác trực tiếp với các thanh ghi, để tương tác với bộ đếm thời gian, để tăng tốc độ đọc nút và kiểm soát hành vi của ADC cho chỉ số chiết áp

Bước 3: Cải tiến trong tương lai

Ý tưởng từ cộng đồng luôn được hoan nghênh!

Tôi thấy phiền nhất là các nút: chúng rất nhỏ và bấm mạnh khi ấn vào. Sẽ thực sự tuyệt vời nếu có các nút lớn hơn, thoải mái hơn khi ấn. Ngoài ra, các nút nhạy cảm với lực hoặc tốc độ sẽ cho phép điều khiển độ lớn của các nốt. Có thể các nút bấm 3 chiều hoặc các nút cảm ứng có thể hoạt động?

Những điều thú vị khác sẽ là lưu trữ cài đặt âm thanh trong EEPROM, Lưu trữ các giai điệu ngắn trong EEPROM cũng sẽ cho phép tạo ra nhiều bản nhạc thú vị hơn. Cuối cùng, những âm thanh phức tạp hơn có thể được tạo ra, nếu ai đó biết cách tạo ra âm thanh bộ gõ một cách hiệu quả về mặt tính toán, điều đó thật tuyệt vời…