如何制作MIDI控制的LED 3D結(jié)構(gòu)

步驟1：材料

基本上，該項(xiàng)目包括兩個(gè)部分：部件：MIDI接收電路和LED結(jié)構(gòu)；還有一個(gè)微控制器來(lái)鏈接這些部分，并將來(lái)自DAW的MIDI信號(hào)“轉(zhuǎn)換”到LED燈帶。這是每個(gè)部分所需材料的列表。

MIDI接收電路：

1 x 6N138光電耦合器

1 x 1N914二極管

1 x 5針Din插孔（MIDI插孔）

2 x 220歐姆電阻

1 x 4.7K歐姆電阻

1個(gè)USB/MIDI插孔

LED結(jié)構(gòu)：

我使用了基于WS2812B LED的RGB LED燈條，這些燈條只能通過(guò)1個(gè)數(shù)字端口進(jìn)行控制。如果計(jì)劃使用大量LED，則可能需要考慮所需的最大電流（1個(gè)LED最多可消耗60mA電流）。如果微控制器無(wú)法處理該最大值，則將需要另一個(gè)可以提供足夠電流的5V電源。我使用了帶有專(zhuān)用輸出適配器和開(kāi)關(guān)的5V-8A AC/DC適配器。

注意：似乎您可以使用計(jì)算機(jī)電源，因?yàn)樗鼈兡軌蛱峁┮粋€(gè)非常大的電流，但是您必須確保它能夠提供穩(wěn)定的5V DC電壓，可能是通過(guò)在地面（黑色）和5V輸出（紅色）之間使用36歐姆5瓦功率電阻來(lái)確保有足夠的電流

最后，我使用了一個(gè)帶螺絲屏蔽的簡(jiǎn)單Arduino Uno在MIDI信號(hào)和LED燈條之間建立鏈接。

第2步：構(gòu)建MIDI輸入電路

如果您對(duì)MIDI協(xié)議及其工作原理感興趣，我強(qiáng)烈建議您查看Notes and Volts YouTube頻道，那里有許多有趣且創(chuàng)新的教程和MIDI Arduino項(xiàng)目。

在這一部分中，我將僅關(guān)注MIDI輸入電路。最好在原型板上構(gòu)建原型，并在焊接組件之前檢查微控制器是否很好地接收到來(lái)自DAW的MIDI信號(hào)。

以下兩個(gè)視頻介紹了如何構(gòu)建和測(cè)試電路：

構(gòu)建電路

測(cè)試電路

最后，檢查此視頻以了解CC消息以及微控制器如何解釋自動(dòng)剪輯以控制LED亮度也是一個(gè)好主意。

步驟3：配置FL Studio（可選）

使用FL Studio感到很舒服，我將說(shuō)明如何正確配置其MIDI接口，但是我很確定如果您使用其他的數(shù)字音頻工作站，則此過(guò)程不會(huì)有太大不同。

首先只需將USB/MIDI插孔插入計(jì)算機(jī)即可。通常，此類(lèi)設(shè)備帶有嵌入式固件，即使它們不受干擾也可以識(shí)別為MIDI設(shè)備。然后打開(kāi)“設(shè)置”窗口（按F10鍵）。如果一切正常，您會(huì)在輸出部分注意到一些輸出MIDI設(shè)備。選擇您的設(shè)備并確保其已打開(kāi)。

然后，您必須定義端口號(hào)并記住它（例如0）。只需關(guān)閉此窗口（參數(shù)將自動(dòng)保存），然后添加一個(gè)新通道：MIDI Out。

然后，您要做的最后一件事就是定義該新通道的端口：確保選擇與您在“設(shè)置”部分中定義的端口號(hào)相同 ：通過(guò)這樣做，來(lái)自您的通道的MIDI信息現(xiàn)在已鏈接到MIDI輸出。

現(xiàn)在，當(dāng)通過(guò)MIDI Out通道播放音符時(shí)，將通過(guò)MIDI接口發(fā)送“ NoteOn”消息。以同樣的方式，釋放音符時(shí)將發(fā)送“ NoteOff”消息。

