Koračni motor sa MIDI upravljanjem sa čipom za direktnu digitalnu sintezu (DDS): 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Jeste li ikada imali lošu ideju koju ste SAMO morali pretvoriti u mini projekt? Pa, igrao sam se sa skicom koju sam napravio za Arduino Due s ciljem stvaranja muzike s AD9833 modulom za direktnu digitalnu sintezu (DDS) … i u jednom trenutku sam pomislio "hej, možda bih trebao namjestiti stepper motor/vozač da ovo". I ta ideja je upravo ono što je pokrenulo ovaj mali projekat zasnovan na osnovnoj ploči.

U ovaj projekt će biti uključen neki kod za korištenje MIDI-preko-USB-a za kontrolu Arduino Due-a i slanje kvadratnih valova između AD9833 modula i upravljačkog programa koraka. Tu će biti i dijagram i osnovna uputstva za povezivanje ovoga na Arduino Due.

Potrošni materijal:

Šta će vam trebati za ovaj projekat:

Arduino Due

NAPOMENA: Kôd je napisan za Due, ali bi također trebao raditi i/ili biti prilagođen za nulu. Koristi Arduinovu MIDIUSB biblioteku koja zahtijeva izvorni USB priključak.

Oplata za lemljenje + skakači

AD9833 Modul za prekid

A4988 Stepper Driver (ili slično)

NEMA 17 koračni motor (ili sličan)

- Napajanje 24V (napomena, odabrao sam ovu vrijednost od 24 V jer je bila veća od nominalnog napona koračnog motora. Vaša implementacija može biti drugačija ako koristite veći motor)

Korak 1: Breadboarding

Osnovna ideja iza ovoga je da će Direct Digital Synthesis IC generirati kvadratni val za pogon pin -a pokretača koračnog motora. Ovaj stepper vozač će tada pomicati motor na navedenoj zvučnoj frekvenciji. Smjer motora je donekle proizvoljan sve dok korača ispravnom frekvencijom.

Pristup koji preferiram s matičnom pločom je da prvo pokrenem priključke za napajanje i uzemljenje, a zatim počnem izvoditi sve ostale veze koje nemaju napajanje.

Uzemljenje:

- Spojite pinove AGND i DGND modula AD9833 na GND šinu na matičnoj ploči.

- Spojite dva GND pina na stepenastom pogonu na GND šinu

- Odnesite ovo na jedan od GND -ova Arduino Due -a

Napajanje 3.3V:

- Spojite VDD pin upravljača koraka na V+ šinu matične ploče

- Spojite VCC pin modula AD9833 na V+ šinu matične ploče

- Donesite ovo na pin 3.3V Arduino Due

Napajanje 24V:

- Spojite VMOT pin na 24V DC napajanje (ovisno o izboru motora, možda ćete htjeti pokrenuti višu ili nižu opskrbnu tračnicu)

Povezivanje modula na modul:

- Spojite OUT pin s AD9833 modula na STEP pin vozača motora

Povezivanje stepenastog upravljačkog programa:

- Spojite koračne korake motora na pinove 2B/2A/1A/1B. Polaritet nije toliko važan, sve dok se faze vozača podudaraju s fazama koračnog motora.

- Spojite pinove RESET i SLEEP zajedno i dovedite ih na Arduino Due Pin 8.

- Spojite DIR pin na šinu 3.3V

Priključci modula AD9833:

- Spojite SCLK na SCK pin Arduino Due. Imajte na umu da se ovaj pin nalazi na 6-pinskom muškom ICSP zaglavlju u blizini mikrokontrolera, a ne na normalnim vanjskim ženskim zaglavljima.

- Spojite SDATA pin na Due -ov MOSI pin. Imajte na umu da se ovaj pin nalazi na 6-pinskom muškom ICSP zaglavlju u blizini mikrokontrolera, a ne na normalnim vanjskim ženskim zaglavljima.

- Spojite FSYNC na Arduino Due Pin 6 (ovo je pin za odabir čipa za ovaj projekt)

Sada kada je ploča potpuno sastavljena, vrijeme je da pogledate kôd!

Korak 2: Programiranje i MIDI postavljanje

Priložena.ino skica će voditi USB-MIDI ulaze kroz izvorni USB priključak Arduino Due-a i koristiti ih za pogon AD9833. Ovaj čip ima DAC koji radi na 25MHz w/ 28 bita rezolucije frekvencije (totalno prekomjerno za ono što je ovdje potrebno), a veliki dio koda ovdje ga konfigurira za rad i izlaz kvadratnog vala.

Napomena: postoje dva USB porta. Jedan se koristi za programiranje ploče, a drugi će se koristiti za MIDI-preko-USB komunikaciju

Imajte na umu da ova skica neće funkcionirati kao na Arduino Uno - ovaj projekt je specifičan po svojoj potrebi za izvornim USB -om u Arduino Due ili sličnim uređajima

Opcije prilagođavanja:

- Postoje 2 načina rada, koja se mogu postaviti pomoću makro definicije preprocesora. Ako "#define STOPNOTES" ostane netaknuto, steper će se zaustaviti između bilješki. Ovo nije uvijek poželjno (na primjer, sviranje brzih arpeđa), pa da promijenite ovo ponašanje, jednostavno izbrišite ili komentirajte tu naredbu #define i steper će se neprestano izvoditi nakon reprodukcije.

-Koristim jeftinu 2-oktavnu MIDI tastaturu sa ovom koja ima oktavnu tipku gore/dolje, ali u slučaju da nemate tu opciju, možete prebaciti donju frekvenciju za oktavu pomnoživši ili podijelivši sa 2.

Prijevod MIDI-a na frekvenciju se vrši s ovom linijom u funkciji playNote: int f_out = (int) (27,5*pow (2, ((float) midiNote-33)/12));

- Svoj računar koristim za povezivanje preko USB MIDI -ja - to možete učiniti iz svog omiljenog softvera za digitalnu audio radnu stanicu (DAW). Ako ga nemate, prilično je jednostavno postaviti ovaj sistem pomoću LMMS -a - besplatne platforme otvorenog koda. Kada se instalira i pokrene, jednostavno postavite Arduino Due kao MIDI izlazni uređaj, a ako koristite USB MIDI tastaturu, postavite to kao ulaz.

Korak 3: Testiranje i eksperimentiranje

Vrijeme je za igru vašeg stepper motora!

Kao što je rečeno, cijela ideja iza ovoga bila je neka vrsta eksperimenta koji nije u redu, pa svakako napravite neko svoje eksperimentiranje!