mercredi 20 juillet 2011

Communication MIDI avec un Arduino

J'ai  exploré la communication entre un Arduino et un clavier musical par l'entremise du protocole MIDI.  J'ai d'abord réalisé le circuit (très simple) proposé ici :  il est constitué de quelques fils, une résistance de 220 Ω et un jack MIDI femelle, aussi appelés DIN5 (j'allais en commander un quand je me suis souvenu de mon antique interface Mac Man qui ne fonctionne plus avec mes ordinateurs actuels:  j'ai donc récupéré ses 4 jacks MIDI).

Le code proposé sur la même page web se contente de jouer toutes les notes en ordre croissant.  En plus d'émettre des message "note on", je voulais utiliser plusieurs canaux MIDI en même temps, chacun produisant le son d'un instrument distinct.  C'est ce que j'ai réalisé avec le sketch ci-dessous.

J'ai assigné un son d'instrument aux canaux MIDI 0, 1 et 2 en me basant sur les spécifications du General MIDI .  Par convention, le canal 10 est réservé aux percussions et n'est pas affecté par les messages "program change".

On joue une note par un message "note on" en spécifiant le canal, le numéro de la note (référence ici) et sa vélocité (son volume sonore, en gros).  On interrompt la note de la même façon, en lui assignant une vélocité de zéro.  Lorsqu'on oublie d'interrompre la note, ça peut être très laid!

Cette première expérimentation pourrait ouvrir la voie à des projets plus ambitieux comme exécuter des fichiers MIDI stockés sur une carte SD, ou construire un contrôleur MIDI...






/*
 MIDI OUT DEMO

Ce sketch permet à l'Arduino de jouer une mélodie sur un clavier MIDI.

 Inspiré de ce fichier:    http://www.arduino.cc/en/Tutorial/MIDI
(voir au même endroit pour le circuit)

 */

/*  On définit quelques notes qu'on va utiliser: ce sera plus pratique que les valeurs hexadécimales!
    Voir http://www.wavosaur.com/download/midi-note-hex.php  */

#define NOTE_G2 0x2B 
#define NOTE_C3 0x30 
#define NOTE_C4 0x3C
#define NOTE_D4 0x3E
#define NOTE_E4 0x40
#define NOTE_F4 0x41
#define NOTE_G4 0x43
#define NOTE_A4 0x45
#define NOTE_B4 0x47
#define NOTE_C5 0x48
#define NOTE_D5 0x4A
#define NOTE_E5 0x4C
#define NOTE_F5 0x4D
#define NOTE_G5 0x4F
#define NOTE_A5 0x51
#define NOTE_B5 0x53


void setup() {
  //  Réglage du MIDI baud rate:
  Serial.begin(31250);
}

void loop() {

  // préparation des instruments:
  ProgChange(0,34);  // Bass guitar sur le canal 0
  ProgChange(1,16);  // orgue sur le canal 1
  ProgChange(2,80);  // synthé sur le canal 2
  // le canal 9 joue toujours des percussions


  noteOn(0x99, 42, 0x45);  // Closed Hi-Hat
  noteOn(0x99, 36, 0x45);  // Bass Drum
  noteOn(0x90, NOTE_C3, 0x45);  // Basse
  noteOn(0x92, NOTE_E5, 0x50);  // Synthé
  delay(200);
  noteOn(0x99, 42, 0x00);  // Closed Hi-Hat fin
  noteOn(0x99, 36, 0x00);  // Bass Drum fin
  noteOn(0x92, NOTE_E5, 0x00);  // Synthé fin


  noteOn(0x99, 42, 0x45);  // Closed Hi-Hat
  noteOn(0x92, NOTE_D5, 0x50);  // Synthé
  delay(200);
  noteOn(0x99, 42, 0x00);  // Closed Hi-Hat fin
  noteOn(0x90, NOTE_C3, 0x00);  // Basse fin
  noteOn(0x92, NOTE_D5, 0x00);  // Synthé fin


  noteOn(0x99, 42, 0x45);  // Closed Hi-Hat
  noteOn(0x99, 38, 0x45);  // Bass Drum
  noteOn(0x91, NOTE_C4, 0x65);  // orgue
  noteOn(0x91, NOTE_E4, 0x65);  // orgue
  noteOn(0x91, NOTE_G4, 0x65);  // orgue
  delay(200);
  noteOn(0x99, 42, 0x00);   // Closed Hi-Hat fin
  noteOn(0x99, 38, 0x00);   // Bass Drum fin

  noteOn(0x99, 42, 0x45);   // Closed Hi-Hat
  delay(200);
  noteOn(0x99, 42, 0x00);   // Closed Hi-Hat fin
  noteOn(0x91, NOTE_C4, 0x00);  // orgue fin
  noteOn(0x91, NOTE_E4, 0x00);  // orgue fin
  noteOn(0x91, NOTE_G4, 0x00);  // orgue fin


