ซินธิไซเซอร์ MIDI USB-C ที่เล็กที่สุด
- ผลงานชิ้นใหม่ในซีรีส์ MIDI ซินธิไซเซอร์แบบ "เล็กที่สุดและโหดที่สุด" โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ 32 บิต RISC-V รุ่น CH32V003
- แม้จะไม่มีฮาร์ดแวร์ USB แต่โปรเซสเซอร์ทำงานที่สัญญาณนาฬิกา 48MHz จึงทำให้แนวคิดในการเขียนซอฟต์แวร์ USB stack ดูน่าสนใจขึ้นมา
- ผู้เขียนรู้สึกทึ่งเมื่อพบว่า CNLohr ได้เขียนซอฟต์แวร์ USB stack ไว้แล้ว ทำให้ชิปตัวนี้ดูมีประโยชน์และน่าประทับใจยิ่งขึ้น
เดโม USB MIDI
- เดโม USB-MIDI ยังไม่เสร็จสมบูรณ์ แต่ได้ลองทำโดยบัดกรีบอร์ดพัฒนาเข้าด้วยกัน
- นำ TSOP20 breakout และ micro-USB breakout มาติดด้วยซูเปอร์กลู จากนั้นเพิ่มตัวปรับแรงดันไฟฟ้า คาปาซิเตอร์ ตัวต้านทาน และส่วนประกอบอื่น ๆ เพื่อให้วงจรสมบูรณ์
- ตั้งค่าให้เป็นอุปกรณ์ USB-MIDI ที่เล่นโน้ตเมื่อกดปุ่ม และเมื่อข้อมูล MIDI มาถึง ชิปจะสร้างคลื่นสี่เหลี่ยม
บอร์ดพัฒนา USB
- แม้จะมีบอร์ดพัฒนาสำหรับ CH32V003 อยู่บ้าง แต่ไม่ได้ต่อขา USB ไว้ เพราะชิปไม่มีฮาร์ดแวร์ USB
- เพื่อหลีกเลี่ยงการบัดกรีซ้ำ ๆ จึงออกแบบบอร์ดพัฒนาแบบเรียบง่ายที่มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะทำได้
- มีการติดป้ายกำกับขาที่จำเป็นทั้งหมด และมีตัวเลือกให้เพิ่มตัวต้านทานสำหรับสายข้อมูล USB
USB ล้วน ๆ
- ด้วยความที่ชิ้นส่วนมีราคาถูกและมีองค์ประกอบที่ต้องรองรับไม่มาก จึงดูเหมือนจะสนุกดีหากลองสร้างโปรเจกต์ USB ATtiny ขึ้นมาใหม่อีกครั้ง
- CH32V003 มีขาไม่เพียงพอ จึงไม่สามารถอ่านคีย์บอร์ดและ USB พร้อมกันได้ แต่สามารถใช้ชิปสองตัว โดยให้ตัวหนึ่งอ่านคีย์บอร์ดครึ่งหนึ่ง และอีกตัวอ่านส่วนที่เหลือพร้อม USB ได้
การเดินลายวงจร
- ต้องการทำแผงวงจรให้เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยใช้ปลั๊ก USB-C แบบติดตั้งแนวตั้ง
- ขยายระยะห่างของขา piezo buzzer เพื่อหลีกเลี่ยงการชนกับขารองรับของปลั๊ก USB-C
- แม้ไม่จำเป็นต้องต่อขา USB 3 แต่ต้องเชื่อมต่อ CC1 และ CC2 และสามารถวางลายวงจรที่จำเป็นทั้งหมดได้
การทำเป็นแพเนล
- ตัดสินใจทำแพเนลขึ้นมาเอง
- แพเนลมีความสมมาตรอย่างชัดเจน จึงสามารถบัดกรีด้านหนึ่งก่อน แล้วพลิกบอร์ดเพื่อบัดกรีอีกด้านได้
- การทำแพเนลเองทำให้สามารถเจาะรูที่กระชับพอดีรอบปลั๊ก USB-C เพื่อช่วยให้ยึดจับได้ในระดับพื้นฐานระหว่างการประกอบ
