スローなブギにしてくれ
DX7を弾きこなすのがこのブログの壮大なテーマなのに、いっこうに演奏技術が上達していないではないか。練習もしないでプロのミュージシャンの動画みたいに演奏したいというのがそもそも無理なのだ。大いに反省して、それならばコンピュータ（マイコンだけど）を駆使して上達してやろうと思い立った。
やっぱりキーボードの練習というと、楽器メーカーから出ている鍵盤が教えてくれるものが頭に浮かびます。最近のは鍵盤そのものが光ったり、音声で指示してくれるものがあったりして、短期間で上達できそうです。また、youtubeをチェックすると、ウォーターフォール タイプでのレッスン動画というのがあって、画面上で、鍵盤の上に光の点が滝のように下に降りてくるので、その部分（鍵盤）を押さえると演奏出来るというものをよく見かけます。このようにいろいろな方法がありますが、DX7でも出来る方法ということで、キーボードを簡単にマスターできる装置を考えました。以下、キーボードの演奏理論や音楽技法などは全くといって知らないのでおかしな点があることをお許し願いたいです。
やっぱりキーボードの練習というと、楽器メーカーから出ている鍵盤が教えてくれるものが頭に浮かびます。最近のは鍵盤そのものが光ったり、音声で指示してくれるものがあったりして、短期間で上達できそうです。また、youtubeをチェックすると、ウォーターフォール タイプでのレッスン動画というのがあって、画面上で、鍵盤の上に光の点が滝のように下に降りてくるので、その部分（鍵盤）を押さえると演奏出来るというものをよく見かけます。このようにいろいろな方法がありますが、DX7でも出来る方法ということで、キーボードを簡単にマスターできる装置を考えました。以下、キーボードの演奏理論や音楽技法などは全くといって知らないのでおかしな点があることをお許し願いたいです。
■キーボードマーカーの仕様
大まかな説明をすると、MIDIデータを取り込んで、ノート音データに応じた鍵盤のLEDを点灯させ、同時に指にも振動でお知らせする装置です（左のイメージ図ですが、あらためて見ると怪しい健康器具のような感じです。本当に効果あるの？と思ってしまう）
大まかな説明をすると、MIDIデータを取り込んで、ノート音データに応じた鍵盤のLEDを点灯させ、同時に指にも振動でお知らせする装置です（左のイメージ図ですが、あらためて見ると怪しい健康器具のような感じです。本当に効果あるの？と思ってしまう）■回路図
この回路図に書ききれていませんが、ダイナミック駆動回路は2系統のモーター回路と4系統のLEDドライブ回路および2系統のスイッチ入力回路を1ブロックとして4個のブロックから成り立っています。（実際に作るよりも回路図を書くほうがちょっと苦労しました。）
■部品リスト
| 部品 | 数量 | 特記事項 |
小計（円）
|
| PIC16F1827 | 1 | 150 | |
| GM009605(SSD1306) |
1
|
$1.94 | |
| WaterProof Vibration motor 7×24mm | 10 | 10個セット | $9.90 |
| Si2301 pch-MOS FET | 4 | 50pcs | $0.38 |
| IRLML2502 nch-MOS FET | 10 | 50pcs | $1.02 |
| 面実装LED 1206(EIAJ 3216)タイプ | 32 | 5色各100本 | $2.10 |
| 1N4007 アキシャルリード | 8 | 20本/パック | 100 |
| 1N4148 アキシャルリード | 32 | 50本/パック | 100 |
| 両面ノンスルーホール基板 100×150mm | 1 |
660
|
|
| XH3P ベースポスト TOP型 | 25 | @10 | 250 |
| 抵抗 | 80 | $0.86 | |
| 電解コンデンサ | 2 | 20 | |
| 積層セラミックコンデンサ | 2 | 40 | |
| ジャンパーピン+ピンヘッダー | 8 | 100＋25 | 125 |
| ICソケット18P |
1
|
40 | |
| スイッチング電源アダプター 3.3V 2.2A | 1 | 580 | |
| Φ2.1標準DCジャック | 1 | 30 |
表の価格は参考です。また価格には送料込みと無しの場合があります。
■使用する部品の説明
●マイコン
