TT Midi Switch

Zielsetzung bei der Entwicklung des TT MIDI-Moduls war ein universelle und flexible Plattform zu schaffen, mit der die meisten Schaltaufgaben in einem Gitarren / Bassverstärker komfortabel umgesetzt werden können. Die Steuerung soll sowohl mittels konventionellen Schaltern bzw. Tastern als auch über MIDI möglich sein.

Um diese Anforderungen erfüllen zu können und dennoch den Hardware-Aufwand so gering wie möglich zu halten wurde das TT MIDI-Modul um einen AVR µ-Controller ATMEGA16 realisiert, der sowohl die Steuersoftware als auch den Speicher für die einzelnen MIDI-Programme bereit hält.

Schaltpläne und Layouts

Da die Doku für dieses Modul etwas umfänglicher ist und einer Weiterentwicklung unterliegen kann, stehen die jeweils aktuellen Schaltpläne und Layouts als PDF Datei zum Download bereit.

Aufbau

Die Eingangsgruppe 1 mit den Eingängen I1 - I4 ist für die Kanalumschaltung vorgesehen. Diese Eingänge wurden zudem mittels Zusatzbeschaltung "entstört", sodass bei dem Einsatz von Fußschaltern, welche meist über lange Leitungswege mit dem Schaltmodul verbunden werden, keine Störungen eingefangen werden und die Signale sauber und eindeutig übertragen werden.

Die Gruppe 2 mit den Eingängen I5 - I8 ist für Bedienelemente ausgelegt, die z.B. direkt auf der Frontblende angebract sind. Diese Eingänge werden direkt auf den Eingang des µC geführt, ohne zusätzliche Schutzschaltung. Leitungslängen von rund 0,5 m sind kein Problem.

Die Ausgänge sind auf einen Leistungstreiber ULN2803 geführt. Mit dem ULN2803 ist es möglich auch größere Lasten wie Relais anzusteuern, da er insgesamt bis zu 500 mA liefern kann.
Je nach Anwendung können bei Bedarf auch Pin-kompatible Treiber eingesetzt werden. Wichtig zu beachten: es wird immer gegen Masse geschaltet!

Die Pins Z0 - Z2 sind in der Standardkonfiguration des TT-MIDI-Moduls wie folgt ausgelegt:

  • Z0: Ausgang. Dieser schaltet bei einer Kanalumschaltung, ausgelöst durch einen der Eingänge I1 - I4, für 80 ms gegen Masse durch. Somit kann dieser Ausgang zum Ansteuern eines Opto-Kopplers verwendet werden, der Stummschalten (Mute) des Verstärkers während des Schaltvorgangs ermöglicht.
  • Z1: Eingang: Midi-Store. Speichertaster zum Speichern der aktuellen Schaltzustände in dem entsprechenden MIDI-Programm. Durch "drücken" dieses Eingangs wird der aktuelle Schaltzustand in dem vorher ausgewählten MIDI-Programm zugeordnet und im µC fest gespeichert.
  • Z2: Ausgang: Midi-Store OK. Blinkt wenn ein Speichervorgang erfolgreich abgeschlossen ist.
Spannungsversorgung

Auf der Hauptplatine des Kanalumschalters befinden sich zwei Netzteile. Die Hauptspannungsversorgung ("Main Power Supply") ist für den Betrieb der kompletten Schaltung unerlässlich und bereitet aus einer Eingangsspannung von 6,3 - 9 VAC die für die Versorgung der Schaltung benötigte Spannung in Höhe von 5 VDC auf. Da diese Spannung auch für den Betrieb von 5 V Relais verwendet werden kann, ist darauf zu achten, dass die Eingangs-Wechselspannung ausreichend hoch ist, sodass nach der Gleichrichtung stabile 5 VDC anstehen. Der µC selbst ist unkritischer was die Spannung betrifft und arbeitet auch bei niedrigeren Spannungen, aber Relais können bei zu geringen Spannungen schnell an Haltekraft verlieren und durch Vibrationen bedingt anfangen zu "flattern". Ferner ist, je nach Last (Strombedarf), der 7805 durch einen zusätzlichen Kühlkörper zu kühlen.
Achtung: Der 7805 verkraftet maximal 1,5 A. Es ist darauf zu achten, dass dieser Strom nicht überschritten wird. Weiterhin ist es empfehlenswert die Schaltung über eine zusätzliche Sicherung auf der Eingangsseite abzusichern.

