Warning: Declaration of bdyssh_menu_titles::start_el(&$output, $item, $depth, $args) should be compatible with Walker_Nav_Menu::start_el(&$output, $item, $depth = 0, $args = Array, $id = 0) in /var/www/jopka/data/www/bdyssh.ru/wp-content/themes/bdyssh/functions.php on line 57
Bdyssh!
Bdyssh! // Бдыщщь!

Слово «ЙА» — можно написать одной буквой, %username%.

Доработка гибкой музыкальной клавиатуры / Making Roll-up Soft Piano Keyboard useable

Каждый образованный человек должен увлекаться музыкой. И часто это увлечение
переходит от прослушивания к написанию музыки, или, хотя бы, к игре на музыкальных инструментах.
Это необходимо не только для эстетического наслаждения, но и для общего развития логической части мышления. Ведь ноты подчиняются строгим законам математики, а музыкальные инструменты имеют понятную физическую основу.
Но не каждый мог заниматься музыкой с детства. У меня, например, тогда не было денег на занятия в музыкальной школе. Да и сейчас нет. Поэтому остаётся самообразование. Благо, сейчас, как никогда, доступны музыкальные инструменты, особенно дёшевы из которых электронные (ЭМИ). Доступны и учебники по гармонии.
И данная мечта недавно была реализована в виде покупки дешёвой гибкой фортепианной клавиатуры (Roll up Soft Piano Keyboard). К сожалению, нет варианта с 37 клавишами, минимум сколько есть это 49. Ведь место сильно ограничено – настолько, что купить настоящую, не гибкую клавиатуру нет никакой возможности – её просто негде хранить.

Nowadays many technical people tend to listen music, or even play it or write it. There is not strange. Music is hardly defined in simple mathematical and physical terms. It is also much more pleasure, when you play music, in compare to just listen.

Currently the keyboard musical instruments widely available. Electronic instruments are much cheaper than physical. Most cheap MIDI keyboards available at Ebay and many of other shops. These are “Flexible Roll-up Soft Piano Keyboard” or so.

There are also learning books available.

Unfortunately, there is no 37-key roll-up keyboards, minimal are 49-key. The most important property of any stuff for me is – how much place take it, when not in use. So smallest possible place takes 49-key soft keyboard.

I can’t buy straight (non flexible) keyboard at all, due to absence of storage place for it.

 

Рис. 1.

Гибкая музыкальная клавиатура. Вероятно, самая дешёвая.

 

Fig. 1.

Roll-up Flexible Soft Piano keyboard. Cheap. Can it work really?

 

 

Приятным сюрпризом было наличие MIDI-выхода, который оказался вполне работоспособным сразу “из коробки”.

Была изготовлена дочерняя плата для устройства OSCaR и дописан соответствующий блок микрокода.
Ещё более приятным сюрпризом оказалось то, что программная поддержка для моего устройства уже готова! Это пакет QMidiNet,
который был написан в соответствии с правилом KISS, а значит, не перегружен всякой фигнёй усложнениями протокола – и вуаля, MIDI эвук заработал сразу же.

Используемый программный синтезатор (секвенсер) – QSynth. Очень помогла статья по настройке (Step 1, Step 2 в первом посте).
Была опробована и Timidity, но в ней имеется задержка аж в доли секунды, что неприемлемо. Я устранить не смог, но другие люди вроде бы имеют способ это устранить. Во всяком случае, эта проблема с Timidity известна.

Используемая экранная клавиатура – программа VMPK.

При том, что у меня вообще до этого не было никакого опыта в MIDI, и ЭМИ в частности, – оказалось, что там всё достаточно логично, и хорошо документировано, что способствует развитию качественных самодельных устройств для музыкальной платформы. На основании чего, можно рекомендовать и другим открыть для себя мир электронной музыки.

