Vor knapp zwei Jahren machte ich diverse Experimente mit den bekannten Arduino-Mikrocontrollern. Das hatte zunächst nichts mit Orgeln zu tun.
Dann erinnerte ich mich aber an eine Diskussion in einem ehemaligen Forum, in der es um Sub-/Superkoppeln über externe MIDI-Steuerung über Software (PC) ging. Das sollte mit einem Arduino doch recht einfach zu machen sein!? Mehr zum Spaß als aus Notwendigkeit. (Orgel, Synthesizer, Digitalpiano werden sonst bei Bedarf über ein USB-MIDI Interface an PC/Notebook angeschlossen).
Also zunächts mit einem entsprechenden Experimentalaufbau und einem Arduino Nano begonnen. MIDI-Interface ja kein Teufelswerk.
Im Prinzip alles kein Problem, nur gingen scheinbar Key Events verloren. Die recht einfache Software schien ok? Also mit einem „richtigen“ MIDI-Interface und einem Uno nochmal das Ganze.
Gleiches Problem (alles an der Johannus Rembrand). Immer wenn zwei Tasten (quasi-)gleichzeitig gedrückt wurden, bestand die Möglichkeit, dass Key-Events verloren gingen.
Jetzt Notebook mit dem USB-Interface her, MidiOX Software zur Analyse. Und? Immer alle Events richtig und vollständig da!
Zwischenresumee:
3 Arduinos probiert (Nano, Uno, Mega), 2 Interfaces (Versuchsaubau, Produkt) – immer gleicher Fehler Notebook mit Interface – kein Problem erkennbar
Die Arduinos sind auch schnell genug und haben auch einen hinreichend großen Hardware-Puffer.
Dann etwas spät ein naheliegender Gedanke: was ist mit einem anderen Instrument? Inklusive der Orgel hatte ja drei mit MIDI. Also an das Digitalpiano (Roland). Mit Notebook/MidiOX kein Problem, und dann – mit den Arduinos auch nicht! Und jetzt?
Jeder hätte gesagt: das kann ja gar nicht sein. Meinte ich eigentlich auch. Aber es war so.
Ich hab die Sache erst mal ruhen lassen (brauchte ich ja nicht wirklich) und dann kam ohnehin alles anders.
Zwischenzeitlich wurde ein digitales Oszilloskop mit Speichermöglichkeit angeschafft (wegen anderer Pläne), so dass ich jetzt mal genau analysieren kann, was da auf der Midi-Leitung passiert. Irgendwie will man es doch wissen. Macht die Johannus was falsch? Aber was? Warten wir es ab.
Polyphoniker
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konntest Du mit Deinem Oszi bzgl. der verschluckten MIDI-Events inzwischen weitere Erkenntnisse erlangen? Würde mich schon interessieren, was die Ursache war.
Interessant finde ich auch den aufsteckbaren MIDI-Adapter für den Uno. Existiert hierfür Software bzw. eine Dokumentation oder muss man das Interface selbst zum Leben erwecken, vorausgesetzt das notwendige Know-how ist vorhanden?
nein, das alte Problem ist noch nicht weiter untersucht worden. Aber alles steht bereit und in den nächsten Tagen geht es zur Sache, wenn ich mich von einem anderen Arduino-Projekt losreißen kann und sonst nichts dazwischen kommt ...
Der MIDI-Adapter für den Uno ist ja reine Hardware (nur die Din-Buchsen, eine Diode, ein Optokoppler, ein paar Widerstände, ein Schalter) und hängt an der normalen serielle Schnittstelle und alles funktioniert out-of-the-box sofort standardmäßig. Elementares offizielles Beispiel
vielen Dank für Deine Information. Eine MIDI-Schnitstelle mit dem Arduino einzurichten ist ja gar nicht so vertrackt, wie ich erwartet hatte. Meine ersten Versuche haben mich ermutigt etwas Anspruchsvolleres zu verwirklichen, und zwar einen Kanal-Konverter, den ich gut brauchen könnte. Mal sehen, was dabei heraus kommt.
Dass der Arduino auch als MIDI-Controller fungieren könnte, hatte ich gar nicht auf dem Schirm. Daher nochmals besten Dank für Deine Anregung.
Nun bin ich schon ein Stück weiter und habe mehrere "Projekte" in Arbeit. Ein Experiment zeigt Midi-Events an. Nun, das kann MidiOx viel besser, aber hier ging es ja um "verlustfreie" Verarbeitung von Midi-Events in einem Arduino und vor dem Weiterverarbeiten muss erstmal eine fehlerfreie Anzeige möglich sein.
Es kam heraus, dass der Arduiono nicht zu langsam ist (war auch nicht erwartet worden), sondern eher zu schnell war wegen nicht korrekter Programmierung . Unterschiedliche Geräte haben unterschiedliches Timing, deshalb funktionierte es mal und mal nicht. Ganz abgeschlossen sind die Experimente hier noch nicht. Messungen mit Oszilloskop sind wohl nicht erforderlich, mach ich aber trotzdem noch.
