MIDI出力

「iPhoneでOSC送信するよ、ふふん」とか言いつつ作りかけて飽きて盛大に放置しつつ、業務的にとある用途で必要になったのでMIDI送信をお試し。
なんだかんだで既製品なDAW側のコントロールのプロトコルはMIDIだったりするので、今更だけど作ってみる。
電源供給も含めてUSB-MIDIがスマートいいんだけど、素人がいきなりそこに突撃するのは無謀すぎるのでMIDI I/Oを経由する普通のMIDIコントローラ的なことをやってみる。

先ずは10年くらい死蔵してたUnitor8mkIIを引っ張り出してきた。
最新のドライバーがLogic8にしか付属しないっていうAppleの嫌がらせのEmagicの不遇のせいでちょっと苦戦したけど、どこからともなく拾ってきたver1.9で普通に動いるっぽい。
結局Unitor8は謎の不調により戦線離脱したので上の写真はamt8。大差ないけど。

で、MIDIインターフェイスとArduinoはMIDIケーブルで結線するけど、5PINのDINコネクタを使う。でも使うのは3つ。

2	GND
4	+5V
5	MIDIout

どれがPINxやねんって場合はこのへん参照で。
5Vには220Ωの抵抗が必要な以外は難しい要素も無く、コネクタをブレッドボードに刺すべくピンヘッダをハンダ付け。
MIDIメッセージの送信はUARTなので、DINソケットのPIN5はArudinoのPIN1(TX)につなぐ。
あとはMIDIコンっぽくするために可変抵抗とかタクトスイッチとかを用意してハード側は準備完了。

まずはPlaygroundにある MIDILibraryを使ってみる。
いい加減なソースを晒しとく。

#include <Debounce.h>
#include <MIDI.h>

#define VOLUME 0
#define SWITCH 4
#define LED 13

int currentVolume;
int vol;

int currentSwitchState;
int switchState;

Debounce debouncer = Debounce(20 , SWITCH); 

void setup() {
  pinMode(SWITCH,INPUT);
  pinMode(LED,OUTPUT);
  
  currentVolume = 0;
  vol = 0;
  currentSwitchState = 0;
  switchState = 0;
  
  MIDI.begin();
}

void loop() {
  currentVolume = analogRead(VOLUME) / 8;
  if (currentVolume != vol) sendCC(currentVolume);
  vol = currentVolume;
  
  debouncer.update();
  currentSwitchState = debouncer.read();
  
  if (currentSwitchState != switchState) sendNOTE(currentSwitchState);
  switchState = currentSwitchState;
}

void sendCC(int ctlVal) {
  MIDI.send(CC, ctlVal, 1, 1);
  delay(100);
}

void sendNOTE(boolean on) {
  if (on) MIDI.send(NoteOn, 42, 127, 2);
  else MIDI.send(NoteOff, 42, 0, 2);
  delay(100);
}

Debounceはソフトウェア的なチャタリング対策をちゃちゃっとやってくれるライブラリ。
試しに使ってみた。コンストラクタの第2引数はミリ秒。あとは見たまま。
可変抵抗の読み取り値を8で割ってるのは、MIDIのData Byteが0〜127までだから。

で送信は

void MIDI_Class::send (
byte 	type,
byte 	data1,
byte 	data2,
byte 	channel	 
)

にしかるべき値を渡すだけ。
引数はこんな感じ。

type	MIDI Statusの種類(とかCCとか)
data1	NoteOn/OffならNote Number、CCならControl Numberとか
data2	velocityとかControll Valueとか
channel	MIDIチャンネル

2ByteのMIDIメッセージの場合のdata2は0で。Channel PressureとProgram Changeだけだけど。

MIDI Statusの定義は以下。

#define 	NoteOff   0
#define 	NoteOn   1
#define 	ATPoly   2
#define 	CC   3
#define 	PC   4
#define 	ATCanal   5
#define 	PitchBend   6
#define  	System   7

詳しくはMIDI.hか Reference参照で。
SystemはSystemExclusiveね。今時そんなの使う人居ないと思うけど。

で、MIDI_Class::sendが中で何やってるかっちゅうと、

UART.print(type);
UART.print(data1, BYTE);
UART.print(data2, BYTE);

なので、細かいことを無視したら

Serial.print(type, BYTE);
Serial.print(data1, BYTE);
Serial.print(data2, BYTE);

てやってもいいはず。
でも、そうなるとMIDIメッセージの仕様がハッキリしてないと辛いので調べる。

MIDIメッセージは1ByteのStatus Byteと任意のData Byteで構成されてる。
で、Data Byteは0〜127が割り当てられてて、それ以降はStatus Byteになってる。

Data ByteがNote Numberだったら

Octave	C	C#	D	D#	E	F	F#	G	G#	A	A#	B
-1	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
0	12	13	14	15	16	17	18	19	20	12	22	23
1	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35

と9オクターブのG(127)まで続く。

Status Byteは全部は書き出せないけど大体こんな感じ。

10進数	16進数	Status	Data1	Data2
128〜143	80〜8F	Note off	Note Number	Velocity
144〜159	90〜9F	Note on	Note Number	Velocity)
160〜175	A0〜AF	After Touch	Note Number	Key Pressure
176〜191	B0〜BF	Control Change	Control Number	Value
192〜207	C0〜CF	Program Change	Program Number
208〜223	D0〜DF	Channel Pressure	Pressure
224〜239	E0〜EF	Pitch Bend	LSB(0〜127)	MSB(0〜127)
242	F2	Song Position	LSB	MSB
243	F3	Song Select	0〜127
250	FA	START
252	FC	STOP
254	FE	Active Sensing
255	FF	Reset

MIDIチャンネルは16chまであるんで、NoteOffからPBまではStatus Byteが各チャンネルそれぞれに割り当ててある。

例えば、3chのCをNoteOnする場合は

146 45 127

なので、

Serial.print(0x92, BYTE);
Serial.print(0x2d, BYTE);
Serial.print(0x7f, BYTE);

とか。

MIDIの受信側はMAXでささっと作って動作確認。

ちゃんと動作をチェックするならmidiparseオブジェクトとか使うんだろうけど、そういうのはもっと作り込んだときってことで。
さ、これでMIDI送信おわり。