Kit de Batería MIDI Compacto con Impresión 3D y Arduino

Componentes y suministros

Componente	Cantidad
Arduino UNO	1
Pantalla LCD 16x2 blanco sobre azul (Adafruit Standard)	1
Piezoeléctrico (SparkFun)	1
Resistencia sensible a la fuerza FSR (Adafruit)	1
Resistencia 10k ohm	1
Resistencia 1M ohm	1
Diodo Zener 5.1V 1W (SparkFun)	1
Pulsador 12mm (SparkFun)	1
Interruptor deslizante	1
Conector TRS (jack 6.35mm estéreo)	1
Cable USB-A a USB-B	1
Adaptador Lightning a USB Camera (Apple)	1

Herramientas necesarias

• Impresora 3D (genérica)
• Cortadora láser (genérica) — opcional, extra
• Soldador (genérico)
• Llave Allen
• Cúter
• Cortador circular
• Cortatubos
• Taladro + brocas 9 mm / 10 mm

Aplicaciones y servicios online

• Arduino IDE

Sobre este proyecto

Este es un kit de batería MIDI minimalista usando Arduino UNO. Me cautivó la simplicidad del piezo y la batería electrónica, y la gran invención llamada MIDI. No me conformé con solo hacer pads; quería un kit completo.

El kit se divide en dos partes principales:

1. Pads fabricados con impresora 3D y papel grueso (1 mm).
2. Conversor trigger-a-MIDI con Arduino UNO.

La señal del pad (1) es procesada por el Arduino (2) y convertida a señal MIDI, que se transmite a iPhone, portátil, etc., generando el sonido. No necesitas fuente de alimentación externa: el smartphone o PC la proveen por USB.

Qué necesitas

Herramientas

• Impresora 3D
• Cortadora láser (extra)
• Llave Allen, cúter, cortador circular, soldador, cortatubos, taladro, brocas 9/10 mm

Materiales

• Papel de 1 mm de grosor
• Filamento PLA
• Gomaespuma 5 mm / 10 mm
• MDF 2.5 mm / 5.5 mm (extra)
• Tornillos y tuercas: M6×70 mm, M6×50 mm, M3×10 mm, M3×15 mm, M3×25 mm, M2
• Tubo acero inoxidable Ø13 mm

Hardware de batería

• Parche de malla (mesh head) 10" / 8"
• Soporte de caja (snare stand) — ej. Yamaha SS662
• Soporte de hi-hat — ej. Yamaha HS650A
• Pedal de bombo — ej. Yamaha FP7210A
• Baquillas

Paso 1: Impresión 3D

Todos los archivos STL están en Thingiverse y GitHub. Usa la versión 2 para los aros (rims). Imprime con relleno 20% y altura de capa 0.3 mm. También puedes usar cortadora láser para los pads (archivos vectoriales en GitHub).

Paso 2: Montaje de la estructura

• Une las piezas con tornillos M3×10 mm.
• Para la parte central, usa M3×15 mm o M3×25 mm para fijar la base.

Paso 3: Fabricación del shell (cuerpo del pad)

1. Altura del shell: 55 mm. Corta tres tiras de papel de 55 mm de ancho.
2. Longitud: ligeramente superior al perímetro del pad.
3. Inserta una tira en la ranura inferior, ajusta a círculo perfecto y corta.
4. Repite 3 veces, superponiendo con adhesivo.
5. Seca, fija el parche de malla, taladra agujero Ø9 mm para el conector TRS.
6. Usa tuercas mariposa o las llaves de afinación impresas (funcionan con tuercas normales).
7. Fija el parche con tornillos M6×70 mm.
8. Retira el parche para colocar el piezo.

Paso 4: Colocación del piezo

El piezo es delicado. No lo dobles ni golpees.

CAJA (SNARE) — 2 piezos

• Cable rojo de cada piezo → tip y ring del conector TRS.
• Ambos cables negros → sleeve (masa).
• Pasa los cables por los agujeros de la placa sensor antes de soldar.
• Piezo del parche (conectado a tip): sándwich con gomaespuma 10 mm (1 abajo, 3 arriba en forma cónica). Coloca sobre la placa sensor.

BOMBO (KICK) — 1 piezo

• Solo tip usado. No necesita placa sensor.
• Dos gomaespumas bajo el piezo.
• Coloca el sensor descentrado del centro (para que el batidor no golpee directo al piezo; así Arduino detecta fuerza del golpe).

HI-HAT — 1 piezo

• Circuito igual que bombo.
• Gomaespuma 10 mm bajo el piezo.

Paso 5: Pad de caja 10"

1. Fija el sensor del aro (rim).
2. Asegura la placa sensor firmemente; la punta del cono debe verse 2-3 mm desde el lateral.
3. Mismo procedimiento si usas pad 8" como caja.

Paso 6: Pad de bombo 8"

1. Corta tubo acero inoxidable Ø13 mm: dos de 200 mm y dos de 365 mm (longitud ajustable, pequeño error aceptable).
2. Monta según fotos; las piezas tienen huecos para tuercas M3.
3. Fija tubo con tornillos M3×15 mm.

