HexBoard MIDI控制器与RP2040产生共鸣

 乐器的发声依赖于物理学和数学原理。吉他弦的音高会随着其物理属性的变化而改变，比如弦的粗细、张力或长度。萨克斯管或其他任何管乐器发出的音符，会根据空气振动所经过的乐器管身长度而变化。任何一件实体乐器都需要具备一些物理属性，演奏者必须与之互动才能演奏音乐，而这自然就限制了哪些人能够演奏，以及能够演奏什么。

HexBoard 有 140 个独立的机械开关，每个开关都配有一个 3D 打印的键帽，由可寻址的 RGB 发光二极管照亮；这种不寻常的键盘能产生独特的和弦形式和旋律创意。

至少，过去一直都是如此。有了 MIDI（乐器数字接口）和计算机，情况就不再一定是这样了。你所演奏的乐器不过是一个输入设备，就像键盘和鼠标一样，因此，它可以是制作者想要的任何形状或大小。在这个例子中，制作者贾里德·德库克（Jared DeCook）选择制作了一个由六边形按键和 RGB 发光二极管组成的键盘矩阵，所有这些都由树莓派 RP2040 芯片控制。

定制控制器

“HexBoard 主要是一款 MIDI 乐器，这意味着它会将音符信息发送给软件或硬件声音发生器，这些声音发生器会根据你演奏的音符来发出声音，”贾里德告诉我们，“它有一个 USB-C 接口，用于连接到计算机上的 MIDI 软件，还有一个 TRS  MIDI 接口，用于连接硬件 MIDI 设备。它有一个非常基础的内置声音发生器，可以通过耳机或内置扬声器播放声音，当你想要快速、简单地设置一下来演奏时，这一点非常不错。RP2040 芯片所有未使用的引脚都作为排针暴露在电路板上，以便那些有兴趣对硬件进行进一步改造的人可以方便地进行改装。”

贾里德在 2023 年 5 月推出了 HexBoard，此后对其设计进行了全面改进，使其更易于组装和维修，并添加了新功能。

在钢琴上，每个琴键的两侧各有两个音符；而在 HexBoard 上，每个按键与另外六个按键相邻，所以你用一只手就可以实际够到更多的音符——如果你没有像弗朗茨·李斯特（Franz Liszt）或吉米·亨德里克斯（Jimi Hendrix）那样的大手，这一点就很有用。

“点亮的六边形按键支持多种不同的音符布局，同时还可以通过颜色来指示每个音符是什么，”贾里德说，“所包含的不同布局使得用简单的指法来弹奏和弦变得很容易，而且这些指法不会因调式的不同而改变，这与钢琴之类的乐器不同。我在 TinkerCAD 软件中设计了键帽，在 Blender 软件中设计了框架。我在 Bambu Lab P1S 3D 打印机上打印所有部件，刚好能把框架放进打印区域。”

为什么选择 RP2040 芯片？

“RP2040 芯片是整个项目的核心，”他补充道，“它读取按键信息、设置灯光、更新屏幕、发送 MIDI 数据，并生成简单的声波。运行这个设备不需要专有软件，因为一切都由 RP2040 芯片来处理。

“我很欣赏可以使用可编程输入输出（PIO）来处理发光二极管的更新，而不会阻塞中央处理器（CPU）。我为这个项目选择这款芯片，是因为它具备我这个项目所需的所有输入输出功能，并且为未来的开发留有足够的空间。而且，在这个项目初期芯片严重短缺的时候，它很容易获得。”

大公司可能会不遗余力地对产品进行焦点小组调研，以确保产品能找到受众，但贾里德最初制作 HexBoard 时针对的受众群体非常小：就是他自己。我们认为，这或许能让他专注于把 HexBoard 做得很棒。

贾里德制作了自己定制的基于 RP2040 芯片的电路板，并将其添加到印刷电路板（PCB）上，以处理所有的输入、输出和编程。

“最初，我是为我自己和我的兄弟制作的，”他回忆道，“我想要一个有趣、可改装的乐器，外观要酷炫，而且相对容易学习。我对目前的成果很满意，所以我想说，制作者、黑客和音乐人是我的主要目标受众。”

“随着项目的推进，它对各种各样的人都变得有用起来。初学者可以用它来开始学习基本的和弦和旋律。无论你处于什么调式，任何给定的旋律或和弦都有相同的形状或指法动作，所以在很多方面，它的学习曲线更平缓。”

“音乐制作人可以利用各种不同的布局来激发灵感，因为每种不同的布局都提供了一种独特的方式来思考音符之间的关系。我知道，对我来说，在 HexBoard 上我能想出一些与在标准音乐键盘上不同的创意。”

屏幕能让用户在 HexBoard 提供的众多布局选项中进行切换。

“有了最新的更新，它现在对于那些在微分音音乐领域进行实验的人来说是一个很有用的工具。它紧凑的尺寸和广泛的音域，对于那些想要拥有大量按键，同时又能轻松地把它装在背包里随身携带的音乐人来说非常实用。除此之外，五颜六色的灯光和动画效果让任何人玩起来都觉得很有趣。”