미디 키보드. 계획, 설명

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여기에 설명된 키보드의 특징은 출력이 기존 EMR처럼 오디오가 아니라 디지털 음악 MIDI 인터페이스의 출력이라는 것입니다. 물론 이 인터페이스의 입력이 있는 경우 다양한 악기를 이러한 키보드에 연결할 수 있습니다. 예를 들어 Yamaha의 PSS 시리즈와 같은 많은 산업용 신디사이저에는 연주에 항상 편리하지 않은 작은 키보드가 있으며 전체 크기 키가 있는 MIDI 키보드는 성능을 크게 확장할 수 있습니다. 물론 이 경우에는 악기를 변경하거나 디자인을 수정할 필요가 없습니다. MIDI 케이블을 사용하여 키보드를 신디사이저의 "MIDI IN" 입력에 연결하고 MIDI 신호를 수신하도록 프로그래밍하기만 하면 됩니다. .

제안된 장치는 홈 MIDI 스튜디오의 일부가 되거나 키보드가 없는 "랙" 버전의 사운드 모듈 및 샘플러와 함께 사용할 수도 있습니다.

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1982년에 등장한 MIDI 디지털 음악 인터페이스는 악기의 연주(마스터) 부분과 사운드 생성(연주) 부분을 분리하는 것을 가능하게 했습니다[1-3]. 그들 사이에 전송되는 정보는 키보드, 넥, 관악기 및 기타 EMI에 일반적으로 사용되는 간단한 명령의 형태를 취합니다. 명령은 연주자가 악기에 미치는 영향을 반영합니다(예: "TURN ON NOTE", "Change Control POSITION"). 악기 연주의 기술과 기술이 다르다는 사실에도 불구하고 MIDI 명령은 보편적이므로 다양한 유형의 EMI를 연결하고 전례 없는 성능과 사운드 기능의 조합을 얻을 수 있습니다.

장치를 연주하는 임무는 음악 연주의 가장 미묘한 음영을 최대한 완전하고 정확하게 인식하고 전달하는 것입니다. 최신 EMR 키보드는 키를 누르는 사실뿐만 아니라 누르는 힘이나 속도도 기록하기 때문에 동적이라고 불립니다.[5] 이는 프로그래밍 방식에 따라 소리의 볼륨과 음색에 모두 영향을 미칠 수 있습니다. 에이미. 게다가 속도는 음향 효과의 활성화와 톤 전환까지 제어할 수 있습니다. 예를 들어, "부드럽게" 연주하면 악기 소리가 한 가지 음색으로 들리고, 더 "강하게" 연주하면 악기 소리가 달라집니다. 이 기술은 샘플러 장비에 자주 사용됩니다. 건반을 강하고 약하게 치는 피아노의 소리를 샘플러에 녹음한 다음 누르는 속도에 따라 소리를 비율에 맞게 혼합한다고 가정해 보겠습니다. 이를 통해 자연스러운 피아노의 다이나믹 및 음색 범위를 시뮬레이션하고 연주하는 동안 유연하게 제어할 수 있습니다.

그러나 많은 어쿠스틱 악기에는 톤 제어 기능이 한 단계 이상 더 있습니다. 목과 관악기를 사용하면 음을 연주한 후 소리를 크게 변화시킬 수 있습니다. 굽은 악기와 일렉트릭 기타 연주는 버팀대, 비브라토 및 음표 사운드 전반에 걸친 기타 연주 효과로 구성됩니다. 그리고 키보드 연주자가 자동이 아닌 손가락, 자연스럽고 생동감 넘치는 "비브라토"를 사용하거나 건반에서 손가락을 떼지 않고 변조를 도입하여 코드에 활기를 불어넣는 것이 얼마나 유혹적인지) 터치 감지 키보드를 사용하면 모든 작업을 수행할 수 있습니다. 이는 음표 소리 전체에 걸쳐 음악가의 손가락에 가해지는 힘의 압력을 측정하기 때문입니다. 아마도 미래에는 세 방향 모두에서 키에 대한 압력을 측정하는 키보드가 있을 것입니다. 음악가들은 확실히 이 모든 것을 사용하고 싶어할 것입니다.

