標(biāo)題: 藍(lán)牙無線MIDI發(fā)射模塊DIY [打印本頁]
作者: dalaoshi    時間: 2018-11-6 02:45
標(biāo)題: 藍(lán)牙無線MIDI發(fā)射模塊DIY
      我家有很多臺舊款的MIDIcontroller, 就是不會發(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，只所以買這么多臺是因?yàn)橄胗脕斫M織樂隊(duì)，用幾個人彈多個聲部變成樂隊(duì)的形式，但這些年來沒有什么進(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產(chǎn)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(shù)人的愛好，形成不了市場規(guī)模，我也試制了一款，但是為了用來給自己組織樂隊(duì)用，所以不必考慮與其他產(chǎn)品兼容，可以任意設(shè)計。

      制作這款藍(lán)牙無線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電源通過一個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，對我一點(diǎn)也沒有用，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。

      市面上買的廉價模塊的波特率并沒有31250BPS的，只有標(biāo)準(zhǔn)的38400BPS，因此從MIDI接口收到的信號得用單片做轉(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的電流來充電維持電量，這就是這個設(shè)計難和有趣的地方，我這設(shè)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(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)作時要十幾個MA，停機(jī)時有幾個MA，但關(guān)機(jī)時才幾個UA， 利用玩電子琴的習(xí)慣在幾個模式里轉(zhuǎn)換，爭取向電池充電。比如開機(jī)時先進(jìn)入關(guān)機(jī)模式，讓電池充電，需要彈奏前先按啟動的鈕，進(jìn)入開機(jī)模式，這時電池出電，電壓慢慢降低，每當(dāng)完成一個MIDI輸出，若無新鍵被按就進(jìn)入停機(jī)，這時有少量電流流進(jìn)電池，若有一分鐘以上沒彈琴，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小時不休息的鍵盤達(dá)人哈，那還得另想辦法了，由于這設(shè)計非常奇怪，也被我發(fā)現(xiàn)STC12單片機(jī)的一個特性，當(dāng)我把新寫的，一開機(jī)就進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)的碼用市售的自動冷啟動燒錄器燒進(jìn)單片機(jī)后，燒錄軟件就再也無法檢測的單片機(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)備冷啟動時，單片機(jī)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(fù)極焊上一個4.7K的電阻故意耗電，就能夠再燒錄了。

底板設(shè)計圖：左邊是電源板，右邊是CPU板



STC單片機(jī)



兩板疊加：



燒錄時得在電源加消耗電阻






作者: dalaoshi    時間: 2018-11-8 15:35
      今天是個好日子，因?yàn)榻?jīng)過一番省電努力，這個模塊已經(jīng)達(dá)到無需用鋰電池充電供電，而單靠電容儲電就能保持運(yùn)作了，當(dāng)我把原來的2032鋰電池?fù)Q成5.5V 1F 一個法拉的超級電容后，標(biāo)志著這個模塊的設(shè)計與實(shí)驗(yàn)的終結(jié)，開機(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，按下啟動鈕后，CPU全速運(yùn)作，這時電容出電也達(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，流出電容的電流是0，這時處于平衡狀態(tài)，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(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。

      超級電容這一年來也有發(fā)展，一年前開始買超級電容做實(shí)驗(yàn)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(xù)賣會害業(yè)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(shí)驗(yàn)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(jìn)我的模塊了，超級電容比鋰電池合用是因?yàn)闆]有過放電和過充電的問題，無需保護(hù)電路，壽命會更長，鋰電池大概用兩年就廢了。轉(zhuǎn)了一圈又回到用超級電容了，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)的最好過程，經(jīng)此一役，單片機(jī)很多功能終于學(xué)會了。




作者: msold5    時間: 2019-8-6 13:19
我也被逼著學(xué)了單片機(jī)，用了單片機(jī)才知道原來入手并不是很難，又多了一片天空。
作者: cclyj    時間: 2019-10-8 13:38
你好，制作成功了嗎？
作者: dalaoshi    時間: 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，以這款國產(chǎn)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(nèi)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(jī)省電這方面學(xué)到全部技巧了。
作者: msold5    時間: 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)來推MIDI控制，但MIDI控制塊的價可靠好貴啊，買成299元，我覺得應(yīng)該不到十分之一的價格就可以買到才對��？



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