Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DSP Board & Midi-Encoder modifizierter Nachbau


von Daniela H. (danyka)


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Hallo liebe mikrocontroller-Community,

ich bin selbst leider vollkommen sachfremd. Deswegen seid ihr meine 
erste Anlaufstelle und hoffe ihr könnt mir grob die Richtung weisen, in 
der ich die Lösung zu folgenden Problemen finde.

Ich möchte aktuell ein Lautsprechersystem- und ein midifiziertes 
Vollpedal-Projekt verwirklichen. In beiden Fällen fehlen passende, 
meinen Anforderungen entsprechende (for the lack of the proper term) 
"Elektronik-Boards".

Deswegen hätte mich einmal interessiert, wie einfach Reverse-Engineering 
eines bestehenden, käuflich erwerbbaren DSP- und Midi-Encoder Boards in 
Sachen Layout und der Bestückung für einen erfahrenen Elektrotechniker 
ist. Die Modifizierung sollte ja dann die kleinere Herausforderung sein.

Gibt es solche Dienstleistungen? Und wenn ja, wer bietet diese 
Dienstleistung an? Gibt es dafür Freelancer (vlt. aus Berlin)?
Lässt sich das resultierende Board-Konzept dann praktikabel in 
Kleinserie in China herstellen?


Vielen Dank für eure Hilfe,
Dany

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Reverse Engineering von "Elektronik-Boards" ist vermutlich kaum weniger 
aufwendig, als so etwas von Grund auf neu zu entwickeln.

Bei dieser überaus vagen Funktionsbeschreibung ("Lautsprechersystem" und 
"Vollpedal") kann man natürlich nur raten, was damit gemeint sein 
sollte, und was die hübschen Bildchen nun eigentlich darstellen sollen.

von Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen) Benutzerseite


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Rufus Τ. F. schrieb:
> Reverse Engineering von "Elektronik-Boards" ist vermutlich kaum weniger
> aufwendig, als so etwas von Grund auf neu zu entwickeln.

Sehe ich auch so. Vor allem wenn es sich um solche "ein Hauptchip + 
Standard Kruemmel" Boards handelt. Dann besteht das Reverse Engineering 
im herausfinden der genauen Chipbezeichnung und anschliessendem Lesen 
des Datenblattes. In dem sind dann meistens auch Guidelines fuer den 
Layouter mit drinnen oder beim Hersteller in einem extra Dokument 
verfuegbar. Falls nicht, ist das Layout in der Regel im Speziellen 
unkritisch und man beachtet die allgemeinen "Good Practices" beim 
Layouten.

Spannender wird es, wenn auf dem Board ein Controller oder FPGA sitzt 
und man noch dessen Inhalt Reverse-Engineeren darf. Da wuerde es 
fachlich schon Sinn machen einen Experten zu engagieren. Wirtschaftlich 
ist das natuerlich wieder schnell eine andere Sache und man sollte sich 
erstmal die Frage stellen warum moechte ich etwas nachbauen.

: Bearbeitet durch User
von Daniela H. (danyka)


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Danke Tobias für deine Erklärung. Jetzt ist mir das schon etwas klarer.

Könnt ihr mir mal die richtigen Begrifflichkeiten an die Hand geben?
Wie nennen sich solche Experten, die sich mit der Konzipierung von 
"Elektrik-Boards" befassen?

Bei dem Midi-Board ist es recht einfach etwas konkreter zu werden, 
deswegen möchte ich das gerne einmal tun.
Es scheint nur wenige Midi-Encoder Hersteller zu geben, deren Encoder 
sich für die Midifizierung von 30-Tasten (on/off; ohne Anschlagsdynamik) 
Pedalen verwenden lassen.
Ein Hersteller ist die in Bulgarien sitzende Midi Boutique und der für 
mich interessante Midi-Encoder nennt sich mpc32mq (siehe angehängtes 
Bild).

