藍(lán)牙無(wú)線MIDI發(fā)射模塊DIY

ID:283954 · 發(fā)表于 2018-11-6 02:45

   我家有很多臺(tái)舊款的MIDIcontroller, 就是不會(huì)發(fā)聲的電子琴，彈奏是只能發(fā)出MIDI碼輸入音源發(fā)出聲音，只所以買這么多臺(tái)是因?yàn)橄胗脕?lái)組織樂(lè)隊(duì)，用幾個(gè)人彈多個(gè)聲部變成樂(lè)隊(duì)的形式，但這些年來(lái)沒(méi)有什么進(jìn)展，直到低功耗藍(lán)牙LE出現(xiàn)，似乎又有些希望，有名廠推出無(wú)線藍(lán)牙MIDI，可以把MIDI彈進(jìn)IPHONE或IPAD，似乎掀起一陣熱潮，民間也興起土制的國(guó)產(chǎn)品，有些連殼也沒(méi)有也在賣，但很快又冷了回去，畢竟這是少數(shù)人的愛(ài)好，形成不了市場(chǎng)規(guī)模，我也試制了一款，但是為了用來(lái)給自己組織樂(lè)隊(duì)用，所以不必考慮與其他產(chǎn)品兼容，可以任意設(shè)計(jì)。

   制作這款藍(lán)牙無(wú)線MIDI發(fā)射模塊最大的挑戰(zhàn)就是省電，MIDI接口只能提供大概7-8MA的電流，5V電源通過(guò)一個(gè)220R電阻供應(yīng)電流，而低功耗藍(lán)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(chǔ)存在大電容里為藍(lán)牙模塊供電。這些產(chǎn)品必須與apple制定的標(biāo)準(zhǔn)兼容，對(duì)我一點(diǎn)也沒(méi)有用，我希望我的琴能夠彈進(jìn)PC電腦，或者硬體音源，因此只能DIY。

   市面上買的廉價(jià)模塊的波特率并沒(méi)有31250BPS的，只有標(biāo)準(zhǔn)的38400BPS，因此從MIDI接口收到的信號(hào)得用單片做轉(zhuǎn)換才能用藍(lán)牙模塊發(fā)射出去，要用7-8MA的電流去驅(qū)動(dòng)單片機(jī)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(lái)充電維持電量，這就是這個(gè)設(shè)計(jì)難和有趣的地方，我這設(shè)計(jì)采用幾個(gè)方法來(lái)解決：

1。采用低功耗的CPU，查過(guò)有專門的低功耗CPU，但我STC12才學(xué)不久不可能再去學(xué)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(shè)計(jì)優(yōu)秀的藍(lán)牙模塊，必須容易休眠，又容易喚醒。

3. STC12單片機(jī)運(yùn)作時(shí)要十幾個(gè)MA，停機(jī)時(shí)有幾個(gè)MA，但關(guān)機(jī)時(shí)才幾個(gè)UA，利用玩電子琴的習(xí)慣在幾個(gè)模式里轉(zhuǎn)換，爭(zhēng)取向電池充電。比如開(kāi)機(jī)時(shí)先進(jìn)入關(guān)機(jī)模式，讓電池充電，需要彈奏前先按啟動(dòng)的鈕，進(jìn)入開(kāi)機(jī)模式，這時(shí)電池出電，電壓慢慢降低，每當(dāng)完成一個(gè)MIDI輸出，若無(wú)新鍵被按就進(jìn)入停機(jī)，這時(shí)有少量電流流進(jìn)電池，若有一分鐘以上沒(méi)彈琴，則進(jìn)入關(guān)機(jī)，讓電池充電，若要重新彈琴，得再按啟動(dòng)鈕。

   實(shí)驗(yàn)證明此法可行，但應(yīng)該應(yīng)付不了不斷彈琴幾個(gè)小時(shí)不休息的鍵盤達(dá)人哈，那還得另想辦法了，由于這設(shè)計(jì)非常奇怪，也被我發(fā)現(xiàn)STC12單片機(jī)的一個(gè)特性，當(dāng)我把新寫的，一開(kāi)機(jī)就進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)的碼用市售的自動(dòng)冷啟動(dòng)燒錄器燒進(jìn)單片機(jī)后，燒錄軟件就再也無(wú)法檢測(cè)的單片機(jī)了，是怎么回事呢？折騰了半天才發(fā)現(xiàn)，由于單片機(jī)一開(kāi)始就進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)，耗電太低，當(dāng)燒錄器關(guān)閉單片機(jī)電源準(zhǔn)備冷啟動(dòng)時(shí)，單片機(jī)靠那兩個(gè)10u的電容還能茍活不死，冷啟動(dòng)以失敗告終，燒錄也失敗。怎么辦呢？在電源的正負(fù)極焊上一個(gè)4.7K的電阻故意耗電，就能夠再燒錄了。