การประกอบ
- หากผลิตบอร์ดด้วยค่าความคลาดเคลื่อนต่ำที่สุด ผู้ผลิตจะช่วยอุดหนุนราคา
- บัดกรีคอนเน็กเตอร์ USB เป็นขั้นตอนสุดท้าย และบัดกรีชิ้นส่วนที่เหลือด้วยปืนลมร้อน
- ค่อย ๆ แยกบอร์ดออกจากแพเนล จากนั้นตัดขา buzzer ให้ได้ความยาวเหมาะสมและบัดกรีเข้าที่
ความเห็นของ GN⁺
- โปรเจกต์นี้แสดงให้เห็นการผสานฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์อย่างสร้างสรรค์ แนวคิดในการสร้าง USB-MIDI ซินธิไซเซอร์ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ราคาประหยัดอาจสร้างแรงบันดาลใจให้ชุมชน DIY ฮาร์ดแวร์ได้
- การทำซอฟต์แวร์ USB stack ต้องอาศัยความเข้าใจเชิงลึกทั้งด้านการเขียนโปรแกรมและการออกแบบฮาร์ดแวร์ ซึ่งยังมอบโอกาสในการเรียนรู้ให้วิศวกรซอฟต์แวร์ระดับเริ่มต้นได้ด้วย
- บทความนี้น่าจะน่าสนใจสำหรับผู้ที่ชื่นชอบความท้าทายทางเทคนิค และอยากสร้างโปรเจกต์แปลกใหม่ในแบบของตัวเอง
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นบน Hacker News
สงสัยว่าคนนี้หาเลี้ยงชีพด้วยงานลักษณะนี้หรือเปล่า ผลงานของเขาดูประณีตและมีเอกลักษณ์อยู่เสมอ
บอกว่างานเทียนสามมิติของเขาน่าทึ่งมาก ลิงก์
บอกว่ามันชวนขำดีที่เอาสิ่งเหล่านี้ไปเสียบกับฮับที่ติดป้ายว่าแต่ละพอร์ต 10 กิกะบิต
บอกว่าภาพถ่ายแบบมาโครซูมของแผ่นรองปลายนิ้วละเอียดมากจนวิดีโอนี้อาจเข้าข่ายเป็นการละเมิดความปลอดภัยจากลายนิ้วมือได้ อาจแย่กว่าการเผลอแชร์รูปที่มีลูกกุญแจบ้านติดอยู่เสียอีก
รายงานการสร้างละเอียดมาก แต่มีเดโมเสียงสั้น ๆ ให้ฟังเท่านั้น เพราะมันสร้างเสียงได้แทบจะมีแค่ square wave จึงยากจะยอมรับว่าเป็นซินธิไซเซอร์จริง ๆ เนื่องจากไม่มีการสังเคราะห์ การมอดูเลต หรือฟิลเตอร์ อาจเรียกว่าเป็นชิปเสียงการ์ดอวยพรที่มี USB-MIDI จะเหมาะกว่า
รู้สึกกังวลเล็กน้อยกับภาพที่มองเห็นลายนิ้วมือได้ในความละเอียดสูง
การที่ USB-C ใช้งานได้แค่บางด้านนั้นน่าผิดหวังมาก และตรงข้ามกับสิ่งที่ USB-C ตั้งใจจะเป็นโดยสิ้นเชิง Nokia 2780 Flip มีพอร์ตชาร์จ USB-C แต่บนกล่องกลับเขียนว่า Micro-USB และใช้งานได้แค่ด้านเดียว
สนุกดี แต่จริง ๆ แล้วไม่ใช่ซินธิไซเซอร์ที่เล่นอะไรได้มากกว่า square wave
แนะนำให้ใช้กาวยึดชิปแบบเทอร์โมเซตสีแดงเพื่อยึดคอนเน็กเตอร์ SMT ระหว่างการรีโฟลว์สองด้าน
เป็นเดโมที่สวยงาม ชวนให้นึกถึงเสียงในยุคไมโครคอมพิวเตอร์ 8 บิต