Introdução. Características. Hardware. Características principais. Software. versão

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1 versão Introdução ORGAN1 é um gerador de som de orgãos composto por um programa (software) implementado num único integrado microprocessador (hardware). Características Polifonia Controle via MIDI Tipos de Órgãos Percussão Click tecla 24 notas 3 canais dedicados aos teclado superior, inferior e pedaleira Drawbar Organ, Rock Organ e Transistor Organ implementa percussão de 2 o ou 3 o harmônico com controle de intensidade e decay simula o ruído dos contatos mecânicos das teclas Vibrato tradicional implementado nos órgãos Rock e Transistor, com controle de velocidade e intensidade Vibrato scanner Ataque e sustain implementa o vibrato e chorus V1/C1, V2/C2, V3/C3 controle de tempo de ataque e de sustentação da nota Falantes rotativos simula falantes rotativos mecânicos Reverberação implementa tipos estúdio, palco e catedral Overdrive simula a distorção dos amplificadores valvulados Hardware O ORGAN1 é implementado no microcontrolador STM32F405 RGT6, fabricado pela ST Microelectronics. Características principais Arquitetura ARM Cortex M4 Clock de 168 MHz Velocidade de 210 DMIPS (Dhrystone bench mark, milhões de instruções por segundo) Operações DSP (Digital Signal Processor) 32 bits Aritmética de ponto flutuante 1 Megabyte de memória de programa Software Define as funcionalidades através de comandos MIDI gerando saída digital de 12 bits, no próprio integrado microcontrolador, ou 16 bits através de um conversor digital/analógico (DAC) externo. Em ambas configurações a freqüência de amostragem é de 44.1 KiloHertz. Simula três tipos de órgãos: Drawbar, composto por harmônicos senoidais; Rock, com um grande conteúdo de harmônicos; Transistor, onde os registros possuem maior destaque nos harmônicos impares. Este modelo de microcontrolador foi escolhido por apresentar uma serie de vantagens notáveis em termos custo/performance, variedade e flexibilidade de recursos que facilitaram a implementação do ORGAN1. Segundo o relatório da ARM, a serie STM32F4 ocupa o 45% do mercado mundial, garantindo assim pela sua popularidade a disponibilidade futura do dispositivo.

2 dos pinos dos pinos 1 VCC 3.3V 12 GND 13 VCC 3.3V 18 GND 19 VCC 3.3V 20 DAC1 saída canal direito 21 DAC2 saída canal esquerdo 31 VCAP_1 capacitor tántalo 2.2 UF 32 VCC 3.3V 38 I2S3_MCK master clock DAC externo 46 SWDIO pino 4 de programação SWD 47 VCAP_2 capacitor tántalo 2.2 UF 48 VCC 3.3V 49 SWCK pino 2 de programação SWD 50 I2S3_WS left right clock DAC externo 55 I2S3_CK clock DAC externo 57 I2S3_SD data DAC externo 59 USART1_R entrada MIDI digital 60 BOOT0 com 10K a GND 63 GND 64 VCC 3.3V Esquema elétrico MIDI É recomendado o seguinte esquema para implementar a interface MIDI IN Esquema com DAC externo Os restantes pinos deverão permanecer abertos Esquema elétrico Este esquema deverá ser utilizado para implementar o ORGAN1 utilizando o conversor digital analógico (DAC) interno O ORGAN1 transmite sinais para o DAC externo através do protocolo I2S, formato PHILIPS. Foi desenvolvido e certificado com o conversor D/A CS4334 fabricado pela CIRRUS LOGIC. Poderão ser utilizado outros dispositivos compatíveis com o protocolo e formato.

3 Controles MIDI Volume por canal Se aplica para todos os tipos de orgão. Volume por canal 7 Volume É recomendável manter estes controles nos valores máximos possíveis para evitar perda de qualidade na conversão digital - analógico. Expressão Se aplica para todos os canais. Estabelece o volume geral Expressão 11 Expressão Nota: É altamente recomendável manter este controle no valor máximo para evitar perda de qualidade na conversão digital - analógico. Se recomenda a implementação deste recurso através de soluções tradicionais de sinais de áudio (potenciômetro, por exemplo). Afinação Este controle permite modificar a afinação dos geradores. O ajuste é realizado em passos de 1/16 de semitom, o que permite um ajuste de +/- 4 semitons, o que representa um intervalo entre 350Hz e 540HZ. Afinação 33 Afinação Default 64 (hexadecimal 40) para uma freqüência do A4 de 440Hz Falantes rotativos Simula as caixas amplificadas com dois altofalantes rotativos. Se aplica para todos os tipos de órgão e para todos os canais. Falantes rotativos 50 Velocidade dos rotores dos altofalantes rotativos 51 Velocidade lenta do rotor agudo (horn) 52 Velocidade rápida do rotor agudo (horn) 53 Velocidade lenta do rotor grave (woofer) 54 Velocidade rápida do rotor grave (woofer) 55 Tempo de aceleração / desaceleração do rotor agudo (horn) 56 Tempo de aceleração / desaceleração do rotor 2 grave (woofer) Overdrive 0: parado (stop) 1: lento (slow) 2: rápido (fast) Default 64 Default 6 Default 62 Default 5 Default 16 Default 50 Simula a distorção provocada pelos amplificadores valvulados. Se aplica para todos os tipos de órgão e para todos os canais. Overdrive 70 Overdrive Nota sustenida Estabelece o tempo de decaimento do som quando a tecla é liberada. Pode ser aplicado nos três tipos de órgão. Pode ser aplicado a qualquer canal. Nota sustenida 72 Nota Sustenida (release) 1: rápido 2: médio 3: lento

