กลับไปหน้ารวมไฟล์
midi-setzer-for-organ-pipe-organ-59e376.md

วิศวกรรมสายขลัง: ระบบ Setzer สำหรับ Pipe Organ ยุคใหม่

ในโลกของดนตรีคลาสสิก เจ้าระบบ Setzer (หรือ Combination Action) มันคือระบบควบคุมสุดเทพที่ทำให้นักออร์แกนสามารถเปลี่ยน "Registration" (เลือกได้ว่าจะให้ท่อลมไหนทำงานบ้าง) ได้ทันทีแค่กดปุ่มเดียว โปรเจกต์นี้จะเปลี่ยน Pipe Organ แบบดั้งเดิมให้กลายเป็นเครื่องดนตรีที่รับส่ง MIDI ได้ด้วย Arduino Uno แถมยังมีหน่วยความจำดิจิทัลไว้เก็บเสียงได้เป็นพันๆ แบบ และมีระบบคุม Crescendo อัตโนมัติด้วยนะน้อง

ขยายร่าง I/O ด้วย PCF8574

ออร์แกนตัวนึงมีปุ่มเสียง (Registers) เป็นสิบเป็นร้อย ลำพังแค่ Arduino Uno ตัวเดียว Pins มันไม่พอใช้แน่นอน งานนี้พี่เลยแก้ปัญหา "Pin ตัน" ด้วยการใช้ PCF8574 I/O Expander:

  • I2C Efficiency: ใช้แค่สองเส้น (SDA/SCL) ก็คุยกับ Arduino ได้แล้ว แถมต่อพ่วง PCF8574 ได้หลายตัวด้วย ตัวนึงเพิ่มได้ 8 ช่องสัญญาณ จะขยายไปคุมทั้งเครื่องก็จัดไปวัยรุ่น
  • Non-Volatile Memory: ค่าที่เซ็ตไว้ (Presets) จะถูกเก็บไว้ใน EEPROM ของ Arduino หรือจะต่อ Chip หน่วยความจำภายนอกแบบ I2C ก็ได้ รับรองว่าเสียงที่จูนไว้เนี๊ยบๆ จะไม่หายแน่นอนแม้ไฟโบสถ์จะดับ สู้งานนะน้อง

ระบบ Crescendo และ Logic ขั้นเทพ

นอกจากการสลับ On/Off ธรรมดาๆ แล้ว ระบบ Setzer ยังต้องจัดการกับ Crescendo Pedal ด้วย:

  1. Stepped Activation: พอนักออร์แกนเหยียบเท้าเพิ่มระดับ Crescendo Pedal เจ้า Arduino จะค่อยๆ สั่งงานท่อลมให้เปิดเพิ่มขึ้นทีละสเต็ป เพื่อให้เสียงดังขึ้นและกังวานขึ้นแบบนุ่มนวล หล่อเท่เลยงานนี้
  2. Back-EMF Protection: เนื่องจากตัวสลับเสียงในออร์แกนส่วนใหญ่เป็นขดลวด (Solenoids) ตัวดีเลย พี่เลยต้องจัด 1N4007 Diodes มาทำหน้าที่เป็น "Flyback Diodes" คอยกันไฟย้อนกลับ เพื่อปกป้อง Arduino และ Chip ขยายสัญญาณไม่ให้พัง ห้ามช็อตนะตัวนี้
  3. High-Speed Response: พี่เลือกใช้ 16 MHz Resonator เพื่อให้การส่งคำสั่ง MIDI และการสลับเสียงรวดเร็วปานสายฟ้าแลบ ไม่มี Latency (ความหน่วง) มาให้รำคาญใจตอนเล่นแน่นอน

จัดเต็มด้วย Custom PCB

เพราะจุดเชื่อมต่อมันเยอะจัด จะมาใช้ Breadboard ต่อยุกยิกไม่ได้นะน้อง มันไม่ทน พี่เลยออกแบบ PCB เองสำหรับเลย์เอาต์ "Setzer 24-reg" และแผง "Microswitch Strip" สำหรับสวิตช์ควบคุมจริงๆ งานระดับโปรแบบนี้ มั่นใจได้เลยว่าใช้งานได้ยาวๆ เป็นสิบปี

อุปกรณ์ตัวนี้ใช้ [Arduino](https://s.shopee.co.th/7fUgFAWSki) Uno เป็นหัวใจหลัก ทำงานร่วมกับ Expander PCF8574 เอาไว้สั่งเปิด-ปิด Registry ใน Pipe Organ และบันทึกค่าที่ตั้งไว้ แถมยังรองรับระบบ Crescendo ด้วย
พี่สั่งทำแผ่น PCB มาจากเมืองจีน ส่วนนี่เป็นข้อมูลไดอะแกรมและแบบบอร์ด:
PCB สำหรับ Setzer
และนี่คือบอร์ด Microswitch Strip สำหรับปุ่ม Register

ข้อมูล Frontmatter ดั้งเดิม 

title: "Midi Setzer for Organ (Pipe Organ)"
description: "A device that turns the registry in the organs on and off, and remembers the settings. It also supports crescendo."
author: "Romekmil"
category: ""
tags:
  - "midi"
  - "organ"
  - "pipe organ"
  - "setzer"
views: 1807
likes: 1
price: 2450
difficulty: "Intermediate"
components:
  - "1x 1N4007 – High Voltage, High Current Rated Diode"
  - "1x Arduino UNO"
  - "1x Wire Stripper & Cutter, 32-20 AWG / 0.05-0.5mm² Solid & Stranded Wires"
  - "1x 16 MHz Resonator"
  - "1x Solder Flux, Soldering"
  - "1x Soldering iron (generic)"
tools: []
apps:
  - "1x Arduino IDE"
downloadableFiles: []
documentationLinks: []
passwordHash: "dbd6c6f463465f56949c314505fa6a7e2e0e0211a7d4b17760566ff00dea516f"
encryptedPayload: "U2FsdGVkX1/t++tsERHdhm3B62gcMeEa6wedGB1ylhfBQqygnzaZDocboz5coLoviBQK58BQsp6CNlvU78tqLJKGOV5Qe0hocCNpr7V3MCo="
seoDescription: "Midi Setzer for Pipe Organ: Control Registry settings, save presets, and support Crescendo with this project."
videoLinks: []
heroImage: "https://cdn.jsdelivr.net/gh/bigboxthailand/arduino-assets@main/images/projects/midi-setzer-for-organ-pipe-organ-59e376_cover.jpg"
lang: "th"