  noteOn(0x99, 42, 0x45);  // Closed Hi-Hat
  noteOn(0x99, 36, 0x45);  // Bass Drum
  noteOn(0x90, NOTE_G2, 0x45);  // Basse
  noteOn(0x92, NOTE_G5, 0x50);  // Synthé
  delay(200);
  noteOn(0x99, 42, 0x00);  // Closed Hi-Hat fin
  noteOn(0x99, 36, 0x00);  // Bass Drum fin
  noteOn(0x92, NOTE_G5, 0x00);  // Synthé fin


  noteOn(0x99, 42, 0x45);  // Closed Hi-Hat
  noteOn(0x92, NOTE_E5, 0x50);  // Synthé
  delay(200);
  noteOn(0x99, 42, 0x00);  // Closed Hi-Hat fin
  noteOn(0x90, NOTE_G2, 0x00);  // Basse fin
  noteOn(0x92, NOTE_E5, 0x00);  // Synthé fin


  noteOn(0x99, 42, 0x45);     // Closed Hi-Hat
  noteOn(0x99, 38, 0x45);    // Bass drum
  noteOn(0x91, NOTE_C4, 0x65);  // orgue
  noteOn(0x91, NOTE_E4, 0x65);  // orgue
  noteOn(0x91, NOTE_G4, 0x65);  // orgue
  delay(200);
  noteOn(0x99, 42, 0x00);    // Closed Hi-Hat fin
  noteOn(0x99, 38, 0x00);   // Bass drum fin

  noteOn(0x99, 42, 0x45);   // Closed Hi-Hat
  delay(200);
  noteOn(0x99, 42, 0x00);   // Closed Hi-Hat fin
  noteOn(0x91, NOTE_C4, 0x00);  // orgue fin
  noteOn(0x91, NOTE_E4, 0x00);  // orgue fin
  noteOn(0x91, NOTE_G4, 0x00);  // orgue fin

}

void noteOn(int cmd, int pitch, int velocity) {
  Serial.print(cmd, BYTE);
  Serial.print(pitch, BYTE);
  Serial.print(velocity, BYTE);
}


void ProgChange(int channel, int prognumber) {
  Serial.print(0xC0+channel, BYTE);
  Serial.print(prognumber, BYTE);
}

void PitchBend (int low,int high){
  Serial.print(0xE0, BYTE);
  Serial.print(low, BYTE);
  Serial.print(high, BYTE);
}



Mise à jour (12 mai 2012):  Cet article a maintenant une suite:  Clavier MIDI à base d'Arduino

Mise à jour (10 août 2012):  Avec Arduino 1.0, il faut remplacer tous les "Serial.print(...,BYTE)" par des Serial.write(...).

Mise à jour (22 août 2012):  Pour faire aussi du "MIDI IN" avec un Arduino.

Yves Pelletier (Twitter: @ElectroAmateur)

8 commentaires:

  1. Bonjour
    Je débute avec arduino et programmation je m'intéresse au midi, et je cherchais un exemple de changement d'instrument; le fameux "program change" je vais donc m'inspirer de votre sketch
    Merci de faire partager vos connaissances; à la retraite, on a un peu de temps pour bricoler.
    Je vois que vous parlez de lecture de fichier Midi sur carte SD, j'aimerais bien faire çà pour mon orgue de barbarie.
    Comptez-vous développer ce projet et le faire partager?
    Amicalement
    Michel

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  2. Bonjour Michel,
    Si je réussis un jour à lire un fichier MIDI sur une carte SD, c'est certain que je vais m'en vanter sur ce blog... Mais ça risque d'être long: je progresse lentement...

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  3. Bonjour Yves
    Merci pour votre pour votre réponse et bon courage.
    michel

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  4. Bonjour Yves
    Quelqu'un (Popsword) a fait exactement ce qui nous intéresse, mais je ne sais ni comment le contacter, ni s'il est prêt à partager son travail, car l'anglais et moi, on est fachés! J'ai fait l'erreur de prendre Espagnol, et je le paye très cher aujourd'hui.
    Voici le lien qui me fait baver:
    http://www.arduino.cc/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1294764466
    Dis-moi si tu arrives à quelque chose.
    Amicalement
    michel

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  5. Oui, j'avais déjà lu cette discussion il y a quelques semaines. Malheureusement, l'auteur termine en disant qu'il ne fournira pas d'informations supplémentaires concernant son projet!

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  6. Re
    oui, c'est malheureusement ce que j'avais cru comprendre. Comme quoi, tout le monde n'est pas prêt à partager!
    Amicalement
    michel

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  7. intéressan, et oui , dommage que sur le forum la personne ne veuille pas en dire plus.

    je viens de commander un arduino uno R3. tout ce que j'espère, c'est qu'avec, je pourrais enregistrer une séquence pianotée sur un clavier de synthé, et puis la rejouer si je veux, même en continu, et j'aimerais pouvoir ajuster la vitesse, kes paramètres de chaque note ( vélocité, longueur .. ) dites moi, estce que je me plante de direction ou est-ce que je peux espérer ? merci !

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  8. Bonjour Adrien,

    Ça peut certainement se faire, il reste à voir comment...

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