Controlador MIDI DIY
Construye tu propio controlador MIDI USB y adapta sus funciones a tu forma de crear música.
Nivel intermedio · Requiere soldadura · MIDI USB
32 entradas digitales · 4 capas de control · Firmware modificable
Guía de armado
Kit Controlador MIDI DIY – Tutorial de armado paso a paso
¿Te gustaría construir tu propio controlador MIDI y además entender cómo funciona?
En este tutorial aprenderás a montar, programar y configurar el Kit Controlador MIDI de Zona DIY, un proyecto diseñado para que puedas construir un controlador MIDI USB completamente funcional y, al mismo tiempo, aprender cómo trabajan sus diferentes etapas.
A diferencia de un controlador comercial cerrado, este proyecto está pensado para experimentar.
Tú lo armas, puedes modificar su firmware y puedes adaptar sus funciones a tu manera de trabajar.
Importante: esta primera versión del kit utiliza controles digitales. No incorpora controles analógicos.
¿Qué construiremos?
Al finalizar el montaje tendremos un controlador MIDI USB con:
- 32 entradas digitales.
- Sistema de expansión mediante 4 registros 74HC165.
- 4 capas de control MIDI.
- Función SHIFT para acceder a funciones secundarias.
- Encoder rotativo con pulsador.
- Indicadores mediante LEDs RGB WS2812B.
- Comunicación MIDI USB.
- Firmware modificable.
El objetivo del proyecto no es solamente soldar una placa siguiendo instrucciones.
Queremos que al terminar entiendas qué hace cada sección y puedas modificar el controlador para adaptarlo a tu propio uso.
1. Antes de comenzar
Para montar el kit necesitarás algunas herramientas básicas:
- Cautín.
- Estaño para electrónica.
- Alicate de corte.
- Destornilladores.
- Multímetro.
- Computador para cargar y configurar el firmware.
- Cable USB compatible con la placa.
Si nunca has soldado componentes electrónicos, recomendamos practicar primero con algunos componentes antes de comenzar el montaje definitivo.
No necesitas conocimientos avanzados de electrónica ni programación. Durante el tutorial iremos explicando las partes importantes.
2. Revisa el contenido de tu kit
Antes de comenzar, revisa que tengas todos los componentes.
El kit incluye los elementos necesarios para montar la electrónica principal del controlador:
- PCB del controlador.
- Microcontrolador.
- 4 × 74HC165.
- Pulsadores.
- Encoder rotativo con pulsador.
- LEDs RGB direccionables WS2812B.
- Resistencias.
- Conectores.
- Componentes auxiliares necesarios para el montaje.
Nota: el contenido exacto puede variar entre revisiones del kit. Utiliza siempre la lista incluida con la versión de PCB que recibiste.
No energices la placa todavía.
Primero realizaremos el montaje y algunas comprobaciones.
3. Entendiendo el controlador antes de armarlo
Antes de comenzar a soldar es útil entender qué estamos construyendo.
El sistema puede dividirse en tres bloques principales.
Entradas
Los botones y el encoder representan las acciones realizadas por el usuario.
↓
Procesamiento
Los 74HC165 permiten concentrar las entradas digitales y enviarlas al microcontrolador.
El microcontrolador interpreta cada acción considerando:
- Botón presionado.
- Capa seleccionada.
- Estado de SHIFT.
- Movimiento del encoder.
↓
Salida
Finalmente se generan:
- Mensajes MIDI mediante USB.
- Indicaciones visuales mediante los LEDs RGB.
Simplificando:
BOTONES / ENCODER → 74HC165 → MICROCONTROLADOR → MIDI USB
Mientras que la indicación visual sigue:
MICROCONTROLADOR → WS2812B → LEDs
4. ¿Por qué utilizamos cuatro 74HC165?
Nuestro controlador dispone de 32 entradas digitales.
Conectar cada entrada directamente al microcontrolador requeriría una enorme cantidad de pines.
Para evitarlo utilizamos el 74HC165.
Cada integrado permite leer:
8 entradas digitales.
Como utilizamos cuatro:
4 × 8 = 32 entradas.
Los integrados se conectan en cascada y el microcontrolador puede obtener el estado completo de las 32 entradas utilizando solamente unas pocas señales.
Esta técnica se conoce como registro de desplazamiento.
Además de ser útil para este controlador MIDI, es una técnica que podrás reutilizar posteriormente en paneles de control, automatización, botoneras y muchos otros proyectos.
5. Orden recomendado de montaje
No recomendamos soldar los componentes al azar.
Seguiremos un orden desde los componentes más bajos hasta los más altos.