Nun zur Frage, wieso ich in diesem Fall an einen Eigenbau angelehnt an 
den mpc32mq denke:
- Das Board besitzt einen separaten Stromanschluss und eine Midi-In und 
-Out-Buchse. Ich möchte, dass mein Midi-Encoder anstatt über 
Midi-Buchsen nur über USB-Buchsen verfügt und die Stromversorgung 
(ähnlich wie bei manchen Masterkeyboards) ebenfalls ausschließlich über 
das USB-Kabel erfolgt.

- Zudem ist das Board (für mich Fach-Laien) maßlos überteuert und 
wirtschaftlich wenig interessant, wenn ich Midi-Vollpedale vertreiben 
möchte.

: Bearbeitet durch User
von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Daniela H. schrieb:
> Es scheint nur wenige Midi-Encoder Hersteller zu geben, deren Encoder
> sich für die Midifizierung von 30-Tasten (on/off; ohne Anschlagsdynamik)
> Pedalen verwenden lassen.

Das kann ein simpler Microcontroller. Keine Raketenwissenschaft.
Auch USB ist hier kein Problem; ein Atmega32U4 mit nicht besonders viel 
Software löst das Problem.

Diesen Controller gibt es auch auf einer fertigen Bastelplatine als 
"Arduino Leonardo" oder "Arduino nano". Man muss ein bisschen Aufwand 
treiben, um die 30 Tasten anzuschließen, da der Controller keine 30 
Eingänge hat, aber auch das ist keine Raketenwissenschaft.

Als Grundlage für die USB-MIDI-Übertragung lässt sich LUFA nutzen, das 
hat bereits die erforderliche Unterstützung für die entsprechende 
USB-Geräteklasse.


Und was soll das andere Ding, das "Lautsprechersystem" anstellen?

von Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen) Benutzerseite


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Daniela H. schrieb:
> Könnt ihr mir mal die richtigen Begrifflichkeiten an die Hand geben?
> Wie nennen sich solche Experten, die sich mit der Konzipierung von
> "Elektrik-Boards" befassen?

Als Ueberbegriff wuerde ich jetzt mal Hardware, - bzw. Elektronik 
Entwicklungsingenieur (bzw. der Development Engineer im Englischen) 
nennen.

Je nach Komplexitaet der Elektronik, kann das aber immer weiter 
verfeinert werden. Das geht vom Systemarchitekten ueber den Schaltplan 
Ersteller zum Platinen Layouter (und dann natuerlich noch die ganzen 
pendanten im Verifikationsbereich). In den Beispielen die du genannt 
hast, wuerde ich jetzt mal behaupten kann jeder Hardwareentwickler die 
Boards analysieren und entsprechend neuentwickeln, ebenso das 
Platinenlayout erstellen.

Das was du dir da vorstellst mit dem mpc32mq sollte vll sogar mit etwas 
Faedeldraht zu bewerkstelligen sein.

Moechtest du denn das Board fuer dich privat umstricken oder willst du 
es hinterher auch vermarkten? Bei zweiterem sehe ich fachlich da 
garkeine Probleme, sondern eher rechtliche. Aus dem Bauch heraus wuerde 
ich sagen, dass ein halbwegs guter Hardwareentwickler mit dem Umbau auf 
USB Versorgung fertig ist, bevor Anwaelte das Unterfangen geprueft 
haben. ;-)

von Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen) Benutzerseite


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Ein kleines Update aus aktuellem Anlass:

https://www.heise.de/newsticker/meldung/MIDI-2-0-Hersteller-testen-erste-Prototypen-4283786.html

Wenn schon neu entwickeln, wieso nicht gleich mit MIDI 2.0? Das waere 
doch auch mal ein netter Mehrwert! :-)

: Bearbeitet durch User
von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Tobias B. schrieb:
> wieso nicht gleich mit MIDI 2.0?

