如何制作MIDI控制的LED 3D结构

步骤1：材料

基本上，该项目包括两个部分：部件：MIDI接收电路和LED结构；还有一个微控制器来链接这些部分，并将来自DAW的MIDI信号“转换”到LED灯带。这是每个部分所需材料的列表。

MIDI接收电路：

1 x 6N138光电耦合器

1 x 1N914二极管

1 x 5针Din插孔（MIDI插孔）

2 x 220欧姆电阻

1 x 4.7K欧姆电阻

1个USB/MIDI插孔

LED结构：

我使用了基于WS2812B LED的RGB LED灯条，这些灯条只能通过1个数字端口进行控制。如果计划使用大量LED，则可能需要考虑所需的最大电流（1个LED最多可消耗60mA电流）。如果微控制器无法处理该最大值，则将需要另一个可以提供足够电流的5V电源。我使用了带有专用输出适配器和开关的5V-8A AC/DC适配器。

注意：似乎您可以使用计算机电源，因为它们能够提供一个非常大的电流，但是您必须确保它能够提供稳定的5V DC电压，可能是通过在地面（黑色）和5V输出（红色）之间使用36欧姆5瓦功率电阻来确保有足够的电流

最后，我使用了一个带螺丝屏蔽的简单Arduino Uno在MIDI信号和LED灯条之间建立链接。

第2步：构建MIDI输入电路

如果您对MIDI协议及其工作原理感兴趣，我强烈建议您查看Notes and Volts YouTube频道，那里有许多有趣且创新的教程和MIDI Arduino项目。

在这一部分中，我将仅关注MIDI输入电路。最好在原型板上构建原型，并在焊接组件之前检查微控制器是否很好地接收到来自DAW的MIDI信号。

以下两个视频介绍了如何构建和测试电路：

构建电路

测试电路

最后，检查此视频以了解CC消息以及微控制器如何解释自动剪辑以控制LED亮度也是一个好主意。

步骤3：配置FL Studio（可选）

使用FL Studio感到很舒服，我将说明如何正确配置其MIDI接口，但是我很确定如果您使用其他的数字音频工作站，则此过程不会有太大不同。

首先只需将USB/MIDI插孔插入计算机即可。通常，此类设备带有嵌入式固件，即使它们不受干扰也可以识别为MIDI设备。然后打开“设置”窗口（按F10键）。如果一切正常，您会在输出部分注意到一些输出MIDI设备。选择您的设备并确保其已打开。

然后，您必须定义端口号并记住它（例如0）。只需关闭此窗口（参数将自动保存），然后添加一个新通道：MIDI Out。

然后，您要做的最后一件事就是定义该新通道的端口：确保选择与您在“设置”部分中定义的端口号相同 ：通过这样做，来自您的通道的MIDI信息现在已链接到MIDI输出。

现在，当通过MIDI Out通道播放音符时，将通过MIDI接口发送“ NoteOn”消息。以同样的方式，释放音符时将发送“ NoteOff”消息。

MIDI输出通道附带的另一个有趣的功能是可以用电位计控制不同的参数。右键单击它们之一，然后选择“配置。..”，可以使它们发送CCMessages（值从0到127），该消息将用于控制LED的亮度：选择CC，然后接受。

通常，FL Studio现在可以将数据发送到MIDI接口了！接下来是编写代码以在Arduino中闪存并使其适应您的LED结构。

步骤4：连接LED

连接LED灯条非常简单，因为它们仅需要+ 5V，GND和数据。但是，当我计划连接20多个时，我决定使用几个Arduino PWM引脚并声明Adafruit_NeoPixel的几个实例（在coe中），以避免任何意外的延迟。

所附图像还打算说明电子设备的工作原理：

LED灯条直接由电源供电。

使用电源开关为Arduino供电

打开开关时，Arduino会为MIDI输入电路供电

第5步：设计3D结构

到目前为止，这部分是最长的部分我对3D打印（和建模）完全陌生。我想设计一个看起来像是爆炸半截二十面体的结构（是的，我花了一些时间来找到形状的确切名称）。

当然，您可以自由设计自己的模型想要的形状！我不会详细介绍建模过程，但是如果您要设计这种结构，您会找到STL文件。

组装不同零件需要花费一些时间，因为我必须在每个面上分别放置一个LED，并且通过在内核中焊接大量目前非常混乱的导线来连接所有引脚！

注意：如果要设计这样的结构，则需要10个六角形零件（每次使用大约3个小时）一台PP3DP UP微型打印机）和6个五边形部件（2小时）。

一旦每个部件中只有一个LED，则必须将每个5V和GND端子连接在一起，并对多个输入和输出端子进行接线每个LED的连接方式。

最后，我使用LED扩散丙烯酸材料覆盖每个表面，并使它们始终如一地发光。

在此之后剩下的就是代码，它显示的并不是那么复杂！/p》

第6步：代码

正如我在上一部分中提到的那样，代码显示非常简单！

实际上，它仅包含一个MIDI实例和几个Adafruit_NeoPixel实例（以及不同的条带）。

基本上，一旦声明，MIDI类就可以使用“中断”：NoteOn，NoteOff和CCMessage。当MIDI输入小节将这些特定信号之一发送给Arduino时，将调用关联子例程。然后，代码要做的就是打开NoteOn信号上的特定LED，关闭相关的NoteOff信号，并更新CCMessage上条带的亮度。

我还定义了一个简单的该功能可通过读取NoteOn信号随附的速度来选择LED的颜色，然后根据速度值的不同，每个LED可以是红色，紫色，蓝色，绿松石，绿色，黄色，橙色或白色从0到127。

需要注意的重要一点是，当上传草图（串行端口用于此过程）时，您将必须断开RX引脚（来自MIDI输入电路）。连接到该引脚！

责任编辑：wv