Was noch mal deutlich aufgefallen ist (auch im Bild oben), dass es da bei Johannus eine Eigenheit gab (noch immer? werde Johannus mal fragen): nach dem Note On mit velocity > 0 kommt anstelle Note Off wieder ein Note On mit Velocioty = 0. Was soll das? Auch wenn es funktioniert, wozu gibt es den regulären Note Off, der dann auch prinzipiell ein release velocity haben kann, was hier nicht geht?
Könnte es sein, dass die Software für das Arduino MIDI-Interface doch etwas zu simpel gestrickt ist gegenüber konventionellen Schnittstellen? Dass Events unterschlagen werden, dürfte ja eigentlich nicht sein und habe ich auch noch nicht erlebt. Selbst wenn ich während eines intensiven Spiels testhalber ein Sysex-Datenpaket sende, kommen alle Events an, allerdings mit minimaler Verzögerung.
Das eigentliche MIDI-Event „Note-Off“ (8n) wird kaum noch benutzt und meist durch „Note-On“ (9n, velocity = 00) ersetzt, was ja gleichbedeutend mit Note-Off ist. Zumindest bei meinen vorhandenen und bisherigen Instrumenten war bzw. ist das der Fall. Es bietet den Vorteil, dass das Statusbyte, solange es in den nachfolgenden Befehlen gleich bleibt, nur einmal gesendet werden muss und damit Bandbreite spart, der sog. „Running Status“. Laut MIDI-Spezifikation sollen aber beide Methoden gleich behandelt werden.
Damit löst sich der Nebel auf. Das mit dem "running status" war mir so nicht bekannt und hätte ich auch nicht erwartet. Ist halt frühe 8 Bit Zeit. Danke für den Hinweis. Das Problem war auch, dass die Orgel nur bei schneller Folge (wo ist die Grenze?) das Status Byte weg lässt, sonst aber immer sendet. Böse Falle. Andere Instrumente (z.B. Roland Piano) von mir schicken aber immer brav richtiges note off, da lief ja auch alles.
Problem erkannt, Problem gebannt. Kleine Programmänderung, dann sollte es endgültig laufen.
Für das Midi-Interface gibt es erstmal keine spezielle Software, nur die standmäßig serielle Schnittstelle, die nur Bytes kennt. Die Logik muss man im Zweifel selbst machen, was aber auch kein Problem ist, wenn man alle Besonderheiten von Midi berücksichtigt.
Mit "Software für das Arduino MIDI-Interface" habe ich mich natürlich etwas mißverständlich ausgedrückt. Gemeint war tatsächlich die selbst zu entwickelnde Software zur logischen Interpretierung der Bytes, die das MIDI-Interface zur Verfügung stellt.
Zitat von Polyphoniker im Beitrag #7Das Problem war auch, dass die Orgel nur bei schneller Folge (wo ist die Grenze?) das Status Byte weg lässt, sonst aber immer sendet.
Der Schwellenwert für die Verwendung des "Running Status" scheint laut meinen Messungen bei ca. 500 ms zu liegen.
Zwischenzeitlich wurde auch wieder etwas gemessen. Da hier kein Problem auf elektrischen Leitung vorlag, sondern die Bytes auf der Leitung logisch nicht richtig interpretiert wurden, waren physikalische Messungen eigentlich nicht mehr erforderlich, aber wenn man schon mal dabei ist ... in diesem Faden zum Abschluß (weiter geht es irgendwann mit "Messungen an Orgeln").
Ein paar schnell gemachte Beispiele:
Ein(?) Midi-Event auf der Leitung, hier kann man die Bits einzeln zählen. Was ist es?
Hier sieht man die einzelnen Bits nicht, aber offensichtlich ein Note on und Note off.
Ins Bild gezoomt ein Event, hier wegen anderer Auflösung nicht mehr so schön wie im ersten Bild.
Hier zwei Tasten fast gleichzeitig (C Cis), gibt beim Tonsignal schöne Schwebung
Kirchenorgel-Forum
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27.09.2022 23:02
Antworten
. Unterschiedliche Geräte haben unterschiedliches Timing, deshalb funktionierte es mal und mal nicht. Ganz abgeschlossen sind die Experimente hier noch nicht. Messungen mit Oszilloskop sind wohl nicht erforderlich, mach ich aber trotzdem noch.
und hätte ich auch nicht erwartet. Ist halt frühe 8 Bit Zeit. Danke für den Hinweis. Das Problem war auch, dass die Orgel nur bei schneller Folge (wo ist die Grenze?) das Status Byte weg lässt, sonst aber immer sendet. Böse Falle. Andere Instrumente (z.B. Roland Piano) von mir schicken aber immer brav richtiges note off, da lief ja auch alles. 
