Projekt: Arduino Midi Controller mit Arcade Buttons & Potis

[Ungesund]

Hallo,

ich bastle mal wieder was. Ein Midi-Controller soll es werden, ein schönes Tischgerät, mit Arcade-Buttons und Drehreglern, über welche sich dann in einem Musikprogramm am Computer Regler und Tasten bedienen und Noten versenden lassen.
Als erstes Arduino-Projekt, um etwas mehr in die Microcontroller-Welt einzutauchen, fand ich das ganz passend. Und da die letzten Projekte hier immer so guten Anklang fanden, wirds dieses mal von Anfang an dokumentiert.

Bei dem Projekt ist mir die wirklich

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eine große Hilfe und Inspiration.

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Zum Vorgehen:

Zuerst habe ich mir überlegt welche Bedienelemente ich gerne verwenden würde.
Den Midi-Controller

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hatte ich schon länger im Auge gehabt. Das ist ein reiner Arcadebutton-Midi-Controller, aber selbst die DIY Kits sind noch sehr teuer (190 Euro), und eigentlich immer ausverkauft. Fertig zusammengebaut kostet das Gerät dann um die 230 Euro. Das ist zu teuer, und mir auch zu wenige verschiedene Bedienelementen.

Trotzdem finde ich die Arcade-Button Idee toll, gerade für Beats kann ich mir da ein sehr gutes Spielgefühl vorstellen.

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und siehe da: Arcadebuttons mit Microswitch gibts schon für 1,79 das Stück. Perfekt.
Ein Feld von 3x3 Buttons scheint mir für meine Zwecke gut geeignet. Potis habe ich mir von einem alten DJ-Mixer geklaut, schön geschmeidig gehend, komplett aus Metall. Da würden mir 3 Stück von wohl reichen. Brauche ich nur noch schöne Potikappen für. Am liebsten schön wertige aus Metall. Dafür und auch für allen anderen Kleinkram sind

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und

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eine gute Anlaufstelle. Im Gegensatz zu Ebay werden da wirklich zu jedem Produkt Datenblätter und wichtige Details wie Abmessungen etc. Angezeigt. Das erspart einem viele graue Haare.

Also, 3x3 = 9 Arcadebuttons und 3 Potis sollen es sein.

Das erfreuliche an dieser Bedienelemente-Auswahl ist, dass ich fürs Auslesen keine Multiplexer benötige, der Arduino Uno bietet von sich aus genügend Eingänge, von denen wir 9 digitale Pins für die Buttons, und 3 serielle für die Potis belegen.

Als dann die Arcade Buttons eingetroffen waren und ich diese vermessen konnte, habe ich mich auf die Suche nach einem geeigneten Gehäuse gemacht.
Da bin ich auch dem Rat von Götz Müller-Dürholt gefolgt und habe mir die Produkte der Firma Hammond angesehen.

Die Wahl fiel schnell auf das Hammond 1590DE Leergehäuse aus Druckguss-Aluminium. Das ist günstig, robust, lässt sich gut bearbeiten und sieht schick aus.

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Die Plänen für das Gehäuse importierte ich in Illustrator und machte mir Gedanken über das Layout der Buttons und Potis. Ich werde für meinen Controller das Gehäuse "umdrehen" und die Buttons in den "Boden" des Gehäuses bauen. Einfach aus dem Grund da sich das Gehäuse zur regulären Front hin verjüngt, und mir auf dem Boden ein ganzer Zentimeter mehr in der Breite, zur Verfügung steht.
Und den brauchen wir auch, das ganze wird eine ganz schön enge Sache. Natürlich habe ich alle Messwerte der Buttons etwas aufgerundet um ein wenig Toleranz zu schaffen, aber sauberes Arbeiten wird ein absolutes muss sein, damit später alles passt.

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Und mal das Farbkonzept, von oben gesehen.

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Als ich mit der Button Anordnung zufrieden war, habe ich mir (nach einigen Ausdrucken auf normalem Papier) die Platzierungs-Übersicht aus Illustrator auf eine bedruckbare, durchsichtige Folie gedruckt und, zu Prototyping-Zwecken, auf einen Post-Karton geklebt. Die Folie nutze ich evtl. später auch zum beschriften der oberseite, je nachdem für welche Farbe ich mich entscheide.

Wenn man das nicht oder auf anderem Wege vor hat, reicht für die Platzierungshilfe auch ein Ausruck auf normalem Papier den man dann auf den Karton klebt.

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Dann habe ich die nötigen Löcher mit einer kleinen Klinge in den Karton geschnitten, und die Buttons und Potis eingebaut. An der schwarzen Außenlinie kann man die spätere Größe des Controllers erkennen.