Deswegen:

> Bislang gibt es nur einen nicht öffentlichen Entwurf der Spezifikation für MIDI 
2.0.

von Daniela H. (danyka)


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Danke Rufus. Das freut mich schonmal zu hören, dass der Aufbau des 
Midi-Encoder-Boards nicht sonderlich kompliziert zu sein scheint.
Jetzt werde ich mir für Berlin einen Hardware-Entwickler suchen, der mir 
vielleicht genau aus diesen von dir genannten Komponenten bestehend, ein 
Platinenlayout entwickelt.
Auf das DSP gehe ich morgen genauer ein :)

Tobias. Genau, ich möchte das Vollpedal gerne vermarkten. Schlussendlich 
möchte ich das für meinen Anwendungsfall entwickelte Board je nach 
Nachfrage in China/Indien herstellen und mir zuschicken lassen.
Wenn ich mein eigenes Midi-Encoder Board entwickeln lasse, müsste ich 
mir den Anwalt doch sparen können?
Du sprichst davon, dass ich den mpc32mq beziehe und dann von einem 
Hardwareentwickler umrüsten lasse? :)
Der Hinweis auf Midi 2.0 ist super interessant, danke. Das behalte ich 
einmal im Auge.

: Bearbeitet durch User
von Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen) Benutzerseite


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Rufus Τ. F. schrieb:
> Deswegen:
>
>> Bislang gibt es nur einen nicht öffentlichen Entwurf der Spezifikation für MIDI
> 2.0.

Das wird sich nach der NAMM aber sicher bald aendern. Vielleicht wird 
auch nicht gleich was finales rauskommen, aber zumindest mal ein 
Fortgeschrittener Preview. Kenne ich das so von anderen Schnittstellen 
im Multimedia Bereich, da haben die Hersteller auch schon Geraete auf 
den Markt geworfen bevor der Standard verabschiedet war (6G-SDI z.B. bei 
Blackmagic damals).

Daniela H. schrieb:
> Tobias. Genau, ich möchte das Vollpedal gerne vermarkten. Schlussendlich
> möchte ich das für meinen Anwendungsfall entwickelte Board je nach
> Nachfrage in China/Indien herstellen und mir zuschicken lassen.
> Wenn ich mein eigenes Midi-Encoder Board entwickeln lasse, müsste ich
> mir den Anwalt doch sparen können?

Nein, da sehe ich wirklich keine Probleme, solange das Board nicht 
irgendetwas beeindruckendes Macht und es darauf ein PAtent gibt. Ich 
dachte dir ginge es wirklich um ein Plagiat, das koennte dann schon 
problematischer sein.

Im Zweifel wuerde ich mich aber bevor du viel Geld fuer die Entwicklung 
ausgibst, mich rechtlich bei einem Fachanwalt absichern.

Daniela H. schrieb:
> Du sprichst davon, dass ich den mpc32mq beziehe und dann von einem
> Hardwareentwickler umrüsten lasse? :)

Das waere die Alternative wenn du nur ein Einzelstueck fuer den 
Privatgebraucht haettest wollen. Bei einer Vermarktung in Stueckzah;len 
wuerde ich davon abraten.

Daniela H. schrieb:
> Der Hinweis auf Midi 2.0 ist super interessant, danke. Das behalte ich
> einmal im Auge.

Wenn der PHY von dem jetzigen MIDI zu MIDI 2.0 kompatibel bleibt, dann 
kann man zumindest MIDI 2.0 nachtraeglich implementieren. Das ist das 
schoene an programmierbarer Hardware. :-)

von Thomas (Gast)


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Tobias B. schrieb:
> Wenn der PHY von dem jetzigen MIDI zu MIDI 2.0 kompatibel bleibt, dann
> kann man zumindest MIDI 2.0 nachtraeglich implementieren. Das ist das
> schoene an programmierbarer Hardware. :-)

ja das wäre schön wird aber nicht passieren. Wie soll die 31kbaud 
Stromschnittstelle auf einmal viel mehr Daten verarbeiten und kompatibel 
sein? Aus USB 1.1 kann man ja auch nicht per Software USB 2 oder gar 
USB3 machen,

Tobias B. schrieb:
> Das wird sich nach der NAMM aber sicher bald aendern. Vielleicht wird
> auch nicht gleich was finales rauskommen, aber zumindest mal ein
> Fortgeschrittener Preview. Kenne ich das so von anderen Schnittstellen
> im Multimedia Bereich, da haben die Hersteller auch schon Geraete auf
> den Markt geworfen bevor der Standard verabschiedet war (6G-SDI z.B. bei
> Blackmagic damals).

