作為一個(gè)積累了許多樂器和雜音箱的音樂家，不起眼的Arduino是創(chuàng)建自定義MIDI控制器的理想工具。盡管樹莓派（Raspberry Pi）可能已經(jīng)贏得了物聯(lián)網(wǎng)（IoT）項(xiàng)目的桂冠，但是一個(gè)簡(jiǎn)單的Arduino Uno（什么是Arduino的不同類型？）為該項(xiàng)目提供了足夠的功能。

第一次使用Arduino嗎？不用擔(dān)心，在您完成該項(xiàng)目之前，我們已經(jīng)閱讀了完整的Arduino初學(xué)者指南。

什么是MIDI？

MIDI代表樂器數(shù)字接口。它概述了音樂設(shè)備相互通信的標(biāo)準(zhǔn)方法。如果您擁有電子鍵盤，則可能具有MIDI接口。盡管MIDI的實(shí)現(xiàn)涉及一些技術(shù)細(xì)節(jié)，但重要的是要記住MIDI不是音頻！ MIDI數(shù)據(jù)是一組簡(jiǎn)單的指令（一個(gè)指令稱為“消息”），另一臺(tái)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)該指令來(lái)發(fā)出不同的聲音或控制參數(shù)。

MIDI支持16個(gè)通道。這意味著每條電纜可以支持16個(gè)彼此獨(dú)立通信的設(shè)備。使用5針DIN電纜連接設(shè)備。 DIN代表“德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)”，并且只是連接器內(nèi)部具有五個(gè)針腳的電纜。經(jīng)常使用USB代替5針DIN，或者可以使用USB-MIDI接口。

控制更改和程序更改

MIDI消息有兩種主要類型：控制更改和程序更改。

控制更改（CC）消息包含一個(gè)控制器號(hào)和一個(gè)介于0到127之間的值。通常使用CC消息。更改音量或音調(diào)等設(shè)置。接受MIDI的設(shè)備應(yīng)隨附一本手冊(cè)，說明默認(rèn)情況下設(shè)置了哪些通道和消息以及如何更改它們（稱為MIDI映射）。

程序更改（PC）消息比CC消息更簡(jiǎn)單。 PC消息由一個(gè)數(shù)字組成，用于更改設(shè)備上的預(yù)設(shè)或補(bǔ)丁。 PC消息有時(shí)被稱為“補(bǔ)丁更改”。與CC消息類似，制造商應(yīng)提供文檔，概述特定消息會(huì)更改哪些預(yù)設(shè)。

您需要什么

Arduino

5針DIN母插座

2個(gè)220歐姆電阻器

2個(gè)10k歐姆電阻器

2個(gè)瞬時(shí)開關(guān)

連接線

面包板

MIDI電纜

MIDI設(shè)備或USB接口

構(gòu)建計(jì)劃

此項(xiàng)目將非常簡(jiǎn)單。當(dāng)然，您可以添加更多按鈕或硬件以滿足您的需求。幾乎任何Arduino都適用-此示例僅需要三個(gè)引腳。該項(xiàng)目包括兩個(gè)用于控制程序的按鈕，一個(gè)用于發(fā)送數(shù)據(jù)的MIDI端口以及一個(gè)用于接收消息的設(shè)備。此電路是在面包板上構(gòu)建的，但是可以將其轉(zhuǎn)移到項(xiàng)目盒和焊接的連接器中，以提供可靠的解決方案。

CircuitAssembly

MIDI連接

按如下所示連接MIDI插槽：

MIDI針5到Arduino通過220歐姆電阻器傳輸（TX）1

MIDI引腳4到Arduino + 5V通過220歐姆電阻器

MIDI引腳2到Arduino接地

按鈕連接

按鈕通過更改Arduino“看到”的電阻來(lái)工作。 Arduino引腳通過一個(gè)10k歐姆的電阻器（“下拉”電阻器，確保該值保持較低），將開關(guān)直接接地（ LOW ）。按下按鈕后，在沒有電阻（ HIGH ）的情況下，電路看到的值將變?yōu)? 5v。 Arduino可以使用 digitalRead（pin）命令檢測(cè)到此更改。將按鈕連接到Arduino數(shù)字輸入/輸出（I/O）上的引腳6和7。連接兩個(gè)按鈕：

按鈕的左側(cè)到+ 5V

按鈕的右側(cè)通過10k歐姆電阻連接到Arduino接地

Arduino引腳（6或7）上的按鈕

MIDI測(cè)試

現(xiàn)在所有的硬件都完成了，現(xiàn)在該進(jìn)行測(cè)試了。您將需要一個(gè)USB-MIDI接口（許多音頻接口可以做到這一點(diǎn)）和MIDI電纜。面包板上連接的MIDI端口正在發(fā)送數(shù)據(jù)，因此它是輸出。您的計(jì)算機(jī)正在接收數(shù)據(jù)，因此它是輸入。該項(xiàng)目使用了47種效果出色的Arduino MIDI庫(kù)v4.2。安裝庫(kù)之后，可以通過轉(zhuǎn)到草圖》包含庫(kù)》 MIDI 將其包含在代碼中。

您還需要一個(gè)程序來(lái)監(jiān)視傳入的MIDI數(shù)據(jù)：

用于OS X的MIDI監(jiān)視器

用于Windows的MIDI-OX

KMidimon（用于Linux）

將Arduino連接到計(jì)算機(jī)并上傳以下測(cè)試代碼（不要忘記從 Tools》 Board 和 Tools》 Port 選擇正確的電路板和端口》菜單）。