microchip社のPIC16F1827を使用します。マイコンにはポート数が16本もありますが、今回は1オクターブ12音（ドから次のドまで）をLEDへ出力するポートと、指の指示用振動子が10本で出力は22本が必要になります。また、音階切替用に入力ポートも必要なので、4×8=32本のダイナミック駆動としました。正確には出力が4×6＝24本、入力が4×2＝8本となります。
●両面基板
ダイナミック入出力回路の基板はマトリクス（縦横が交差する）で配線するのが効率がよいです。片面基板だと、ランド側はすずめっき線で一直線に配線が出来ますが、反対面の方はすずめっき線の交差する箇所を何らかの方法で固定する必要があります。これがなかなか面倒で、それではと両面基板を使用するのですが、スルーホールが生成され表裏のランドに導通がある基板で配線するとかなり大変で悲劇が生じます。テスターで誤配線を探し出すのが配線にかかった時間よりも長くなるという状態になりかねません。マトリクス配線には何と言ってもノンスルーホール基板（NPTH基板とかNTH基板と呼ぶ）が良好です。
残念なことにNTH基板は取り扱いが少ないようで、通販サイトでもあまり見かけません。秋月電子でもサイズが小さな基板（95×72mm）しかありません。海外の通販サイトではNPTH基板で検索してもかかりませんでした。別名の検索ワードがあるのかもしれません。折角なので国内のネットで探しまわると値段が手頃でサイズの大きなNTH基板を見つけました。
キーワードは、e-toolz ノンスルーホール ユニバーサル基板
今回は150mm×100mmの基板を使用しました。
●MOS FET
ダイナミック駆動のビットScan0〜3側のドライブにはPch-MOS FETを使用します。このFETのことをハイサイドスイッチと呼ぶのだそうです。振動子（モーター）の駆動電流はDC1.5Vの場合0．29Aという定格なのでPNP-Trでも問題ではないのですが、ちょっと使ってみたかったのです。Pch品は種類が多くないようです。Vishay社のSi2301という品番を選びました。出力ポートのbit0〜5のドライブにはNch-MOS FETを使用しています。VGS(th)が1.2VというIRF社のIRLM2502を選びました。どちらのFETもSOT23というパッケージのチップ品で米粒くらいの大きさなのですが、個人的にははんだ付けしやすいと思っています。（このことは後ほど説明します）
●振動子（モーター）
スマホに内蔵されているブルブルする部品です。振動子と呼んでいますが中身はモーターです。形状は指にフィットするように棒状のものを探しました。時分割で駆動して問題はないのかと思いましたが、影響は無いようです。動作させるうちにマッサージする装置と勘違いしそうになりました。
●OLED
128×64ドットの表示器が2ドルほどで売られているのを見つけました。OLED（有機EL）なのでバックライトが不要となります。GM009605と本体に表示がありますが調べてみるとSSD1306という型番で探すとマニュアルを見つけることが出来ました。I2C通信タイプなので配線本数が少なくて済みます。キャラクタジェネレータが内蔵されていないので自力で用意する必要がありますが、先人の皆様のおかげで簡単に実装することが出来ました。5×8ドットの文字は小さくて見にくいのでちょっと工夫が必要でした。
キーワードは、128×64ドット 0.96インチ OLED SSD1306 I2C Arduino
表示色は白、青、黄色などがありますが、白色が見やすいです。今回の回路には特に必要という訳ではないですが、デバッグ時にあると非常に便利と個人的には思っています。
●チップLED
鍵盤の上部につけるガイド用のLEDです。白鍵盤は白色LED、黒鍵盤は黄色LEDを使用しています（黒色LEDってあるのかな）。サイズは3216（EIAJ)なのではんだ付けは比較的楽です。左の画像はLEDの裏側です。三角のマークがカソードを示していると初めて知りました。
microchip社のPIC16F1827を使用します。マイコンにはポート数が16本もありますが、今回は1オクターブ12音（ドから次のドまで）をLEDへ出力するポートと、指の指示用振動子が10本で出力は22本が必要になります。また、音階切替用に入力ポートも必要なので、4×8=32本のダイナミック駆動としました。正確には出力が4×6＝24本、入力が4×2＝8本となります。
●両面基板