Du kennst die midi.org?
Als ich mich das letzte mal mit Midi beschäftigt habe, was zugegebener 
Weise schon ein paar Jahre her ist, waren alle Specs Member only und 
nicht frei verfügbar. Sollten die bei usb.org was abgeschaut haben?
Das m. M, nach ein totes Pferd genau wie andere Initiativen MidiOverLan 
und ähnlichs. Die habens einfach verschlafen.

Daniela H. schrieb:
> Tobias. Genau, ich möchte das Vollpedal gerne vermarkten. Schlussendlich
> möchte ich das für meinen Anwendungsfall entwickelte Board je nach
> Nachfrage in China/Indien herstellen und mir zuschicken lassen.

Die Elektronik ist doch eher Pipifax sowas hat vor 20 Jahren schon ein 
89C52 gemacht. Ich würde mir da eher Gedanken über die Mechanik machen, 
das ist wenn es gut werden soll, wesentlich anspruchsvoller.

Hier noch ein paar links:

http://www.usb-audio.com  die machen neben Audio auch Midi mit dem AVR
http://www.pjrc.com/diy-usb-midi-controller
http://www.ucapps.de/

Thomas

von Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen) Benutzerseite


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Naja, mal abwarten was die genau geplant haben. Ziel soll auf jedenfall 
sein, dass MIDI 2.0 weiterhin mit alten 1.0 Geraeten zusammenarbeitet. 
Irgendwas werden die sich schon ausgedacht haben, jetzt muss man halt 
mal abwarten.

Thomas schrieb:
> Du kennst die midi.org?
> Als ich mich das letzte mal mit Midi beschäftigt habe, was zugegebener
> Weise schon ein paar Jahre her ist, waren alle Specs Member only und
> nicht frei verfügbar. Sollten die bei usb.org was abgeschaut haben?
> Das m. M, nach ein totes Pferd genau wie andere Initiativen MidiOverLan
> und ähnlichs. Die habens einfach verschlafen.

Jep, man registriert sich kostenlos und hat Zugriff auf die Specs ohne 
Lizenzierung.

Bei 2.0 soll es genauso ablaufen:

https://www.midi.org/forum/3781-what-is-midi-2-0-s-status-as-an-open-protocol

Von daher ist das doch Wurst ob es Member only ist, solange man sich 
einfach nur umsonst registrieren muss. Was MIDI 2.0 allerdings 
vorschreibt, ist dass man ein MIDI 2.0 Logo auf seine Geraete anbringen 
muss.

Wenn ich mal vergleiche was man fuer ein Aufwand mit HDMI oder MIPI 
betreiben muss, dann ist doch der MIDI Prozess aeussert 
entwicklerfreundlich.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Thomas schrieb:
> ja das wäre schön wird aber nicht passieren. Wie soll die 31kbaud
> Stromschnittstelle auf einmal viel mehr Daten verarbeiten und kompatibel
> sein?

Das Gerät, um das es hier geht, soll ein reines USB-Gerät werden, so 
zumindest schreibt es "danyka".

von Daniela H. (danyka)


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So, vielen Dank für den interessanten Austausch und eure Einschätzungen.
Ich werde mir hier in Berlin jemanden Sachkundigen finden, mit dem ich 
mich einmal über einen Kaffee und den entsprechenden Boards 
zusammensetze und mich über Machbarkeit aber vor allem den nötigen 
Aufwand unterhalte.