Das zweite Netzteil auf der Haupt-Platine, bezeichnet mit "Extra Power Supply", kann für von der Versorgungsspannung abweichende Spannungen verwendet werden. 12 V für den Betrieb von 12 V Relais wäre ein praktischer Anwendungsfall oder 9 V zur Phantomspeisung eines MIDI Gerätes.

Auch ist es denkbar, bei zu hohen AC-Versorgungsspannungen diese zuerst über das zusätzliche Netzteil zu führen um sie z.B. von 15 V auf 9 V zu reduzieren und anschließend in das Hauptnetzteil einzuspeisen, welches die Spannung weiter auf 5 V reduziert. Bezüglich Kühlung gelten die gleichen Anforderungen wie beim Hauptnetzteil auch.

Anwendung

Das TT MIDI-Modul muss nicht zwangsweise per MIDI angesteuert werden, sondern kann rein mit Fußschaltern bzw. Bedienelementen, die an der Front des Verstärkers angebracht sind, verwendet werden (Fußschalter und Schalter an der Front müssen als Taster ausgelegt sein AUS-(EIN)!).
Um einem MIDI-Programm bestimmte Schaltzustände zuordnen zu können sind Taster notwendig, mit ihnen werden alle gewünschten Schaltzustände eingestellt, die dann einer bestimmten MIDI-Programmnummer zugeordnet werden.

Firmware 1.X

Das TT MIDI-Modul arbeitet mit "program change" Befehlen und empfängt diese auf Kanal 1. Die meisten auf dem Markt verfügbaren MIDI-Schalter arbeiten ebenfalls mit diesem Kanal, insbesondere auch die einfachen Schalter, bei denen keine direkte Kanalauswahl möglich ist, somit sollte alles passen. Bei Bedarf können auch Mikrocontroller geliefert werden, die auf andere Kanäle programmiert wurden.

Um einem bestimmten MIDI-Programm eine festgelegter Schaltzustand zuzuweisen ist wie folgt vorzugehen:

  • Auswahl des MIDI-Programms mittels MIDI-Fußschalter (oder einem anderen Gerät welches den entsprechenden Kanal an das MIDI-Modul überträgt)
  • Auswahl des Verstärkerkanals mittels Fußschalter (angeschlossen an den Eingängen I1 bis I4)
  • Auswahl zusätzlicher Schaltzustände über die Bedienelemente am Verstärker selbst (angeschlossen an den Eingängen I5 bis I8).
  • Speichern des Setups durch drücken des Tasters, der an dem Eingang Z1 angeschlossen ist. Bei erfolgreicher Speicherung blinkt die LED die an dem Ausgang Z2 angeschlossen ist zweimal auf.
Firmware 2.x

ab 09.05.2016

Ab Version 2.x kann der Midi-Switcher auch "Controller Changes" verarbeiten. Damit ist es nun möglich gezielt einzelne Kanäle ein und aus zu schalten unabhängig von dem ausgewählten Programm.
Darüber hinaus ist es nun möglich den Midi-Kanal mittels CC zu konfigurieren oder den den Speicher des Controller zu resetten und auf den Urzustand zurück zu setzen.

Die Controller Changes sind wie folge definiert:

#81 Channel 1 / Out 1: Value: > 64 = ON
#82 Channel 2 / Out 2: Value: > 64 = ON
#83 Channel 3 / Out 3: Value: > 64 = ON
#84 Channel 4 / Out 4 Value: > 64 = ON

#85 Switch 1 / Out 5: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#86 Switch 2 / Out 6: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#87 Switch 3 / Out 7: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#88 Switch 4 / Out 8: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF

#89 Switch 1 / Out 5: Toggle
#90 Switch 2 / Out 6: Toggle
#91 Switch 3 / Out 7: Toggle
#92 Switch 4 / Out 8: Toggle

#93 Mute Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#94 Mute Toggle

Sonderfunktionen

# 102 Value > 64 Erase EPROM ( Reinit )
# 103 Set Midi Chanel Value: 1-16
# 104 Store Preset

# 105 Set Mute Time - NEU IN V2.1
# 106 Mute I5 -8 ON / OFF - NEU in V2.1

Beispiel:
Um den Midi-Kanal auf 2 zu ändern muss der Controller 103 angesprochen und diesem der Wert 2 (für den 2. Kanal) übermittelt werden.

