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藍牙無線MIDI發射模塊DIY

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樓主
      我家有很多臺舊款的MIDIcontroller, 就是不會發聲的電子琴,彈奏是只能發出MIDI碼輸入音源發出聲音,只所以買這么多臺是因為想用來組織樂隊,用幾個人彈多個聲部變成樂隊的形式,但這些年來沒有什么進展,直到低功耗藍牙LE出現,似乎又有些希望,有名廠推出無線藍牙MIDI,可以把MIDI彈進IPHONE或IPAD,似乎掀起一陣熱潮,民間也興起土制的國產品,有些連殼也沒有也在賣,但很快又冷了回去,畢竟這是少數人的愛好,形成不了市場規模,我也試制了一款,但是為了用來給自己組織樂隊用,所以不必考慮與其他產品兼容,可以任意設計。

      制作這款藍牙無線MIDI發射模塊最大的挑戰就是省電,MIDI接口只能提供大概7-8MA的電流,5V電源通過一個220R電阻供應電流,而低功耗藍牙模塊也就需要幾MA而已,因此是可行的,市面賣的成品是把這些電儲存在大電容里為藍牙模塊供電。這些產品必須與apple制定的標準兼容,對我一點也沒有用,我希望我的琴能夠彈進PC電腦,或者硬體音源,因此只能DIY。

      市面上買的廉價模塊的波特率并沒有31250BPS的,只有標準的38400BPS,因此從MIDI接口收到的信號得用單片做轉換才能用藍牙模塊發射出去,要用7-8MA的電流去驅動單片機幾乎是不可能的,因此得用充電鋰電池,而電池必須單靠MIDI插口那7-8MA的電流來充電維持電量,這就是這個設計難和有趣的地方,我這設計采用幾個方法來解決:

1。 采用低功耗的CPU,查過有專門的低功耗CPU,但我STC12才學不久不可能再去學別的,因此還是用STC12,首先是要用低的振蕩頻率,從18M降到3.6M, 耗電果然低了很多。

2.    采用設計優秀的藍牙模塊,必須容易休眠,又容易喚醒。


3.   STC12單片機運作時要十幾個MA,停機時有幾個MA,但關機時才幾個UA, 利用玩電子琴的習慣在幾個模式里轉換,爭取向電池充電。比如開機時先進入關機模式,讓電池充電,需要彈奏前先按啟動的鈕,進入開機模式,這時電池出電,電壓慢慢降低,每當完成一個MIDI輸出,若無新鍵被按就進入停機,這時有少量電流流進電池,若有一分鐘以上沒彈琴,則進入關機,讓電池充電,若要重新彈琴,得再按啟動鈕。

      實驗證明此法可行,但應該應付不了不斷彈琴幾個小時不休息的鍵盤達人哈,那還得另想辦法了,由于這設計非常奇怪,也被我發現STC12單片機的一個特性,當我把新寫的,一開機就進入關機狀態的碼用市售的自動冷啟動燒錄器燒進單片機后,燒錄軟件就再也無法檢測的單片機了,是怎么回事呢?折騰了半天才發現,由于單片機一開始就進入關機狀態,耗電太低,當燒錄器關閉單片機電源準備冷啟動時,單片機靠那兩個10u的電容還能茍活不死,冷啟動以失敗告終,燒錄也失敗。怎么辦呢?在電源的正負極焊上一個4.7K的電阻故意耗電,就能夠再燒錄了。

底板設計圖:左邊是電源板,右邊是CPU板



STC單片機



兩板疊加:



燒錄時得在電源加消耗電阻






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沙發
ID:283954 發表于 2018-11-8 15:35 | 只看該作者
      今天是個好日子,因為經過一番省電努力,這個模塊已經達到無需用鋰電池充電供電,而單靠電容儲電就能保持運作了,當我把原來的2032鋰電池換成5.5V 1F 一個法拉的超級電容后,標志著這個模塊的設計與實驗的終結,開機之后,由于CPU很快進入斷電,模式電容在一兩分鐘內就充滿電,充電電流達5MA,電壓達到4.7V,按下啟動鈕后,CPU全速運作,這時電容出電也達5MA,電壓逐漸降低,但耗電量也隨著減少,當電容電壓降到3.8V時,流出電容的電流是0,這時處于平衡狀態,不出電也不充電,這時彈奏琴鍵會引起一些電壓波動,但很快又回復平衡,停止玩琴鍵一分鐘后,單片機進入斷電模式,馬上出現5MA的充電電流,電容器電壓逐漸升高,達4.7V,充電電流為0,到這里我明白了,斷電模式是多余的了,MIDI接口提供的電流已經足以讓單片機和藍牙模塊永續運作,而我的模塊因為有了單片機,能夠做很多事。

      超級電容這一年來也有發展,一年前開始買超級電容做實驗時5.5V 1F的厚度是7MM,為了得到更薄的,就買了0.22F的,沒想到是假貨,電容很小,只有幾個UF,好心告訴賣家他店里的這款超級電容是假貨,繼續賣會害業余電子愛好者睡不著,讓他自己用電表量一量,卻說三道四,說是通銷品沒問題,意思是說我不會用,哈,從此他的店就從我購買零件的名單里踢除了,從那時起就開始用鋰電池做實驗了。一年后的今天,超級電容更便宜,更容易買到,5.5V 1.5F的厚度也只有4.5MM,可以裝進我的模塊了,超級電容比鋰電池合用是因為沒有過放電和過充電的問題,無需保護電路,壽命會更長,鋰電池大概用兩年就廢了。轉了一圈又回到用超級電容了,那么那些什么電池保護,停機模式,斷電模式應用都是白干了嗎?哈!那就是學習的最好過程,經此一役,單片機很多功能終于學會了。




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板凳
ID:444392 發表于 2019-8-6 13:19 | 只看該作者
我也被逼著學了單片機,用了單片機才知道原來入手并不是很難,又多了一片天空。
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地板
ID:438501 發表于 2019-10-8 13:38 來自手機 | 只看該作者
你好,制作成功了嗎?
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5#
ID:283954 發表于 2019-11-20 23:39 | 只看該作者
成功了!也失敗了!事實上各款電子琴的MIDI接口的供電能力不一樣,以這款國產的就成功了,但用國外另一款就不行,我最終決定每臺琴都打開,直接把內部電源接到MIDI輸出接口的另一個腳,直接供電。雖然如此,總算在單片機省電這方面學到全部技巧了。
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6#
ID:444392 發表于 2020-2-1 15:16 | 只看該作者
樓主用的是哪種midi控制塊呢? 做使用了普通單片機來推MIDI控制,但MIDI控制塊的價可靠好貴啊,買成299元,我覺得應該不到十分之一的價格就可以買到才對啊?
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