4 Tipo de ataque Este controle permite definir o tipo de ataque curto ou médio. Pode ser aplicado nos três tipos de orgão. Pode ser aplicado a qualquer canal. Tipo de ataque 73 Tipo de ataque 1: curto (hard) 2: médio (soft) Vibrato tradicional Este efeito simula o vibrato tradicional por modulação de freqüência. Se aplica somente aos tipos de orgão Rock e Transistor. É aplicado aos canais 1 e/ou 2 (teclado superior e/ou teclado inferior). Vibrato tradicional 76 Velocidade do vibrato 77 Profundidade do vibrato Default: 60 0: normal 1 : forte (hard) 78 Vibrato on/off 0: off 79 Vibrato por canal 0: canais 1 e 2 1: canal 1 2: canal 2 Vibrato e Chorus Scanner Este efeito simula o vibrato dos órgãos eletro mecânicos por retardo do som. Se aplica somente ao tipo de órgão Drawbar. É aplicado aos canais 1 e/ou 2. Vibrato e Chorus Scanner 82 Vibrato chorus scanner 0: inativo 1: V1/C1 2: V2/C2 3: V3/C3 93 Chorus on/off 0: off 79 Vibrato por canal 0: canais 1 e 2 1: canal 1 2: canal 2 Reverberação O controle cria o efeito de reverberação. Se aplica para todos os tipos de orgão e para todos os canais. Reverberação 90 Tipo de reverberação 91 Tempo de reverberação Tipo de Órgão 1: studio 2: palco 3: catedral Default: /30 segundo aprox. Este controle define o tipo de órgão. Se aplica a todos os canais. Pode ser transmitido em qualquer canal básico (1 a 3). Tipo de Órgão 96 Tipo de Órgão 1: Drawbar 2: Rock 3: Transistor Percussão Este recurso produz o efeito de percussão no inicio do som. Somente se aplica no órgão Drawbar. É aplicado unicamente no canal 1 (teclado superior). Percussão 97 Modo de percussão 98 Percussão on/off 0: off 99 Percussão 3o harmônico 1: somente a 1a nota 2: de 1 até 4 notas simultâneas 0: off 100 Percussão fast 0: off 101 Percussão soft 0: off

5 Click contato de tecla Simula o ruído de contato de tecla dos orgãos eletro mecânicos. É aplicado somente ao tipo de orgão Drawbar. Se aplica aos três canais. Click contato de tecla 102 Click contato de tecla 103 Intensidade Click contato de tecla 0: off 1: leve (soft) 2: normal 3: forte (hard) Default: 2 Quando é emitida a mensagem Click contato de tecla OFF, a intensidade é colocada no nível 2 (normal). Para colocar a intensidade em outro nível é necessário emitir a mensagem correspondente. Drawbars Estes controles determinam o volume dos harmônicos ou componentes de timbre. É aplicado a todos os tipos de órgãos. Nota: (1) No tipo de órgão Transistor o drawbar 8 controla o volume de harmônicos graves (low). (2) No tipo de órgão Transistor o drawbar 9 controla o volume de harmônicos agudos (high). Combinações dos controles MIDI Drawbars 111- Drawbar 1 a Drawbar 8 (1) Drawbar 9 (2) Tipo Orgão Drawbar Rock e Transistor Canal MIDI Teclado sup. inf. pedal sup. inf. pedal Percussão on/off Click tecla on/off Vib/chorus on/off on/off scanner Vibrato on/off on/off - Ataque / sustain Overdrive on on on on on on Reverberação on on on on on on Rotores on on on on on on Relação de controles MIDI Controladores MIDI Num 7 Volume 11 Expressão 33 Afinação 50 Velocidade dos rotores dos altofalantes 51 Velocidade lenta do rotor agudo (horn) 52 Velocidade rápida do rotor agudo (horn) 53 Velocidade lenta do rotor grave (woofer) 54 Velocidade rápida rotor grave (woofer) 55 Aceleração do rotor agudo (horn) 56 Aceleração do rotor grave (woofer) 70 Overdrive 72 Nota Sostenida (release) 73 Tempo de ataque 76 Velocidade do vibrato 77 Profundidade do vibrato 78 Vibrato on/off 79 Vibrato/Chorus por canal 82 Vibrato chorus scanner 90 Tipo de reverberação 91 Tempo de reverberação 93 Chorus 96 Tipo de Orgão 97 Modo de percussão 98 Percussão on/off 99 Percussão 3o harm. 100 Percussão fast 101 Percussão soft 102 Click contato de tecla 103 Intensidade Click contato de tecla Drawbars 1 a 9

6 Carta de implementação MIDI (MIDI Implementation Chart) Nesta carta de implementação são mantidos alguns dos nomes em Inglês conforme a especificação estabelecida pela organização The International MIDI Association. Função Transmitido Reconhecido Observações Canal Básico Canal Default Mode Default Messages Altered Mode 1 O canal 1 é associado ao teclado superior, o canal 2 ao inferior, e o 3 à pedaleira. Número de Nota True Voice Desde C1(32.7Hz) até C7(2.1KHz) resultando numa extensão de 6 oitavas. Velocidade Note ON Note OFF O, v= O, v= Não é sensível à velocidade. Note ON com velocidade zero é reconhecido como Note OFF After Touch Key's Channel Pitch Bender Control Change O Vide tabela Relação de Controles MIDI Program Change True # System Exclusive System Common Song Pos Song Sel Tune System Real Time Aux Messages Notas Clock Commands Local on/off All notes off Active sense Reset Mode 1: OMNI ON, POLY Mode 2: OMNI ON, MONO Mode 3: OMNI OFF, POLY Mode 4: OMNI OFF, MONO O :Yes :No Desenvolvido pela Labolida Sintetizadores -