Paso 1 – Resistencias
Comienza instalando las resistencias indicadas en la PCB.
Antes de soldarlas verifica su valor utilizando el código de colores o, preferentemente, un multímetro.
Introduce cada resistencia en su posición, dobla ligeramente sus terminales para mantenerla en su lugar y suelda desde la cara posterior.
Después corta el excedente de los terminales.
6. Instalar los 74HC165
Ahora instalaremos los cuatro registros de desplazamiento.
MUY IMPORTANTE: orientación
Los circuitos integrados tienen una marca que identifica su orientación.
Puede ser:
- Una muesca.
- Un punto junto al pin 1.
- Ambas.
Esta marca debe coincidir con la indicada en la PCB.
No instales un 74HC165 invertido.
Antes de soldar:
- Identifica el pin 1.
- Comprueba la marca de la PCB.
- Verifica nuevamente la orientación.
- Recién entonces realiza la soldadura.
Una buena práctica es soldar primero dos pines opuestos, comprobar que el integrado esté correctamente apoyado y después soldar los terminales restantes.
7. Montaje de los pulsadores
Continúa instalando los pulsadores.
Estos serán los principales controles físicos de nuestro dispositivo.
Las entradas trabajan con lógica activa en LOW.
Esto significa:
Botón libre → HIGH
Botón presionado → LOW
El firmware se encargará posteriormente de interpretar estos cambios.
8. Instalar el encoder
El encoder nos proporciona tres funciones principales:
Girar a la derecha
Girar a la izquierda
Presionar
Esto permite utilizar un único control para navegación, selección o modificación de parámetros.
Instálalo en la posición indicada en la PCB y comprueba que quede completamente apoyado antes de soldarlo.
El encoder es un componente que recibirá esfuerzo mecánico durante el uso, por lo que una buena soldadura es especialmente importante.
9. Instalar los LEDs WS2812B
Nuestro controlador utiliza LEDs RGB direccionables WS2812B.
A diferencia de un LED convencional, cada WS2812B contiene su propio controlador.
Esto nos permite controlar muchos LEDs utilizando una línea de datos.
El proyecto utiliza dos grupos:
Grupo principal: 20 LEDs
Grupo secundario: 8 LEDs
En total:
28 LEDs RGB direccionables.
Atención con la orientación
Los WS2812B tienen entrada y salida de datos.
Por lo tanto, su orientación sí importa.
Antes de soldarlos comprueba cuidadosamente las marcas de la PCB y del componente.
Un LED instalado en sentido incorrecto puede impedir que funcionen también los LEDs posteriores de la cadena.
10. Primera inspección
Antes de conectar USB o alimentación, detente.
Revisa visualmente toda la PCB.
Busca especialmente:
- Puentes de estaño.
- Pines sin soldar.
- Soldaduras frías.
- Circuitos integrados invertidos.
- LEDs invertidos.
- Restos metálicos.
- Terminales que puedan estar tocándose.
Después utiliza el multímetro.
Comprueba que no exista un cortocircuito directo entre:
VCC y GND.
Esta pequeña comprobación puede evitar dañar componentes al encender el controlador por primera vez.
11. Primera conexión
Si todas las comprobaciones son correctas podemos realizar la primera conexión.
Conecta el controlador mediante USB.
No necesitamos probar inmediatamente todas las funciones.
Primero comprobaremos:
- Que el microcontrolador sea detectado.
- Que la alimentación sea correcta.
- Que no exista calentamiento anormal.
- Que los LEDs respondan.
- Que podamos cargar el firmware.
Si algún componente comienza a calentarse rápidamente, desconecta inmediatamente el USB y revisa el montaje.
12. Cargar el firmware
El controlador utiliza un firmware desarrollado específicamente para este proyecto.
Entre otras funciones, el programa se encarga de:
- Leer los 32 canales digitales.
- Eliminar el rebote de los pulsadores.
- Interpretar el encoder.
- Administrar las cuatro capas.
- Gestionar SHIFT.
- Generar los mensajes MIDI.
- Controlar los LEDs RGB.
Utilizamos las librerías necesarias para la comunicación MIDI USB y el control de los WS2812B.
Descarga del firmware: próximamente.
También encontrarás junto al firmware la versión correspondiente al hardware del kit.
Es importante utilizar la versión compatible con la revisión de tu PCB.
13. ¿Cómo funcionan las cuatro capas?
Esta es una de las características principales del controlador.
Disponemos de:
CAPA 1
CAPA 2
CAPA 3
CAPA 4
Cada capa puede asignar funciones diferentes a los mismos controles físicos.
Por ejemplo, imaginemos un determinado botón.