MIDI輸出通道附帶的另一個(gè)有趣的功能是可以用電位計(jì)控制不同的參數(shù)。右鍵單擊它們之一，然后選擇“配置。..”，可以使它們發(fā)送CCMessages（值從0到127），該消息將用于控制LED的亮度：選擇CC，然后接受。

通常，F(xiàn)L Studio現(xiàn)在可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到MIDI接口了！接下來(lái)是編寫(xiě)代碼以在Arduino中閃存并使其適應(yīng)您的LED結(jié)構(gòu)。

步驟4：連接LED

連接LED燈條非常簡(jiǎn)單，因?yàn)樗鼈儍H需要+ 5V，GND和數(shù)據(jù)。但是，當(dāng)我計(jì)劃連接20多個(gè)時(shí)，我決定使用幾個(gè)Arduino PWM引腳并聲明Adafruit_NeoPixel的幾個(gè)實(shí)例（在coe中），以避免任何意外的延遲。

所附圖像還打算說(shuō)明電子設(shè)備的工作原理：

LED燈條直接由電源供電。

使用電源開(kāi)關(guān)為Arduino供電

打開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，Arduino會(huì)為MIDI輸入電路供電

第5步：設(shè)計(jì)3D結(jié)構(gòu)

到目前為止，這部分是最長(zhǎng)的部分我對(duì)3D打?。ê徒＃┩耆吧?。我想設(shè)計(jì)一個(gè)看起來(lái)像是爆炸半截二十面體的結(jié)構(gòu)（是的，我花了一些時(shí)間來(lái)找到形狀的確切名稱(chēng)）。

當(dāng)然，您可以自由設(shè)計(jì)自己的模型想要的形狀！我不會(huì)詳細(xì)介紹建模過(guò)程，但是如果您要設(shè)計(jì)這種結(jié)構(gòu)，您會(huì)找到STL文件。

組裝不同零件需要花費(fèi)一些時(shí)間，因?yàn)槲冶仨氃诿總€(gè)面上分別放置一個(gè)LED，并且通過(guò)在內(nèi)核中焊接大量目前非?；靵y的導(dǎo)線(xiàn)來(lái)連接所有引腳！

注意：如果要設(shè)計(jì)這樣的結(jié)構(gòu)，則需要10個(gè)六角形零件（每次使用大約3個(gè)小時(shí)）一臺(tái)PP3DP UP微型打印機(jī)）和6個(gè)五邊形部件（2小時(shí)）。

一旦每個(gè)部件中只有一個(gè)LED，則必須將每個(gè)5V和GND端子連接在一起，并對(duì)多個(gè)輸入和輸出端子進(jìn)行接線(xiàn)每個(gè)LED的連接方式。

最后，我使用LED擴(kuò)散丙烯酸材料覆蓋每個(gè)表面，并使它們始終如一地發(fā)光。

在此之后剩下的就是代碼，它顯示的并不是那么復(fù)雜！/p》

第6步：代碼

正如我在上一部分中提到的那樣，代碼顯示非常簡(jiǎn)單！

實(shí)際上，它僅包含一個(gè)MIDI實(shí)例和幾個(gè)Adafruit_NeoPixel實(shí)例（以及不同的條帶）。

基本上，一旦聲明，MIDI類(lèi)就可以使用“中斷”：NoteOn，NoteOff和CCMessage。當(dāng)MIDI輸入小節(jié)將這些特定信號(hào)之一發(fā)送給Arduino時(shí)，將調(diào)用關(guān)聯(lián)子例程。然后，代碼要做的就是打開(kāi)NoteOn信號(hào)上的特定LED，關(guān)閉相關(guān)的NoteOff信號(hào)，并更新CCMessage上條帶的亮度。

我還定義了一個(gè)簡(jiǎn)單的該功能可通過(guò)讀取NoteOn信號(hào)隨附的速度來(lái)選擇LED的顏色，然后根據(jù)速度值的不同，每個(gè)LED可以是紅色，紫色，藍(lán)色，綠松石，綠色，黃色，橙色或白色從0到127。

需要注意的重要一點(diǎn)是，當(dāng)上傳草圖（串行端口用于此過(guò)程）時(shí)，您將必須斷開(kāi)RX引腳（來(lái)自MIDI輸入電路）。連接到該引腳！

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