Der kleinste USB-C-MIDI-Synth

 (mitxela.com)
3 Punkte von GN⁺ 2023-12-17 | 1 Kommentare | Auf WhatsApp teilen

Der kleinste USB-C-MIDI-Synthesizer

  • Ein neues Werk aus der Reihe der "kleinsten und fiesesten" MIDI-Synthesizer, das den 32-Bit-RISC-V-Mikrocontroller CH32V003 verwendet.
  • Obwohl keine Hardware-USB-Unterstützung vorhanden ist, läuft der Prozessor mit 48 MHz, sodass das Schreiben eines Software-USB-Stacks zu einer reizvollen Idee wurde.
  • Es war überraschend zu entdecken, dass CNLohr bereits einen Software-USB-Stack geschrieben hatte, wodurch der Chip noch nützlicher und beeindruckender wirkt.

USB-MIDI-Demo

  • Die USB-MIDI-Demo ist noch nicht fertig, wurde aber durch das Verlöten eines Development-Boards ausprobiert.
  • Nach dem Verkleben eines TSOP20-Breakouts und eines Micro-USB-Breakouts mit Sekundenkleber wurde die Schaltung durch Hinzufügen von Spannungsregler, Kondensatoren, Widerständen und weiteren Bauteilen vervollständigt.
  • Beim Drücken eines Tasters wird ein USB-MIDI-Gerät aufgebaut, das Noten spielt, und wenn MIDI-Daten eintreffen, erzeugt der Chip eine Rechteckwelle.

USB-Development-Board

  • Es gibt einige Development-Boards für den CH32V003, aber da keine Hardware-USB-Unterstützung vorhanden ist, führen sie die USB-Pins nicht heraus.
  • Um wiederholtes Löten zu vermeiden, wurde ein möglichst kleines einfaches Development-Board entworfen.
  • Alle benötigten Pins sind beschriftet, und es gibt die Option, Widerstände für die USB-Datenleitungen hinzuzufügen.

USB, nur USB

  • Da die Bauteile günstig sind und nur wenige unterstützende Komponenten nötig sind, schien es Spaß zu machen, USB-ATtiny-Projekte neu zu erfinden.
  • Der CH32V003 hat nicht genug Pins, um gleichzeitig eine Tastatur und USB auszulesen, aber mit zwei Chips wäre es möglich: einer liest die Hälfte der Tastatur, der andere den Rest und USB.

Routing

  • Mit einem vertikal montierten USB-C-Stecker sollte eine möglichst kleine Leiterplatte entstehen.
  • Der Abstand der Piezo-Buzzer-Pins wurde vergrößert, damit sie nicht mit den Stützpins des USB-C-Steckers kollidieren.
  • USB-3-Pins müssen nicht verbunden werden, aber CC1 und CC2 müssen angeschlossen sein, und alle nötigen Leiterbahnen lassen sich unterbringen.

Panelisierung

  • Es wurde beschlossen, das Panel selbst zu entwerfen.
  • Das Panel hat eine explizite Symmetrie, sodass nach dem Löten einer Seite das Board umgedreht und die andere Seite gelötet werden kann.
  • Durch das eigene Panel-Design konnten Öffnungen mit engem Sitz um den USB-C-Stecker geschaffen werden, die bei der Montage einen grundlegenden Halt bieten.

Zusammenbau

  • Wenn das Board mit den kleinsten Toleranzen gefertigt wird, subventioniert der Hersteller den Preis.
  • Der USB-Stecker wird zuletzt gelötet, die übrigen Bauteile werden mit einer Heißluftpistole verlötet.
  • Das Board wird vorsichtig aus dem Panel getrennt, dann werden die Buzzer-Pins auf die passende Länge gekürzt und verlötet.

Meinung von GN⁺

  • Dieses Projekt zeigt eine kreative Verbindung von Hardware und Software. Die Idee, mit einem günstigen Mikrocontroller einen USB-MIDI-Synthesizer zu bauen, kann die DIY-Hardware-Community inspirieren.
  • Die Implementierung des Software-USB-Stacks erfordert ein tiefes Verständnis von Programmierung und Hardware-Design und bietet damit auch Junior-Softwareingenieuren eine Lerngelegenheit.
  • Der Artikel dürfte für Menschen interessant sein, die technische Herausforderungen mögen und eigene ungewöhnliche Projekte bauen möchten.

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1 Kommentare

 
GN⁺ 2023-12-17
Hacker-News-Kommentare

  • Ich frage mich, ob diese Person mit dieser Art von Arbeit ihren Lebensunterhalt verdient. Ihre Ergebnisse wirken immer hochwertig und einzigartig.

    • Man ist so sehr damit beschäftigt, der Firmenarbeit hinterherzulaufen, genug Aufgaben in Jira zu protokollieren und jede Woche genügend Sprint-Punkte zu sammeln.
    • Es ist schwer, sich vorzustellen, frei nach eigenem Wunsch, zum gewünschten Zeitpunkt und im eigenen Tempo Zeit, Mühe und Ressourcen in ein Herzensprojekt zu investieren.
    • Die Materialkosten scheinen nicht hoch zu sein, aber wie viel Zeit fließt tatsächlich hinein? Jeden Abend ein paar Stunden, über Jahre hinweg?

  • Seine dreidimensionalen Kerzenarbeiten sind erstaunlich. Link

  • Es ist irgendwie komisch, diese an einen Hub anzuschließen, dessen einzelne Ports mit 10 Gigabit beschriftet sind.

  • Die Makroaufnahme der Fingerkuppen ist so detailliert, dass dieses Video womöglich eine Beeinträchtigung der Fingerabdrucksicherheit darstellt. Das könnte sogar schlimmer sein, als versehentlich ein Foto zu teilen, auf dem der Haustürschlüssel zu sehen ist.

  • Der Baubericht ist sehr detailliert, liefert aber nur eine kurze Sound-Demo. Da das Gerät im Grunde nur Rechteckwellen erzeugt, ohne eigentliche Synthese, Modulation oder Filter, ist es schwer, es als Synthesizer anzuerkennen. Treffender wäre vielleicht die Bezeichnung als Soundchip einer Grußkarte mit USB-MIDI.

  • Das Foto, auf dem man die Fingerabdrücke in hoher Auflösung sehen kann, ist ein wenig beunruhigend.

  • Dass USB-C nur in einer bestimmten Orientierung funktioniert, ist sehr enttäuschend und das genaue Gegenteil dessen, was USB-C beabsichtigt. Das Nokia 2780 Flip hat zwar einen USB-C-Ladeport, aber auf der Verpackung steht Micro-USB, und es funktioniert nur in einer Richtung.

  • Macht Spaß, ist aber in Wirklichkeit kein Synthesizer, der mehr als nur Rechteckwellen abspielen kann.

  • Für das Fixieren von SMT-Steckverbindern beim beidseitigen Reflow wird die Verwendung von rotem wärmehärtendem Chip-Kleber empfohlen.

  • Eine schöne Demo, die an den Klang der 8-Bit-Mikrocomputer-Ära erinnert.