底板設(shè)計(jì)圖：左邊是電源板，右邊是CPU板

STC單片機(jī)

兩板疊加：

燒錄時(shí)得在電源加消耗電阻

ID:283954 · 發(fā)表于 2018-11-8 15:35

今天是個(gè)好日子，因?yàn)榻?jīng)過(guò)一番省電努力，這個(gè)模塊已經(jīng)達(dá)到無(wú)需用鋰電池充電供電，而單靠電容儲(chǔ)電就能保持運(yùn)作了，當(dāng)我把原來(lái)的2032鋰電池?fù)Q成5.5V 1F 一個(gè)法拉的超級(jí)電容后，標(biāo)志著這個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的終結(jié)，開(kāi)機(jī)之后，由于CPU很快進(jìn)入斷電，模式電容在一兩分鐘內(nèi)就充滿電，充電電流達(dá)5MA，電壓達(dá)到4.7V，按下啟動(dòng)鈕后，CPU全速運(yùn)作，這時(shí)電容出電也達(dá)5MA，電壓逐漸降低，但耗電量也隨著減少，當(dāng)電容電壓降到3.8V時(shí)，流出電容的電流是0，這時(shí)處于平衡狀態(tài)，不出電也不充電，這時(shí)彈奏琴鍵會(huì)引起一些電壓波動(dòng)，但很快又回復(fù)平衡，停止玩琴鍵一分鐘后，單片機(jī)進(jìn)入斷電模式，馬上出現(xiàn)5MA的充電電流，電容器電壓逐漸升高，達(dá)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(jīng)足以讓單片機(jī)和藍(lán)牙模塊永續(xù)運(yùn)作，而我的模塊因?yàn)橛辛藛纹瑱C(jī)，能夠做很多事。

超級(jí)電容這一年來(lái)也有發(fā)展，一年前開(kāi)始買超級(jí)電容做實(shí)驗(yàn)時(shí)5.5V 1F的厚度是7MM，為了得到更薄的，就買了0.22F的，沒(méi)想到是假貨，電容很小，只有幾個(gè)UF，好心告訴賣家他店里的這款超級(jí)電容是假貨，繼續(xù)賣會(huì)害業(yè)余電子愛(ài)好者睡不著，讓他自己用電表量一量，卻說(shuō)三道四，說(shuō)是通銷品沒(méi)問(wèn)題，意思是說(shuō)我不會(huì)用，哈，從此他的店就從我購(gòu)買零件的名單里踢除了，從那時(shí)起就開(kāi)始用鋰電池做實(shí)驗(yàn)了。一年后的今天，超級(jí)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(jìn)我的模塊了，超級(jí)電容比鋰電池合用是因?yàn)闆](méi)有過(guò)放電和過(guò)充電的問(wèn)題，無(wú)需保護(hù)電路，壽命會(huì)更長(zhǎng)，鋰電池大概用兩年就廢了。轉(zhuǎn)了一圈又回到用超級(jí)電容了，那么那些什么電池保護(hù)，停機(jī)模式，斷電模式應(yīng)用都是白干了嗎？哈！那就是學(xué)習(xí)的最好過(guò)程，經(jīng)此一役，單片機(jī)很多功能終于學(xué)會(huì)了。

ID:444392 · 發(fā)表于 2019-8-6 13:19

我也被逼著學(xué)了單片機(jī)，用了單片機(jī)才知道原來(lái)入手并不是很難，又多了一片天空。

ID:438501 · 發(fā)表于 2019-10-8 13:38

你好，制作成功了嗎？

ID:283954 · 發(fā)表于 2019-11-20 23:39

成功了！也失敗了！事實(shí)上各款電子琴的MIDI接口的供電能力不一樣，以這款國(guó)產(chǎn)的就成功了，但用國(guó)外另一款就不行，我最終決定每臺(tái)琴都打開(kāi)，直接把內(nèi)部電源接到MIDI輸出接口的另一個(gè)腳，直接供電。雖然如此，總算在單片機(jī)省電這方面學(xué)到全部技巧了。

ID:444392 · 發(fā)表于 2020-2-1 15:16

樓主用的是哪種midi控制塊呢？做使用了普通單片機(jī)來(lái)推MIDI控制，但MIDI控制塊的價(jià)可靠好貴啊，買成299元，我覺(jué)得應(yīng)該不到十分之一的價(jià)格就可以買到才對(duì)��？

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