FR | Arduino: manipulation de données MIDI

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Il y a quelques mois j’ai commencé la réalisation d’un synthétiseur modulaire analogue, qui est encore en cours de réalisation. Quelques temps après, mon école a demandé de développer un projet à long terme de notre choix. J’ai décidé de créer le code pour une interface MIDI à CV pour complémenter le synthétiseur. Voici un vidéo qui explique l’essentiel des fonctions de l’extension.

 

À la base, c’est un fichier .h qui est ajouté au dossier du sketch principal et qui se jumelle à la librairie MIDI.h pour interpréter les données reçues et réagir selon les paramètres de l’utilisateur. Je prévois publier une version mise à jour sous la forme d’une libraire qui supportera plusieurs canaux et sera optimisée pour réduire l’utilisation des ressources de certaines opérations. Elle sera aussi optimisée pour l’utilisation d’une interface graphique ou pour son utilisation dans un convertisseur à paramètres fixes.

Schéma du circuit

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Voici le schéma circuit que j’utilise actuellement pour connecter l’entrée MIDI au Arduino. Si vous prévoyez créer une interface, il est fortement recommandé d’utiliser un convertisseur digital à analogue d’au moins 12 bits. Je recommande personnellement la puce MCP4728, un DAC à quatre sorties 12 bit fonctionnant sur I2C qui vous coûtera la modique somme de 3$. Elle possède une librairie, que vous pouvez télécharger ici. La librairie a été écrite sur une vielle version de l’IDE d’Arduino, et certaines commandes de base ont changé depuis. La librairie doit être modifiée pour fonctionner. Voir ce post sur le forum Arduino pour plus de détails.

Utilisation de base

Afin de bien faire fonctionner le tout, il faut écrire quelques lignes de code. D’abord, au haut de votre sketch, inclure la librairie MIDI.h (si vous ne l’avez pas, allez ici).

#include "MIDI.h"
MIDI_CREATE_DEFAULT_INSTANCE();

Avant d’inclure MIDItoCV.h, on doit définir quelques valeurs nécessaires.

//#define HZV // enlevez le commentaire pour mode volt par hertz
//#define VOCT // enlevez le commentaire pour mode volt par octave
#define AMOUNTOUTPUTS 4 // nombre de sorties
#define CHANNEL 1 // canal MIDI utilisé
#define POLY 4 // le nombre maximal de voies/de polyphonie. plus de voix = moins de RAM libre.

Ok! on peut maintenant inclure MIDItoCV.h! Voici le lien pour le téléchargement de mon code, publié sous license Creative Commons BY. Attention! MIDItoCV.h n’est pas une librairie! Il doit être placé dans le dossier de votre sketch!

#include "MIDItoCV.h"

Dans votre setup, vous devez exécuter setupMIDItoCV(), une fonction qui initialise des variables du code.

void setup()
{
setupMIDItoCV();
}

Enfin, vous pouvez ensuite placer MIDI.read() dans votre loop pour lire les données MIDI entrantes

void loop()
{
MIDI.read();
}

Maintenant, les fonctions définissant le comportement de chaque sortie peuvent être utilisées.

Commençons par l’assignation d’un mode à une sortie. La fontion utilisée est setoutputaction(outputnumber, mode, parameter)

  • outputnumber est le numéro de l’output, qui varie entre 1 et AMOUNTOUTPUTS que vous avez défini plus tôt
  • mode peut être l’un des 8 modes; NONE, NOTE, VELOCITY, GATE, POLYAT, CHANNELAT, BEND, ou CC.
  • parameter est un paramètre additionnel utilisé uniquement pour les modes polyphoniques et CC. Dans le cas des modes polyphoniques, (NOTE, VELOCITY, GATE et POLYAT), le paramètre est le numéro de la voix. Pour CC, c’est simplement le numéro du contrôleur continu

Maintenant, voyons comment on peut utiliser les outputs. La fonction utilisée est un peu spéciale. Voici à quoi elle ressemble: setoutputfunction(outputnumber, outputfunction)

  • outputnumber est le numéro de l’output
  • outputfunction est une fonction à laquelle la valeur de l’output est passé.

Si le dernier paramètre a porté à confusion, c’est essentiellement le nom d’une fonction qui prend comme variable une valeur et qui la transforme en voltage, par exemple avec analogWrite() ou avec un DAC. En voici un exemple

int outputfunction1(int value) // voici la fonction qui reçoit les données de l'output et qui l'écrit avec analogWrite()
{
analogWrite(6, value); // notre sortie est la pin numéro 6
}

setoutputfunction(1, outputfunction1); // la fonction de sortie est la fonction d'écriture sur la pin numéro 3

Le programme a aussi besoin d’informations pour pouvoir bien calibrer la conversion en volts par octave ou herts par volts. Voici la fonction: setoutputrange(outputnumber, minvalue, maxvalue, minvoltage, maxvoltage)

  • outputnumber est le numéro de l’output
  • minvalue est la valeur minimum attendue par la fonction d’écriture de la sortie
  • maxvalue est la valeur maximum attendue par la fonction d’écriture de la sortie
  • minvoltage est le voltage en millivolts que la fonction d’écriture produira lorsque sa valeur est minvalue
  • maxvoltage est le voltage en millivolts que la fonction d’écriture produira lorsque sa valeur est maxvalue

Un exemple!

int outputfunction1(int value) // Cette fonction reçoit les données de l'output 1 et l'écrit par PWM sur la pin 6
{
analogWrite(6, value); // la valeur est écrite sur la pin 6
}

setoutputfunction(1, outputfunction1); // on définit la fonction de sortie
setoutputrange(1, 0, 255, 0, 5000); // analogWrite prend des valeurs de 0 à 255 produit des voltages de 0V à 5V

Il est très probable que vous ayez plusieurs outputs ayant des mêmes caractéristiques de voltage et de valeur, et il serait plutôt frustrant d’avoir à le réécrire à chaque fois. C’est pourquoi la fonction setoutputrangeall(minvalue, maxvalue, minvoltage, maxvoltage) existe. Les paramètres sont les mêmes qu’avec la dernière fonction sauf pour l’absence du paramètre outputnumber car la fonction définit les valeurs pour tous les outputs.

Un guide sur l’utilisation avancée du code sera bientôt publié.

Écrit par Simon Demeule, 2015

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