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Von den Kosten bisher hier mal eine kleine Aufstellung (Lötbedarf wie Litzen, Draht & Lötkolben usw. setze ich jetzt mal voraus):

1x Arduino Uno (Clone) - 5 Euro
1x Breadboard - ca. 4 Euro
1x Breadboard Steckverbinder (Male/Male & Male/Female) - ca. 3 Euro
12x 10 Kiloohm Widerstände - ca. 1 Euro (brauchen tue ich vermutlich später weniger, aber die kosten ja nichts)
1x Lochrasterplatine (für den endgültigen Aufbau später) - 4 Euro
2x Platinenverbinder (Stecker mit Kabel, um die Buttons später leichter von der Platine trennen zu können.) 3 Euro
10x Abstandhalter für Lochrasterplatine - ca. 1 Euro

1x Hammond Gehäuse 1590DE - 19 Euro
9x Arcadebuttons - 17 Euro
3x Vollmetall Potis - ca. 6 Euro (waren bei mir bereits vorhanden, rechne ich aber mal mit ein)
3x Potikappen aus Aluminium - 8 Euro
1x Transparente, selbstklebende Folie für den Laserdrucker (1 Pack á 10 Blatt) - 7 Euro

Je nachdem ob ich nachher einen USB oder einen Midi Ausgang (oder beides?!) am Gerät haben möchte, benötige ich entweder eine DIN-Buchse + ein Netzteil für den Arduino, oder ein "Midi Mate" Midi-USB Interface, von dem ich dann die Stromversorgung über USB für den Arduino mit nutze. Die liegen beide so um die 10 Euro.

Da sind wir bisher bei ca. 88 Euro. Das ist immer noch sehr vertretbar, würde ich sagen. Und very custom.
Im nächsten Post gehts dann um die Schaltung und den Arduino Sketch.
Bis dahin.

 

[Ungesund]

So, es geht weiter. Inzwischen kam das endgültige Case, auf das ich dann ebenso die Platzierungshilfe, auf selbstklebende Folie ausgedruckt, geklebt habe.

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Dann ging es ans Bohren der Mittelpunkte, damit das Fräsen nachher einfacher und exakter wird:

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Behold, the mighty Alufräskopf. Das Fräsen war eine fürchterliche arbeit. Ein Bohrständer ist für eine exakte Platzierung von sehr großem Vorteil (Auch generell eine gute Anschaffung). Außerdem sollte man ein paar Klemmen parat haben um das Werkstück (in unserem Fall den Alu-Deckel) fest platzieren zu können.

Nun zum Fräsen, meine Erfahrungen: Was man da braucht ist Drehmoment, also Kraft, nicht Geschwindigkeit. Das Fräsen ist eher ein Abschälen von dünnen Schichten des Materials das man bearbeitet, anders als beim Schleifen, wo man das Material eher auf Partikelbasis "abreibt" und Geschwindigkeit von vorteil ist. Meine günstige Bohrmaschine kann aber nur "Schnell", nicht "langsam und kraftvoll". Von daher ist ständiges zuführen von Öl (ich verwende WD-40) an die Fräßstelle nötig, und die besten Ergebnisse erzielte ich indem ich immer wieder die Bohrmaschine/den Fräskopf kurz beschleunigte, dann den Schalter der Borhmaschine losließ, und den Fräskopf langsam(!) aufs Material senkte. Damit schont man den Motor falls sich der Fräßkopf verhaken sollte, und trägt jedes mal ein wenig mehr vom Material ab, bis man bei der gewünschten Lochgröße ist.

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Der Fräßkopf verhakt sich um so mehr Metallspäne sich um die Fräßstelle sammeln, nach jedem absenken sollte diese unbedingt gereinigt werden, mit Druckluft oder einem Tuch. Die Späne kommen ansonsten beim nächsten Absenken zwischen Material und Fräßkopf, verflüssigen sich durch die Reibungshitze und erstarren sofort wieder, durch die Zugluft. Das hat ein äußerst abruptes Anhalten des Fräßkopfs zur folge und sollte unbedingt vermieden werden, wenn man seine Maschinen längere Zeit benutzen möchte. Sollte sich der Fräßkopf verhaken, hilft es die Drehrichtung der Bohrmaschine zu ändern und diese ganz kurz (!) zurückdrehen zu lassen. Dabei sollte man auch den absenk-Arm des Bohrständers immer mit der einen Hand in seiner abgesenkten position halten, damit, wenn der Bohrer sich löst, das Ding nicht nach oben saust und einen KO schlägt.

Wie schon gesagt, eine äußerst beanspruchende arbeit, aber wenn man möglichst genau arbeitet und dann das Ergebnis sieht, lohnt es sich.

Ich bin mit dem fertigen Stück recht zufrieden. Die Abstände sind nicht total exakt, aber das kann ich evtl später etwas Ausgleichen, da die Buttons die in die Löcher kommen darin ein wenig spiel haben.

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Die Rückseite

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Und hier das Case, zur Ansicht mal bestückt. (Wird noch lackiert)

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So, nächstes mal dann aber wirklich Arduino und so. Die Schaltung steht soweit, ich baue sie noch in einem Program namens "fritzing" nach, da hat man dann eine schöne Übersicht.

Bis dahin.