Um den Ausgang Out5 ein zu schalten, muss dem Controller 85 ein Wert > 64 gesendet werden.

Werden die Controller 89 - 92 mit einem beliebigen Wert angesprochen, so wird jeweils der aktuelle Zustand umgedreht, also EIN wird zu AUS, AUS wird zu EIN.

 

Anmerkung

Das TT MIDI-Modul wird mit einer zusätzlichen Trägerplatine für Relais ausgeliefert. Diese Platine ist unbestückt bzw. wird ohne Bauteile und Relais ausgeliefert. Die für den jeweils angestrebten Schaltungszweck benötigten Bauteile müssen nach Bedarf mit bestellt werden.

Andere Anwendungsmöglichkeiten !

Das TT MIDI-Modul kann auch für ganz andere (Schalt)Aufgaben verwendet werden. Auf der Hauptplatine ist bereits die Möglichkeit für die Montage eine 10 Pin Pfostensteckers vorgesehen, wodurch der µC direkt in der Schaltung programmiert werden kann (Programmer und entsprechende Software vorausgesetzt, nicht im Lieferumfang enthalten).

Looper Funktion

Für den Einsatz des Midi-Switchers als Looper steht ein angepasste Version des Steuerprogramms zur Verfügung bei der jeder Ausgang unabhängig vom Status der anderen Ausgänge ein oder ausgeschaltet werden kann (betrifft eigentlich nur Ausgänge 1-4). Sonst ändert sich nichts. Die Verwendung und Programmierung bleibt gleich auch die Mute-Funktion.Statt den Fusstastern empfiehlt sich die Verwendung von 8 Einbau-Tastern.

Der Microcontroller mit der Firmware für die Looper-Funktion kann im Shop bestellt werden.

"Worst Case" beachten: je nach verwendeter Relais kann der Gesamtstrom die Grenze der internen Spannungsversorgung überschreiten, wenn alle 8 Ausgänge gesetzt sind.

Daher auf die Verwendung von Low-Power Relais achten oder eine zweite Spannungsversorgung einsetzten sowie den 7805 ausreichend kühlen.

Firmware 2.x für Looper

ab 22.05.2018

Control Change

#81 Switch 1 / Out 1: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#82 Switch 2 / Out 2: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#83 Switch 3 / Out 3: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#84 Switch 4 / Out 4: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#85 Switch 5 / Out 5: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#86 Switch 6 / Out 6: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#87 Switch 7 / Out 7: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#88 Switch 8 / Out 8: Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF

#89 Switch 1 / Out 1: Toggle
#90 Switch 2 / Out 2: Toggle
#91 Switch 3 / Out 3: Toggle
#92 Switch 4 / Out 4: Toggle
#93 Switch 1 / Out 5: Toggle
#94 Switch 2 / Out 6: Toggle
#95 Switch 3 / Out 7: Toggle
#96 Switch 4 / Out 8: Toggle

#97 Mute Value > 64 = ON, Value < 64 = OFF
#98 Mute Toggle

Sonderfunktionen

# 102 Value > 64 Erase EPROM ( Reinit )
# 103 Set Midi Chanel Value: 1-16
# 104 Store Preset
# 105 Set Mute Time

 

Software-Tools

MIDI-SEND

Das Programm MIDI-Send ist ein kleines Werkzeug für Windows mit dem sowohl Programm Changes als auch Controller Changes auf einfache Art gesendet werden können. Aber auch Raw-Daten können direkt übertragen werden, sofern man weis wie die Bytes aufgebaut sind.
Das Programm ist kostenlos verfügbar, Verwendung auf eigene Gefahr.

 

Zur Verwendung des Programmes bedarf es keiner Installation. Einfach das archiv herunter laden, entpacken und dann die darin befindliche EXE ausführen. Selbstverständlich muss zudem ein MIDI-Interface am PC installiert sein, welches dann auch im Programm ausgewählt werden muss.

 

Download: Midi-Send V1

 

 

 

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