물론 측정된 모든 매개변수는 인터페이스를 통해 전송되어야 하며 연결된 모든 EMI를 제어해야 합니다. 이를 위해 MIDI 표준은 여기에 제시된 표에 그 본질이 반영된 도구를 제공합니다. 1. "ENABLE NOTE" 명령은 각 키보드 키를 누르는 강도나 속도에 대한 정보를 전달합니다. 모든 동적 키보드는 0(소리 없음)부터 127(포르티시모)까지의 이 매개변수를 측정하고 보고합니다. 마찬가지로, “NOTE OFF” 명령은 음이 해제되는 속도를 알려줍니다. 이 매개변수를 측정하는 키보드는 거의 없으므로 대신 MIDI 표준에서 금지하지 않는 XNUMX 속도에서 "ON NOTE" 명령을 사용하는 경우가 많습니다. “PRESSURE ON THE KEY” 명령은 음을 연주한 후 연주자가 건반을 누르는 압력을 감지하는 일부 다이내믹 키보드에 의해서만 전송됩니다. "WHEEL POSITION" 명령은 톤 변경 휠이 회전할 때 전송됩니다(물론 존재하는 경우).

표 1
명령(XNUMX진수 코드) 상태 바이트(n - 채널 번호) 첫 번째 데이터 바이트(0...7Fh) 두 번째 데이터 바이트(0...7Fh)
참고 활성화 9n 참고 번호 속도(1...7Fh)
끄기 참고 8n
9n 참고 번호
참고 번호 릴리스 속도
속도=0
키 압력 0An 참고 번호 압력 힘
휠 위치 0En 하위 7비트 상위 7비트
관리 변경 0 년 0 - 컨트롤러 0
1 - 컨트롤러 1
(모드 휠)
*
*
*
1Fh - 레귤레이터 31
20h - 컨트롤러 0
21h - 컨트롤러 1
(모드 휠)
*
*
*
3Fh - 레귤레이터 31
40h - 스위치 0
41h - 스위치 1
*
*
*
5Fh - 스위치 31
상위 7비트
상위 7비트 ---- 상위 7비트
하위 7비트
하위 7비트
----하위 7비트
0-off, 7Fh-on
0-off, 7Fh-on
---0-오프, 7Fh-온

대규모 "제어 변경" 명령 그룹은 개별 제어 및 연속 작동 제어 모두에 예약되어 있습니다. 전송 및 수신 명령 코드에 대한 특정 스위치 및 컨트롤의 바인딩은 각 기기마다 다릅니다. 여기에는 연주하는 동안 비브라토 효과를 제어할 수 있는 모듈레이션 휠도 포함되어 있습니다.

제안된 MIDI 키보드는 가장 간단한 키보드이다. 63개의 MIDI 채널 중 하나에서 "ON-OFF NOTE"라는 두 가지 명령만 전송합니다. 키보드는 동적이지 않기 때문에 보도 자료 속도는 항상 동일하게 300으로 전송됩니다. 또한 XNUMXms마다 "ACTIVE TEST" 명령(OFEh 바이트)이 전송되며 때로는 MIDI 전기 연결을 테스트하는 데 사용됩니다.

단일 칩 마이크로컴퓨터 K1816BE35(DD6)를 사용하면 장치의 회로를 크게 단순화할 수 있습니다. ROM K537RF5(DS1)에는 마이크로컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램의 코드가 포함되어 있습니다(표 2). 테이블의 공백은 어떤 코드로든 채울 수 있습니다. 레지스터 K580ИР82(DD7)는 ROM 주소의 하위 부분을 저장하는 데 사용됩니다[4]. "MIDI OUT" 출력의 신호는 소프트웨어에 의해 생성되므로 전송 속도는 ZQ1 석영 공진기의 주파수에 직접적으로 의존합니다. 주파수는 8820~8990kHz 범위일 수 있습니다. 예를 들어, 8,86MHz 주파수의 PAL 디코더에 사용되는 공진기가 매우 적합합니다.

       표 2 주소 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 abcdef K.S. 0000 23 ff 3a 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 5d5c 0010 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 34 80 bf 64 74d7 0020 bc 00 b8 20 bа 08 bb 08 f0 2c 39 2c 97 36 50 67 bc1e 0030 f6 b0 1с eb 29 a0 18 ea 26 ef 20 b9 fe 34 00 04 9f9c 0040 1e ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff 1e0f 0050 a7 67 e6 80 04 32ff ff ff ff ff ff ff ff ff aca0 0080 2d b9 3f f1 03 90 a9 34 00 fc 03 24 a9 34 00 b9 8b3f 0090 3f 34 00 2d 04 32 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff d6cc 00 b0 2d b9 3f f1 03 80 a9 34 00 fc 03 24 a9 34 00 b9 7b2f 00c0 3f 34 00 2d 04 32 ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff d6cc 0100 23 00 3a f9 e7 e7 e7 e7 b9 08 00 00 00 00 00 00 8 b3b0110 00 00 00 00 3 77a 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 1 b1b0120 00 00 00 00 9 e14 23 3ff 9a b0 9a e2 83b 7ff ff b1b0180 8 b3 0f b00 8 b20 9 b 08 0 b00 18 9 e88 10 bb 4 fb 3a0190f 07 39 36 97 8 eb 83f 8 b3 0f a36 9 83a 9 ff ff ff f1fXNUMX

