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(DIY) Controlador Midi con Arduino Leonardo prototipo terminado. Actualización.

El proyecto consta del desarrollo de un controlador MIDI basado en Arduino Leonardo, la elección de esta placa en particular esta basada en el uso del micro AT Mega32u4 que es capaz identificarse como un dispositivo MIDI-USB sin la necesidad de hacer una conversión por hardware.

Otra razón es que es fácilmente posible encontrar la placa o incluso clones de la placa a muy bajo costo.

Para que la placa se identifique como un dispositivo MIDI es necesario instalar en el entorno Arduino las librerías “arcore” de Rkistner disponibles en el siguiente enlace. En el mismo enlace se encuentran  en ingles las instrucciones para instalar.

Una vez instalado arcore debemos seleccionar en el menú herramientas/board la placa Arduino Leonardo (arcore)

Y el puerto:

El entorno de desarrollo recomendado es Arduino 1.5.4

Arcore de momento trabaja con las placas Arduino Leonardo, Arduino Micro y Bare Conductive Touch Board. Algunos usuarios reportan que arcore funciona con otras placas basadas en el mismo micro que son compatibles con el entorno de programación Arduino.

¿Que es Arduino?

Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un micro controlador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la electrónica en proyectos multidisciplinarios.

El hardware consiste en una placa con un micro controlador Atmel AVR y puertos de entrada/salida. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring y el cargador de arranque (bootloader) que es ejecutado en la placa. (Wikipedia)

¿Que necesitamos?

Conocer cuando menos básicamente el entorno de software de Arduino y los comandos básicos, para un usuario novato se recomienda leer y estudiar el documento en el siguiente enlace

La placa, los botones, potenciometros o leds que deseemos utilizar ademas del gabinete donde se colocarán.

Consideraciones.

Leonardo tiene 20 entradas/salidas digitales que pueden ser configuradas de distintos modos.

Por ejemplo en este proyecto se implementan 8 potenciometros, 8 botones, un codificador rotativo (que usa dos entradas digitales) y dos salidas led que responden a los mensajes enviados por el host con el cual se desea trabajar.

Sin embargo con las características de esta placa es posible configurar por ejemplo 12 potenciometros y 8 botones.

O simplemente 20 botones.

Notas: Las entradas análogas necesarias para los potenciometros se limitan a 12.

Cada codificador rotativo hace uso de 2 entradas digitales para funcionar.

Código 1.0 esta disponible aqui.

Correccion 1.1 del código 24/8/2014 aquí.

*Los mensajes del encoder han sido cambiados de 0-127 a 1-127 para corregir el funcionamiento del encoder en el host, anteriormente funcionaba de manera limitada en algunos hosts.

*En la recepcion de los mensajes midi provenientes del host se ha cambiado el comando “while” por “if” para optimizar la respuesta.

*”while” se ejecuta cíclicamente mientras cierta condicion ocurre por lo que ralentizaba el encendido de los leds al recibir constantemente mensajes del host.

Con el cambio a if solamente comprueba el mensaje del host y ejecuta la función sin hacerlo en ciclo.

Correccion 1.2 del código 25/8/2014 aquí.

*Ahora los leds medidores de señal funcionan de manera semi-analoga mediante PWM con una curva logarítmica.

Correccion 1.3    31/10/2014 aquí.

*Se ha elevado la resolucion del encoder al doble.

Y este es el diagrama de conexiones.

*Actualizo el diagrama ya que con el update 1.2 es necesario usar también una resistencia de 220 Homs en el led del pin 13, aunque este pin tiene una resistencia integrada y en teoría no es necesario usar un resistor externo, en la practica el PWM mete ruido en las lecturas análogas.

Para el debounce es buena idea conectar un capacitor de .1 uf entre las entradas digitales y tierra.

Superficie de control MIDI con Arduino Leonardo presentación (DIY).

Hace quizá un par de años decidí construir mi propio controlador midi para personalizarlo completamente, puesto a investigar encontré las placas de desarrollo Teensy basadas en el micro controlador de Atmel mega32u4, este chip tiene la particularidad de soportar MIDI directamente por USB por lo cual era la opción obvia sin tener que hacer una conversión por hardware para conectarla a un PC, por cuestiones geográficas supongo me fue difícil encontrar dicha placa y el envío me resultaba mas caro que la misma placa ademas del tiempo de espera, investigando mas encontré la placa Arduino Leonardo basada en el mismo micro chip y en teoría con las mismas prestaciones según algunos blogs.

La placa la encontre en la ciudad de México de manera relativamente fácil y me puse a aprender programación para poder llevar acabo mi proyecto. Una vez empece a trabajar con ella me di cuenta que en las librerías de dicha placa no existía el soporte MIDI-USB por lo cual tenia que hacer la conexión por hardware y eso no era lo que quería así que deje el proyecto de lado buscando eventualmente si la situación había cambiado.

Después de haber dejado el proyecto unos meses realize una nueva búsqueda y encontré el trabajo de Rkistner quien había modificado el core de las librerías de hardware de la Leonardo para que pudiera ofrecer el soporte que yo necesitaba para realizar mi proyecto, técnicamente el trabajo de Rkistner esta en desarrollo y no ofrece APIs de alto nivel por el momento, sin embargo es fácil entender el protocolo de los mensajes midi para crear el código necesario de entrada y salida, de nuevo me puse a trabajar en ello.

En internet existe bastante documentación de controladores MIDI basados en Arduino por lo cual es relativamente fácil programar la placa para recibir leer potenciometros y botones y enviar los mensajes correspondientes, lo que no encontré y era parte de mi proyecto eran buenas referencias para el uso de un encoder, (si, mi perversión es hacer scratch como los dj famosos) de igual manera me puse a investigar y probar códigos que encontré en internet para leer el encoder. Quizá sea mi completa inexperiencia en programación pero ninguno de los códigos que encontré funciono y no quise tomarme la molestia de entender lo que los autores habían intentado o su método de lectura del rotativo.

Si usamos algo de logica es sencillo entender como funciona uno de estos encoders para detectar el movimiento hacia adelante o hacia atrás, entonces cree un código muy sencillo que detectara dos cosas, una si el encoder se había movido desde su ultima lectura y dos, en que sentido se había movido para enviar el mensaje correspondiente.

Aqui el enlace: Encoder código basico.

Entre una cosa y otra también me puse a diseñar la forma física que tendría mi controlador y llegué mas o menos a esto:

Intente optimizar el diseño para aprovechar al máximo las conexiones que la Leonardo posee, en esta etapa me di cuenta que sería util cuando menos desde el punto de vista estético que mi interface tuviera medidores de nivel de señal aprovechando la posibilidad de configuración de Traktor para proveer salidas de nivel de señal y usando las salidas PWM de Arduino junto con el chip LM3914 de Texas Instruments poder encender una linea de leds.

De nueva cuenta modifique el código para que leyera los mensajes Control Change que salen de Traktor y los utilizara para encender el/los leds.

Usando un solo led con la salida PWM (analogWrite) un solo led parece estar encendido siempre o varía muy poco su brillo, por el momento no he comprado el LM3914, entonces he optado por usar el led de manera digital usando un nivel de referencia para que encienda solo cuando el nivel de la señal exceda cierto parámetro y solo represente los pulsos mas altos, como se puede ver en el siguiente video todo va funcionando como se espera.

Aqui el código basico para enviar y recibir MIDI, un encoder con una salida de nivel de señal para led en dos versiones, led análogo y led digital, es necesario renombrar los archivos eliminando el signo “+”: Encoder code.

 

Espero esta información sea util para alguien mas e ire informando de los progresos.