ダイナミック入出力回路の基板はマトリクス（縦横が交差する）で配線するのが効率がよいです。片面基板だと、ランド側はすずめっき線で一直線に配線が出来ますが、反対面の方はすずめっき線の交差する箇所を何らかの方法で固定する必要があります。これがなかなか面倒で、それではと両面基板を使用するのですが、スルーホールが生成され表裏のランドに導通がある基板で配線するとかなり大変で悲劇が生じます。テスターで誤配線を探し出すのが配線にかかった時間よりも長くなるという状態になりかねません。マトリクス配線には何と言ってもノンスルーホール基板（NPTH基板とかNTH基板と呼ぶ）が良好です。
残念なことにNTH基板は取り扱いが少ないようで、通販サイトでもあまり見かけません。秋月電子でもサイズが小さな基板（95×72mm）しかありません。海外の通販サイトではNPTH基板で検索してもかかりませんでした。別名の検索ワードがあるのかもしれません。折角なので国内のネットで探しまわると値段が手頃でサイズの大きなNTH基板を見つけました。
キーワードは、e-toolz ノンスルーホール ユニバーサル基板
今回は150mm×100mmの基板を使用しました。
●MOS FET
ダイナミック駆動のビットScan0〜3側のドライブにはPch-MOS FETを使用します。このFETのことをハイサイドスイッチと呼ぶのだそうです。振動子（モーター）の駆動電流はDC1.5Vの場合0．29Aという定格なのでPNP-Trでも問題ではないのですが、ちょっと使ってみたかったのです。Pch品は種類が多くないようです。Vishay社のSi2301という品番を選びました。出力ポートのbit0〜5のドライブにはNch-MOS FETを使用しています。VGS(th)が1.2VというIRF社のIRLM2502を選びました。どちらのFETもSOT23というパッケージのチップ品で米粒くらいの大きさなのですが、個人的にははんだ付けしやすいと思っています。（このことは後ほど説明します）
●振動子（モーター）
スマホに内蔵されているブルブルする部品です。振動子と呼んでいますが中身はモーターです。形状は指にフィットするように棒状のものを探しました。時分割で駆動して問題はないのかと思いましたが、影響は無いようです。動作させるうちにマッサージする装置と勘違いしそうになりました。
●OLED
128×64ドットの表示器が2ドルほどで売られているのを見つけました。OLED（有機EL）なのでバックライトが不要となります。GM009605と本体に表示がありますが調べてみるとSSD1306という型番で探すとマニュアルを見つけることが出来ました。I2C通信タイプなので配線本数が少なくて済みます。キャラクタジェネレータが内蔵されていないので自力で用意する必要がありますが、先人の皆様のおかげで簡単に実装することが出来ました。5×8ドットの文字は小さくて見にくいのでちょっと工夫が必要でした。
キーワードは、128×64ドット 0.96インチ OLED SSD1306 I2C Arduino
表示色は白、青、黄色などがありますが、白色が見やすいです。今回の回路には特に必要という訳ではないですが、デバッグ時にあると非常に便利と個人的には思っています。
●チップLED
鍵盤の上部につけるガイド用のLEDです。白鍵盤は白色LED、黒鍵盤は黄色LEDを使用しています（黒色LEDってあるのかな）。サイズは3216（EIAJ)なのではんだ付けは比較的楽です。左の画像はLEDの裏側です。三角のマークがカソードを示していると初めて知りました。
今日はここまでです。さぁ、ビールを飲みましょう。出張の帰りに、ビール缶とおかき、いかの燻製、ピーナッツなどが入ったおつまみセットや貝のひもなんかを買いこんで新幹線で飲んだ「せんべろ出張」がなつかしいです。
文中で使用した鍵盤のイラストは「来夢来人さんのピアノの鍵盤のフリー素材」より引用しました。
https://ecsozai.civillink.net/largeillust/suisougaku3832.html
手のイラストは「季節行事の無料イラスト集」より引用しました。
https://shinbunsozai.info/hand/
https://ecsozai.civillink.net/largeillust/suisougaku3832.html
手のイラストは「季節行事の無料イラスト集」より引用しました。
https://shinbunsozai.info/hand/
※このブログで書かれた内容によって生じた損害等の一切の責任を負いかねますので、予めご了承下さい。
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