Paso 7: Hi-Hat 12"

1. Corta papel grueso en círculos Ø300 mm (3 unidades).
2. Haz una muesca desde el centro.
3. Segunda muesca a 10 mm en paralelo de la primera → tres "Pac-Man" con boca pequeña.
4. Cierra la boca de cada Pac-Man con cinta formando forma de plato.
5. Pega y superpone los tres, extendiendo adhesivo fino y uniforme. Presiona y pon peso encima hasta secar.
6. Silenciamiento: gomaespuma 5 mm, taladra agujero (no importa si no queda perfecto, se oculta).
7. Fija soporte del sensor y guía de cables con cinta doble cara (o pistola de pegamento).

Paso 8: Controlador de Hi-Hat

Envía apertura/cierre del hi-hat al Arduino. Circuito simple: FSR en base, conector, gomaespuma 10 mm sobre FSR, tapa con tornillos M3×10 mm.

¿Por qué FSR si solo detecta HIGH/LOW? Para compatibilidad con módulos de sonido Roland/Yamaha y software como EZ DRUMMER 2, que tienen varios grados de apertura. Con FSR se podría ampliar modificando el código (no probado).

Paso 9: USB-MIDI (Arduino como dispositivo MIDI nativo)

Con solo cable USB, Arduino envía MIDI: es reconocido por iPhone/PC como dispositivo MIDI sin hardware extra.

1. Consulta: MocoLUFA y GitHub.
2. Arduino UNO normal conectado a iPhone da error "no compatible".
3. Debes reflashar el chip USB (ATmega16U2) del UNO: guía oficial.
4. En el comando final, reemplaza Arduino-usbserial-uno.hex por dualMoco.hex:

   sudo dfu-programmer atmega16u2 flash dualMoco.hex

5. Tras reflashar, Arduino es reconocido como dispositivo MIDI.
6. Puenteando los pines como en la foto → modo Arduino normal (para programar). Sin puente → modo MIDI.

Paso 10: Conversor Trigger-a-MIDI (Shield)

• Arduino UNO + shield en caja impresa 3D (o tapa cortada láser).
• Diodos de protección (el UNO tiene protección interna; pueden ser opcionales).
• Imprime primero la caja y tapa, luego fabrica el shield a medida.

Paso 11: Tocar con GarageBand

Solo abre GarageBand y conecta. Sin configuraciones complejas. Otros DAWs compatibles: Hydrogen (gratis, permite añadir sonidos).

Paso 12: Ajustes (Settings) vía botones y LCD

Para evitar recompilar al cambiar parámetros, se hizo un menú en el LCD:

• Botones INC/DEC: seleccionan instrumento.
• NEXT/BACK: seleccionan parámetro.
• EDIT: entra en edición; INC/DEC cambian valor; EDIT confirma.

Parámetros:

• THRESHOLD: valor mínimo para disparar sonido.
• SENSITIVITY: sensibilidad; bajarla da alta velocity con golpes suaves.
• NOTE: número de nota MIDI; cambia el instrumento.
• FLAG: umbral fin de golpe (1-10). Alto = doble disparo; bajo = pérdida en golpes rápidos.
• SCAN TIME: ms de muestreo tras superar threshold para hallar pico. No tocar.
• HEAD/RIM: facilidad de sonar aro. Subir = más difícil; bajar demasiado = aro suena al golpear parche. Puede necesitar mejora en código.
• PEDAL VELO: velocity fija del pedal (inicial 100). Ajusta a gusto.
• MASK TIME: relacionado con FLAG. No tocar; subir puede perder golpes rápidos.

Paso 13: Archivos Fusion 360

Algunas piezas requieren cambios dimensionales. STL es difícil de editar; subí los archivos Fusion 360 originales (GitHub). Como fui iterando, no dependas mucho del historial de operaciones.

Extra

• Pasos extra en Instructables: Arduino Minimal Drum Kit
• Proceso detallado en blog del autor.

¡Pregunta lo que quieras y diviértete!

Código

Hello Drum v2 (Arduino)

Modificado 05/12/2019 por George Brotherston. Incluye librerías MIDI.h (v4.3.1) y LiquidCrystal.h (v1.0.7). El código gestiona:

• Modo edición vía LCD y 5 botones (SET, UP, DOWN, NEXT, BACK).
• Lectura de 4 piezos (A0-A3) y 1 FSR (A4).
• Detección de pico, mapeo a velocity 0-127 con curva cuadrática.
• Discriminación head/rim en caja.
• Hi-hat abierto/cerrado según estado del pedal (FSR).
• Envío MIDI Note On/Off por canal 1.

/* Drum MIDI Controller
   Created: 28/06/2017 by Ryo Kosaka as "HELLO DRUM" Ver.1.0
   Modified: 05/12/2019 by George Brotherston */
#include 
#include 
// ... (código completo en el original; ver sección Code del proyecto)

Esquemático

Circuito del shield en Fritzing: circuit_nZotR7rJMM.fzz