마이크로컴퓨터의 SB1 "Reset" 버튼은 MIDI 채널 번호를 프로그래밍하는 데 사용됩니다. 멀티플렉서 K1KP64(DD155-DD1)에 연결된 키보드 접점 S1-S4는 누른 키를 감지하기 위해 순차적으로 폴링됩니다. 이 미세 회로의 출력은 K555KP2(DD5) 멀티플렉서에 의해 전환됩니다. 폴링되는 접점의 상태는 DD1 마이크로컴퓨터의 TO 테스트 입력(핀 6)에 기록됩니다. 키보드는 5V DC 소스로 전원이 공급되며 전류 소비량은 0,5A를 넘지 않습니다.

해당 장치용 인쇄회로기판은 개발되지 않았습니다. 하네스 길이를 줄이기 위해 멀티플렉서 DD1-DD4가 키보드 바로 아래에 있습니다. 기계적 접점 S1-S64 대신 키에 자석이 부착된 리드 스위치를 사용할 수 있습니다. 접점 S1은 하단 키(C 메이저 옥타브 참고), S64 - 가장 높은 키에 해당합니다. MIDI 케이블이 MIDI 키보드에 연결되는 커넥터 X1은 사용되지 않은 핀 5과 5이 있는 표준 1핀 소켓 СШ3(DIN-XNUMX)입니다.

K1816BE35 마이크로 회로는 K1816BE39로, K573RF5는 K573RF2로, K555KP2는 K555KP12로 교체할 수 있습니다. 멀티플렉서 DD1-DD5는 K133, K555, K533, K1533 시리즈와 유사할 수 있습니다.

양호한 부품을 사용하고 오류 없이 설치하면 전원을 켜는 즉시 키보드가 작동하기 시작합니다. 그러나 이런 일이 발생하지 않으면 먼저 모든 칩에 공급 전압이 있는지 확인하십시오. 오실로스코프를 사용하여 DD11 칩의 핀 6에서 클럭 펄스를 관찰합니다. 진동이 없다는 것은 이 마이크로 회로 또는 ZQ1 공진기가 제대로 작동하지 않는다는 신호입니다.

그런 다음 DD1 칩의 핀 6에서 DD9 칩의 핀 5을 분리하고 공통 와이어에 연결합니다. 헤드폰을 X5 커넥터의 소켓 4와 1에 연결하십시오. 약 3Hz의 주파수로 클릭 소리가 들려야 합니다. 여기서 OFEh "Active Check" 바이트가 전송됩니다. 거기에 없으면 DD6, DD7 또는 DS1 마이크로 회로 중 하나에 결함이 있는 것입니다. 그런 다음 DD1 및 DD9 칩의 핀 6과 5 사이의 연결을 복원합니다. 이제 키를 눌렀다가 놓을 때마다 전화기에서 클릭 소리를 들을 수 있습니다. 그렇지 않은 경우 DD1-DD5 칩 어셈블리에 결함이 있거나 키보드 접점 사이에 영구적으로 닫힌 결함이 있는 것입니다.

[3]에 설명된 권장 사항에 따라 키보드를 악기에 연결합니다. 전원을 켜면 키보드가 자동으로 첫 번째 MIDI 채널에 맞춰집니다. 채널 번호를 변경하려면 SB1 "재설정" 버튼을 누르고 손을 떼지 않은 채 필요한 채널의 일련 번호가 있는 키를 누르십시오. 먼저 버튼을 놓은 다음 키를 놓습니다. 장치 회로를 전환한 후에는 모든 명령이 필요한 수의 채널을 통해 전송됩니다.

문학

Subbotkin M. MIDI. - IN/OUT, 1992, N1, p.18.
Kudeev Yu. MIDI-ooobscheyaiya. - IN / OUT, 1992, N 2, 66, 67 페이지.
Studnev A. MIDI란 무엇입니까? - 라디오, 1993, N 1, pp. 32, 33; 2, p. 23-25.
Stashin V.V., Urusov A.V., Mologantseva O.F. 단일 칩 마이크로 컨트롤러의 디지털 장치 설계. -M .: Energoatomizdat, 1990.
Kuznetsov L. A. 전기 악기의 이론, 설계, 생산 및 수리의 기초. - M.: 조명 및 식품산업, 1981.

저자: Alexey Studnev, Zhukovsky; 간행물: cxem.net

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