#include

#include

#include

#include

#include

MIDI_CREATE_INSTANCE（HardwareSerial，Serial， midiOut）; // create a MIDI object called midiOut

void setup（） {

Serial.begin（31250）; // setup serial for MIDI

}

void loop（） {

midiOut.sendControlChange（56，127，1）; // send a MIDI CC -- 56 = note， 127 = velocity， 1 = channel

delay（1000）; // wait 1 second

midiOut.sendProgramChange（12，1）; // send a MIDI PC -- 12 = value， 1 = channel

delay（1000）; // wait 1 second

}

此代碼將發(fā)送CC消息，等待1秒鐘，發(fā)送PC消息，然后無(wú)限期等待1秒鐘。如果一切正常，您應(yīng)該會(huì)在MIDI監(jiān)視器中看到一條消息。

如果什么都沒有發(fā)生，請(qǐng)不要驚慌！嘗試進(jìn)行故障排除：

確保所有連接正確

檢查MIDI端口是否正確接線–外部邊緣應(yīng)有2個(gè)備用引腳

再次檢查電路是否正確

使用MIDI電纜驗(yàn)證電路是否已連接到USB-MIDI接口

檢查MIDI電纜是否已連接到輸入

確保Arduino具備電源

為您的USB-MIDI接口安裝正確的驅(qū)動(dòng)程序

如果您仍然有問題，可能值得檢查一下面包板。廉價(jià)板有時(shí)可能會(huì)非常不一致且質(zhì)量低下–這是我在從事此項(xiàng)目時(shí)遇到的。

按鈕測(cè)試

現(xiàn)在是時(shí)候測(cè)試按鈕是否正常工作了。上載以下測(cè)試代碼。無(wú)需連接MIDI即可測(cè)試此部分。

const int buttonOne = 6; // assign button pin to variable

const int buttonTwo = 7; // assign button pin to variable

void setup（） {

Serial.begin（9600）; // setup serial for text

pinMode（buttonOne，INPUT）; // setup button as input

pinMode（buttonTwo，INPUT）; // setup button as input

}

void loop（） {

if（digitalRead（buttonOne） == HIGH） { // check button state

delay（10）; // software de-bounce

if（digitalRead（buttonOne） == HIGH） { // check button state again

Serial.println（“Button One Works！”）; // log result

delay（250）;

}

}

if（digitalRead（buttonTwo） == HIGH） { // check button state

delay（10）; // software de-bounce

if（digitalRead（buttonTwo） == HIGH） { // check button state again

Serial.println（“Button Two Works！”）; // log result

delay（250）;

}

}

}

運(yùn)行此代碼（但保持USB電纜連接）并打開串行監(jiān)視器（右上角》串行監(jiān)視器）。當(dāng)您按下一個(gè)按鈕時(shí)，根據(jù)所按下的按鈕，您應(yīng)該會(huì)看到“ Button OneWorks！”或“ Button Two Works！”。

此示例中有一個(gè)重要說明-軟件de -彈跳。這是檢查按鈕與再次檢查按鈕之間的簡(jiǎn)單10毫秒（ms）延遲。這可以提高按鈕按下的準(zhǔn)確性，并有助于防止噪聲觸發(fā)Arduino。盡管建議這樣做，但您不必這樣做。

創(chuàng)建控制器

現(xiàn)在所有的東西都已經(jīng)連接好并且可以正常工作了，現(xiàn)在該組裝完整的控制器了。

此示例將為每個(gè)按下的按鈕發(fā)送不同的CC消息。我正在使用它來(lái)控制OS X上的Ableton Live 9.6。代碼與上面的兩個(gè)測(cè)試示例相似。

#include

#include

#include

#include

#include

const int buttonOne = 6; // assign button pin to variable

const int buttonTwo = 7; // assign button pin to variable

MIDI_CREATE_INSTANCE（HardwareSerial，Serial， midiOut）; // create a MIDI object called midiOut

void setup（） {

pinMode（buttonOne，INPUT）; // setup button as input

pinMode（buttonTwo，INPUT）; // setup button as input

Serial.begin（31250）; // setup MIDI output

}

void loop（） {

if（digitalRead（buttonOne） == HIGH） { // check button state

delay（10）; // software de-bounce

if（digitalRead（buttonOne） == HIGH） { // check button state again

midiOut.sendControlChange（56，127，1）; // send a MIDI CC -- 56 = note， 127 = velocity， 1 = channel

delay（250）;

}

}

if（digitalRead（buttonTwo） == HIGH） { // check button state

delay（10）; // software de-bounce

if（digitalRead（buttonTwo） == HIGH） { // check button state again

midiOut.sendControlChange（42，127，1）; // send a MIDI CC -- 42 = note， 127 = velocity， 1 = channel

delay（250）;

}

}

}

注意-您將無(wú)法使用具有MIDI輸出的Serial.println（）。

如果要發(fā)送PC消息而不是CC，只需替換：

midiOut.sendControlChange（42，127，1）;

使用以下內(nèi)容：

midiOut.sendProgramChange（value， channel）;

實(shí)際操作

以下是作為Ableton Live（每種預(yù)算的最佳DJ軟件）的控制器的演示。

您已經(jīng)制作了一個(gè)MIDI控制器嗎？

其中有一個(gè)自定義MIDI控制器的許多實(shí)際用途。您可以建造一個(gè)大型的腳踏控制單元，或者一個(gè)時(shí)尚的錄音棚控制器。如果您有興趣購(gòu)買一個(gè)，這里是您可以購(gòu)買的最好的USB MIDI控制器。

責(zé)任編輯：wv