Но… должна же быть ложка дёгтя.
Оказалось, что основа игры на фортепиано – это аккорды (трезвучия). Они требуют нажатий минимум трёх клавиш вместе.
И вот тут выяснилось, что моя недорогая клавиатура неспособна на это. При нажатии
трёх клавиш возникает какофония, а экранная клавиатура фиксирует нажатие четвёртой клавиши.

Surprisingly, keyboard i buy, is already equipped with MIDI out, and it working well just “out of box“. This MIDI out was not stated in item description.

So i develop new daughter board for OSCaR module with MIDI in & out, and write additional assembler code for OSCaR mainboard.

Another, even bigger, surprise was the discovered fact that it all is already has full software support! It was crystally done in QMidiNet software, and well before my experiments. QMidiNet was written according to KISS rule, so it has not unneeded protocol overhead – and viola, MIDI sound immediately start to work from my keyboard via OSCaR and QMidiNet.

The software synthezier (sequencer) i use is QSynth.

This article was very helpful when setting it up. (Step 1, Step 2 i use mostly). I also try Timidity, but it unfortunately gives very long delays, in order of second. It is unacceptable for music. I can’t fight with these delays. But probably other people was more happy. This fact, at least, documented.

I have VMPK software for initial tests and also for visualization of MIDI notes. (Also use it directly, of course).

I was never see or use electronic musical instruments or MIDI stuff before. I found that most parts of it are easy to understand and well documented, so my start in MIDI world was quick, and almost no hair tearing with it.

So i can recommend for any technical people use the MIDI music, play it, and write it.

But… not all was crystally clean and useful.

I read that most important thing of piano keyboards is to play some notes at once, i.e., play chords. They plays using at least three piano keys.

And very soon i unfortunately discover that my keyboard don’t play correctly more than two notes (keys) at same time. When i hold three keys, the cacophony arrives, and screen keyboard shows that fourth key was pressed, but i don’t press it.


fff

f

f

fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff

Рис. 2.

Фальшивая нота, которой не должно быть.

 

Fig. 2.

False ghost tone. It is not pressed.

 

 

Заподозрив устройство в неисправности, я его разобрал, пропаял плату и выборочно прозвонил клавиатурную матрицу. Проблем не было найдено. (Были и другие проверки: просмотр пакетов QMidiNet через Wireshark, и прочее).
Вывод, казалось бы, был один, и он был неутешителен: Дешёвый контроллер U-Tek H6188P-F44 имеет ошибочный микрокод, или же аппаратные проблемы.

Then i check my instrument inside, resolder and clean the PCB, check with ohmmeter some keys in keyboard. But they all not shown any problem. (Also other checks was done, like packet analysis using Wireshark, etc.).

So at this moment i only can say that used musical microcontroller U-Tek H6188P-F44 was damaged or has internal software problems.

 

Рис. 3.

Плата устройства

 

Fig. 3.

Internals

 

 

Для проверки этого, клавиатурная матрица была разобрана на предмет поиска маловероятной неисправности, да и вообще выяснения её схемы. Оказалось, что это обычная матрица 8*8, имеющая, как и должно быть, 16 контактов (но в моём варианте 49-клавишной матрицы использовались только 15, а на плате разведены все 16 – они используются для матрицы на 61 клавишу).
Но любая матричная клавиатура, рассчитанная на нажатие более чем 2-х клавиш, должна иметь диод в каждой клавише. А наша матрица – плёночная, и в ней, разумеется, диодов не оказалось. Печальный вывод:
Все продаваемые гибкие фортепианные клавиатуры, непригодны для использования. На них невозможно играть.
Для проверки, матрица была отключена от штатного контроллера и подключена напрямую к OSCaR (с дописанием части микрокода).
Опасения подтвердились – диодов в матрице не было. Мой микрокод давал точно такие же побочные ноты.
Таким образом, штатный контроллер был временно снят с подозрения. Но что же делать?