En la capa 1 podría enviar:
CC 20
En la capa 2:
CC 40
En la capa 3:
CC 60
En la capa 4:
CC 80
Físicamente tenemos un solo botón, pero podemos utilizarlo para cuatro funciones distintas.
14. Función SHIFT
Además de las capas incorporamos una función SHIFT.
SHIFT permite acceder temporalmente a una función secundaria.
Funciona de manera similar a la tecla Shift de un teclado.
Por ejemplo:
BOTÓN 1 → función principal
pero:
SHIFT + BOTÓN 1 → función secundaria
Esto aumenta todavía más las posibilidades del controlador sin necesidad de agregar más controles físicos.
15. ¿Cómo sabe el programa qué debe hacer cada botón?
Aquí aparece una característica importante del firmware.
Las funciones de los controles no están programadas como una enorme colección de instrucciones independientes.
Utilizamos una tabla de configuración.
Conceptualmente podemos definir:
ENTRADA → CAPA → MIDI CC → LED → FUNCIÓN
Por ejemplo:
Botón 8 → Capa 1 → CC 21 → LED 4
Gracias a esto podemos modificar el comportamiento del controlador sin tener que reescribir toda la lógica del programa.
16. Los LEDs también indican el estado
Los LEDs RGB no están solamente para decorar el controlador.
Forman parte de la interfaz.
El firmware mantiene diferentes estados para representar:
- Funciones activas.
- Capa seleccionada.
- Estado de SHIFT.
- Controles independientes.
Esto significa que cuando cambiamos de capa, la interfaz visual también puede cambiar para representar las funciones correspondientes.
Tenemos entonces una relación:
CONTROL FÍSICO + CAPA + ESTADO → FUNCIÓN MIDI + INDICACIÓN VISUAL
17. Conectar el controlador al computador
Una vez cargado correctamente el firmware, conecta el controlador mediante USB.
El sistema debería reconocer la interfaz MIDI.
Después abre tu software compatible con MIDI.
Puedes utilizarlo con diferentes DAW y aplicaciones que permitan asignación MIDI.
El procedimiento normalmente consiste en activar la entrada MIDI correspondiente y utilizar la función MIDI Learn del programa.
Seleccionas una función en pantalla, presionas el botón correspondiente del controlador y el software aprende la asignación.
18. Personalizar tu controlador
Aquí es donde comienza una de las partes más interesantes del proyecto.
El controlador que acabas de construir no es una plataforma cerrada.
Puedes modificar el firmware.
Puedes cambiar:
- Los números MIDI CC.
- Las funciones de los botones.
- Las asignaciones de cada capa.
- Las funciones SHIFT.
- El comportamiento del encoder.
- La lógica de los LEDs.
- Los colores.
- El comportamiento visual.
Incluso puedes utilizar la electrónica como base para desarrollar tu propia versión del controlador.
19. ¿Qué aprendimos construyendo el kit?
Durante el montaje utilizamos varios conceptos importantes de electrónica:
74HC165
Expansión de entradas digitales.
WS2812B
Control serial de LEDs RGB direccionables.
Encoder
Detección de movimiento incremental.
Debounce
Eliminación del rebote mecánico de pulsadores.
MIDI
Comunicación entre nuestro hardware y software musical.
Capas
Multiplicación lógica de funciones utilizando los mismos controles físicos.
Y quizás el concepto más importante:
hardware y software trabajando juntos.
El comportamiento del dispositivo no depende solamente de los componentes que soldamos.
Gran parte de lo que puede hacer nuestro controlador está definido por el firmware.
Construiste tu propio controlador MIDI
Si llegaste hasta aquí, ya no tienes simplemente un controlador MIDI.
Tienes un dispositivo que tú mismo ensamblaste y cuyo funcionamiento puedes estudiar, modificar y ampliar.
Ese es precisamente el objetivo de los kits de Zona DIY.
No queremos entregarte solamente componentes para soldar.
Queremos entregarte un proyecto que puedas:
armar → entender → modificar → mejorar.
¿Quieres construirlo?
El Kit Controlador MIDI DIY incluye la electrónica y componentes necesarios para realizar este proyecto.
Consultar por el Kit Controlador MIDI DIY
El firmware y la documentación del proyecto estarán disponibles para que puedas modificar el funcionamiento y crear tus propias configuraciones.
Nivel: Intermedio
Soldadura: Sí
Programación: Firmware incluido y modificable
Interfaz: MIDI USB
Entradas: 32 digitales
Capas: 4
Iluminación: 28 LEDs RGB direccionables
Zona DIY
Ármalo. Entiéndelo. Modifícalo.