【Maker Music】低功耗藍芽 MIDI 鍵盤

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作者:邱歐吉

創作發想

Long time long time ago…… 一個未見識過科技業大起浪頭的工程師,努力工作12年,未達什麼成就。於是追隨時下最火熱的物聯網 (IoT),評估後,選了ARM mbed平台準備實作IoT產品。 IoT是個好題目,卻難找到好答案;IoT什麼都能連,但該連什麼上去?望著迎來的IoT大浪頭,跳進的是藍海、紅海、還是火海?

某日,聽著電子音樂( Avicii – Waiting For Love)思索著,與其做大家都在做的,不如做自己想做的「電子音樂專案」。

專有名詞小學堂

  • 1.BLE (Bluetooth Low Energy) : 低功耗藍芽。
  • 2.MIDI (Musical Instrument Digital Interface) : 樂器數位介面。
  • 3.DAW (Digital Audio Workstation) : 數位音樂工作站。
  • 4.MIDI Over BLE (BLE-MIDI) : 透過BLE傳輸的MIDI通訊協定 。
  • 5.MIDI Over USB (USB-MIDI) : 透過USB傳輸的MIDI通訊協定。

專案特色

  • 1.運用「力度感應」 及實現市面上較高階MIDI控制器才有的 PolyAftertouch 功能。
  • 2.輸入取樣訊號經過軟體實作的 「數位濾波器」 處理,在經過各種可設定的曲線轉換 (Linear, Bezier, On/Off, User, Inverse/OneWay, etc.) 輸出MIDI訊號。
  • 3.按鍵可設定「輸入範圍」及「靈敏度」,可做功能配置 (音符 Note、複音觸後PolyAftertouch、控制改變 ControlChange、音高改變 PitchBendChange、音色改變 ProgramChange、切換八度 OctaveShift 等)。
  • 4.按鍵可做模式配置 (單擊、連續、切換、滑行etc.)。
  • 5.使用 ARM mbed OS 5 開發。

所需材料

  • 1.XKey MIDI 鍵盤控制器
  • 2.壓力感測套件 (FSR)
  • 3.BLE(Bluetooth Low Energy低功耗藍牙)

實作步驟

一、拆解XKey MIDI鍵盤控制器 (3900元 (淚~)),並逆向工程繪製電路圖。電路不難,較困難的是程式對訊號的處理及應用。

   

二、使用從Adafruit購買的DIY壓力感測套件 (18鎂),試出來的效果簡直坑爹啊,要壓非常大力才能從電錶量到阻值。

 

三、使用Adafruit購買的某大廠超長FSR (17.95鎂),自行裁切手工DIY,效果及一致性非常好,導電銀漿不能焊接,所以不易DIY加工,十幾條加工完,有種快往生的感覺。

 

成果展示

1.初代原型機

只有2個壓力感測按鍵及2個紅外線近接感測,已可使用BLE連至PC / Android / iPhone。拆了某大廠鍵盤,剪了一小塊矽膠做按鍵。

 

2.第二代原型機

16個壓力感測按鍵 + 15個紅外線近接感測 + BLE傳輸。

 

3.第三代原型機

24個壓力感測按鍵 + 16個紅外線近接感測 (改版中) + BLE傳輸。

準備用來測試的新買New iPad。

 

結語

BLE-MIDI 為 MIDI 使用者提供了一個低功耗無線連接的選項,使用者可以不需傳統 5 pin DIN 或 USB 有線連接,避免踢到線的懊惱 (雖某些場合仍需要穩定可靠的有線連結)。而本專案MIDI控制器的按鍵,可感應壓力及彈性配置,並可設定輸出轉換曲線,在在拓展了電子音樂表演者的音樂表情;總結本專案的特色,就是方便、專業。目前還在持續發展中,預料還會有第四、五、六、七、八代……敬請期待!

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      Art & Design, Music, Smart Toy
    • Tags
      BLE, keyboard, piano, 壓力感測元件

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    • 簡述
      本專案讓MIDI使用者能不需用傳統 5 pin DIN 或 USB 有線連接,且按鍵可感應壓力及彈性配置,還能設定輸出轉換曲線,拓展電子音樂的聲音表情,使用方便又專業!
    • 作者
      邱歐吉
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