Viele Grüße

von Cochlea-Implantatauschina (Gast)


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Der Midi-Teil ist wirklich kein Problem, es reichen einfache 
Keyboardschaltungen wie auch Programme (Basic, C oder was weiß ich) bzw. 
ist ein (aktueller) Mikrocontroller fast schon etwas zuviel des guten.
(Stört aber nicht, so als Einstiegsprojekt:
https://www.youtube.com/watch?v=JONIZdLZAVM )
(das hat u.a. auch mit dem guten Midi-Daten-Format zu tun, das war 
nämlich genau dafür u.a. Schnickschnack gedacht)


Der Hardwareteil dagegen..(würde ich sagen, ist der viel teurere Teil, 
das erzählen ja auch die Einkaufspreise in der Verkaufswelt)
(https://www.thomann.de/de/sakralorgel_zubehoer.html)
(da könnte man aber testweise mit Kissen oder Drumpads herumprobieren)

Der übliche Weg: nach einer gebrauchten Orgel dieser Art umschauen, 
(darf ja kaputt sein, gebraucht wird nur der Midi-Teil + 
"Kontroll"-Hardware)

Noch ein Beispiel:
https://www.youtube.com/watch?v=AH_w7AW7jPU

Auch der Lautsprecherteil ist alles andere als trivial. Nichts neues, 
kein High-Tech, also auch keine Raketenwissenschaft, aber doch bei 
lokalen(!) Fachleuten sehr viel besser aufgehoben.

von Daniela H. (danyka)


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Danke Gast. Dein Beitrag hat mich auf 2 neue Ideen gebracht.

Ich plane in Kleinserien, daher ist eine Neuentwicklung wohl aus 
ökonomischer Sicht eher unrentabel.

Lohnt es sich evtl wie von dir vorgeschlagen aus frei zugänglichen 
Open-Source-Ressourcen ein Midi-Board zusammenzustellen? Angelehnt an 
deinen ersten Youtube-Link, würde ich also vereinfacht ausgedrückt 
passende Arduinos und Extras beziehen, die passende Software und 
Mididatenbank aufspielen und fertig?

Alternativ könnte ich auch einmal die Midi-Board Hersteller anschreiben 
und sie fragen, ob sie für mich ihr Board-Design anpassen können, um 
mich mit den für meine Anwendung ausgelegten Midi-Boards zu beliefern?

von Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen) Benutzerseite


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Evtl. kannst du mit entsprechenden Boards und Bausaetzen zumindest mal 
einen richtig guten Prototypen bauen und damit hausieren gehen um 
potentiell Kunden anzulocken und auch kurzfristig zu bedienen.

Das was der Herr im Video auf das Steckbrett steckt, laesst sich auch 
prima auf eine Lochrasterkarte loeten. Damit spart man sich schonmal den 
Gang zum Platinenhersteller und evtl. auch Bestuecker.

Op[en Source Softwrae haengt immer davon ab unter welcher Lizenz sie 
steht. Im Grossen und Ganzen gibt es da kein Problem offene Software 
oder Bibliotheken zu verwenden. Dein Problem ist aber auf alle Faelle, 
dass du es entweder schaffen musst auf Stueckzahlen zu kommen oder das 
sch Musiker so sehr nach deinem MIDI Board sehnen, dass sie bereit sind 
den Geldbeutel aufzumachen.

Stell dir einfach mal vor du wuerdest jeden Tag im Jahr ein Board 
verkaufen mit einer Marge von 20€ auf die Bauteil/Hardware Kosten. Dann 
machst du 7200€ Umsatz im Jahr. Wenn du davon noch die ganzen Kosten 
drum herum abziehst die so anfallen mit Produkte auf den Markt bringen, 
dann bleibt da fuer viel Arbeit wenig Lohn ueber.

Ich wuerde daher das Ding aus Spass an der Freude entwickeln und als 
Open Source/Hardware ins Netz stellen. :-)

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Zumindest für die Midi-Pedal-Aktion könnte das hier ein Einstieg für ein 
paar simple Fingerübungen sein:

https://www.musiconerd.com/single-post/arduino-pro-micro-as-a-usb-midi-device

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