Поскольку тяга к музыке не уменьшалась, была предпринята попытка спасти штатную плёночную клавиатуру.
Попытки паять диоды к ней паяльником, даже самым легкоплавким сплавом, немедленно показали полную невозможность этого – всё плавится и дорожки немедленно  растворяются.
Но случайно показалось возможным использовать токопроводящий клей.

В результате был куплен: Клей проводящий 0,3 мл (Conductive Glue 0.3 ml). Потребуются также SMD-диоды размера 0603 (любые). У меня оказались BAT54WS (падение напряжения 0,27 В при 1 мА). Потребуется также нейтральный силиконовый герметик и ровная доска для сборки клавиатуры.
Были аккуратно прорезаны проводники и последовательно с каждой клавишей в плёночную матрицу был вклеен диод. Клея едва хватило, учитывая то, что нужно было ещё и тренироваться. Клей должен наноситься только очень малыми количествами; а для прочности, только после полного высыхания (пару часов) можно нанести поверх повторно.
После полного засыхания (не менее пары часов) нужно проверить всё омметром и устранить проблемы.
Работа требует высокой точности. Но после нескольких попыток оно всё же свершилось (рис. 4).

To ensure or disregard this, the keyboard matrix was fully disassembled for checks (and reverse engineer its schematic).

I found that it is typical 8 by 8 matrix, which has 16 pins in its connector (while only 15 was used in my device due to it has 49 keys; 61-key instruments probably use 16 pins).

But it is known that any matrix keyboard, intended for pressing and holding down multiple keys at same time, should have a diode connected in series of each key switch. But we have film keyboard. So it (and it is not strange) does not have any diodes.

The result is bad:

All soft flexible piano keyboards available on market, not useable for play music.

For ensure it, i disconnect the matrix from base PCB, and connect it directly to OSCaR mainboard (and write some additional code, supporting 8 by 8 keys).

Then i get same result: Phantom notes not disappear.

So, main PCB and microcontroller of soft keyboard is temporary  noted as correct.

But, what we can do with it?

I still need to play music, and search the possible ways how to fix the keyboard.

I try to solder diodes into film, but it is absolutely impossible: even when i use light alloy solder, the film silver traces immediately dissolves in it and disappear.

But suddenly i think about conductive glue.

To check this idea, i buy Conductive Glue 0.3 ml at Ebay. Also we need some diodes of 0603 size. I have some BAT54WS in my scrap box. They shows 0.27 volts voltage drop at 1 mA, but i think you may use any other diodes. It is also good idea to obtain silicone sanitary neutral glue, for final assembly of keyboard body.

I very carefully cut the traces on film base, and glue-in the diode in series of each key switch. It is important to use smallest possible quantities of glue, and dry well, some hours, before place glue in same place (if need).

After all glue completely dries (some hours) it is need to check all work with ohmmeter.

This work is very precise and not usual. After some tries, i get this result (fig. 4).

 

Рис. 4.

Диоды вклеены последовательно с каждой клавишей.

 

Fig. 4.

Diodes glued-in in series with each key.

 

 

Проверка показала правильность идеи, и штатный контроллер был реабилитирован окончательно. Ложные ноты пропали. Клавиатура работает в штатном режиме. Можно покупать книгу-самоучитель игры.

Важный вывод (повторю) – все гибкие MIDI-клавиатуры нуждаются в серьёзной и кропотливой доработке.

This work show me that i am on the right way. The rest parts of instrument (PCB etc.) was now remove from suspectance, and now fully working. The ghost sounds disappear, and chords sounds nice. Now one may go buy the piano teaching book.

As conclusion, i may repeat that fact: All flexible MIDI keyboards should be moderately fixed before they can be useful for play music.

 

End.

Keywords:

cheap, chord, chords, distinguish, false, fantom, flexible, ghost, H6188P, issue, key, keyboard, keys, MIDI, noise, notes, phantom, piano, repair, roll, soft, sound, time, tones, U-Tek, up, utek, wrong,