ハードウェアの構成
必要部品:
・
Raspberry Pi Pico H
(Raspberry Pi Picoにピンヘッダーを実装した製品)
または Raspberry Pi Pico+ピンヘッダー
・
Pico Audio Pack
(PIM544)
https://shop.pimoroni.com/products/pico-audio-pack
Pico-Audio Rev2.1(WAVESHARE-20167)等も使用できるが、スケッチの修正が必要
オプション部品:
・Pico Omnibus(Dual Expander)
ハードウェア構成例 (1)
・左:
Raspberry Pi Pico H
+
Pico Audio Pack
・右:Raspberry Pi Pico H+Pico-Audio
ハードウェア構成例 (2)
・Raspberry Pi Pico H+Pico Omnibus(Dual Expander)+Pico Audio Pack+USBシリアル変換アダプター:ソフトウェア改造時にデバッグ用シリアルを使用可能
参考:秋月電子の通販情報(2024/01/20)
・
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-18085/
Raspberry Pi Pico H(¥940)
・
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-16237/
Pico Audio Pack(¥3,450)
・
https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-16240/
Pico Omnibus(Dual Expander)(¥1,090)
参考:スイッチサイエンスの通販情報(2024/01/20)
・
https://www.switch-science.com/products/8170
Raspberry Pi Pico H(¥979)
・
https://www.switch-science.com/products/7380
Pico Audio Pack(¥2,684)
・
https://www.switch-science.com/products/7377
Pico Omnibus(Dual Expander)(¥1,507)
ソフトウェアのインストール
1)
https://github.com/risgk/digital-synth-pra32-u/releases/latest
からDL、展開。
2)Raspberry Pi Pico (H) の白いボタンを押しながら、USBケーブルでPCと接続。
3)マウントされた RPI-RP2 に
bin/
Digital-Synth-PRA32-U-*.*.*-Pimoroni-Pico-Audio-Pack.uf2
をコピー。
オプション:Arduino IDEによるソフトウェア改造 (1)
1-1)
Arduino IDE
をインストール。(バージョン 2.2.0 以降を推奨)
1-2)[基本設定...] の [追加のボードマネージャーのURL] に以下を設定。
https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/global/package_rp2040_index.json
1-3)[ボードマネージャ] で
Raspberry Pi Pico/RP2040
by Earle F. Philhower, III をインストール。(バージョン 3.6.0 を推奨)
オプション:Arduino IDEによるソフトウェア改造 (2)
2-1)[ライブラリマネージャー] で
MIDI Library
by Francois Best, lathoub をインストール。(バージョン 5.0.2 を推奨)
2-2)Arduinoスケッチ "Digital-Synth-PRA32-U.ino" を開く。
2-3)ボード: "Raspberry Pi Pico" 、USB Stack: "Adafruit TinyUSB" を選択。
2-4)I2S_DAC_MUTE_OFF_PIN等を使用DACに合わせて変更。
Update Method: "Default (UF2)" 以外では、
スケッチ書き込み中にノイズが発生する場合があるので注意。
オプション:UART制御への対応 (1)
1)Arduino IDEによるソフトウェア改造を準備。
2)"Digital-Synth-PRA32-U.ino" で以下のようにコメントアウト解除。
#define PRA32_U_USE_UART_MIDI
3)PC等からUART制御する場合は、以下の定義を有効にする。
#define PRA32_U_UART_MIDI_SPEED (38400)
オプション:UART制御への対応 (2)
1)デスクトップアプリ
Hairless MIDI<->Serial Bridge
を使用すると、MIDI入力をUART出力(シリアル出力)に接続可能。
https://projectgus.github.io/hairless-midiserial/
2)Windowsでは
loopMIDI
、Macでは
IACバス
(仮想MIDIポート)を併用すると、MIDI対応アプリとも接続可能。
https://www.tobias-erichsen.de/software/loopmidi.html
オプション:MIDI制御への対応
1)Arduino IDEによるソフトウェア改造を準備。
2)"Digital-Synth-PRA32-U.ino" で以下のようにコメントアウト解除。
#define
PRA32_U_USE_UART_MIDI
3)木下研究所 「MIDI-UARTインターフェースさん キット」やnecobit電子「MIDI Unit for GROVE」を
UART1 TX
と
UART1 RX
(デフォルトでは
GP4
と
GP5
)に接続することで、MIDI制御が可能。
ハードウェア構成例 (3)
・Raspberry Pi Pico H+Pico Omnibus(Dual Expander)+Pico Audio Pack+MIDI-UARTインターフェースさん キット
ハードウェア構成例 (4)
・Raspberry Pi Pico H+Pico Audio Pack+Grove Shield for Pi Pico(+足長ピンソケット)+MIDI Unit for GROVE
参考:スイッチサイエンスの通販情報(2023/10/08)
・
https://www.switch-science.com/products/8117
木下研究所 「MIDI-UARTインターフェースさん キット」(¥1,800)
・
https://www.switch-science.com/products/7587
necobit電子「MIDI Unit for GROVE」(¥1,980)
オプション:PWMオーディオ出力 (1)
Arduino IDEを使って "Digital-Synth-PRA32-U.ino" で以下のようにコメントアウト解除すると、オーディオ用(I2S)DACを使わずにPWMオーディオ出力が可能。(ノイズは多くなる)
#define PRA32_U_USE_PWM_AUDIO_INSTEAD_OF_I2S
オプション:PWMオーディオ出力 (2)
デフォルトの出力ピン設定は、以下の通り
Pimoroni Pico VGA Demo Base
(PIM553) 用。修正可能。
https://shop.pimoroni.com/products/pico-audio-pack
#define PRA32_U_PWM_AUDIO_L_PIN (28)
#define PRA32_U_PWM_AUDIO_R_PIN (27)
オプション:PWMオーディオ出力 (3)
PWM audioの詳細は、「RP2040 を使用したハードウエア設計」の「3.4.1. PWM オーディオ」を参照。
https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/hardware-design-with-rp2040-JP.pdf
部品リスト
P1:Raspberry Pi Pico
U1:オーディオジャック(3.5 mmステレオミニ等)
R1, R2:220 Ω抵抗
C1, C2:100 nFコンデンサ
ブレッドボード等、ジャンパー線
参考:Amazonの通販情報(2024/01/20)
https://www.amazon.co.jp/dp/B079GVH84X
(¥1,099) オーディオジャック
回路図
拡大画像:
https://risgk.github.io/digital-synth-pra32-u/pra32-u-pwm-audio-circuit-diagram.png
※カットオフ周波数7.2 kHzの1次RCフィルター(ポストLPF)を2組構成して、オーディオのPWM出力をなまらせています。
※10 μFの電解コンデンサ(ACカップリングコンデンサ)を2組追加すれば、オーディオ出力のDC成分をカットできます。
※注意:オーディオジャックには、アンプかアクティブスピーカーを接続してください。
ヘッドホンやパッシブスピーカーを接続すると、大電流が流れて機器が壊れる可能性があります。
実体配線図
拡大画像:
https://risgk.github.io/digital-synth-pra32-u/pra32-u-pwm-audio-bread-board.png
ハードウェア構成例 (5)
・Raspberry Pi Pico H+(220 Ω抵抗+100 nFコンデンサ)×2+オーディオジャック
※都合により、番号の大きな列が左側。