Project Overview: MIDI Drum Pad Controller

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A continuación se muestran las modificaciones sugeridas que se aplicarán al proyecto para transformar el controlador MIDI de pads de batería, utilizando un STM32F405RG, junto con sus conexiones de alimentación, tierra, entradas digitales (botones) y analógicas (potenciómetros), y la interfaz USB MIDI. Puedes usar el botón "Apply changes" para actualizar el esquema con las siguientes modificaciones:
1. MCU y Alimentación:
  • Eliminar el Teensy 4.1 y reemplazarlo por un STM32F405RG.
  • Incluir la referencia al datasheet y documentación del STM32F405.
  • Definir una entrada de alimentación de 5V (proveniente del USB o de un adaptador externo) y conectar este 5V a la entrada de un regulador LDO.
  • Utilizar un regulador AMS1117-3.3 (o RT9193) para obtener la salida de 3.3V que alimentará el MCU y los circuitos analógicos.
  • Colocar condensadores cerámicos de 0.1 µF cerca de cada pin VDD/VSS del MCU y añadir condensadores electrolíticos en las entradas y salidas del LDO para garantizar la estabilidad de la tensión.
2. Conexión a Tierra (GND):
  • Diseñar la PCB con un amplio plano de GND.
  • Si es posible, definir dos áreas de tierra (analógica y digital) que se unan en un único punto (star grounding).
  • Conectar todas las señales de GND de cada componente (MCU, regulador, botones, potenciómetros, etc.) al plano de tierra.
3. Botones (Pads):
  • Incorporar 16 interruptores mecánicos (por ejemplo, de la serie Omron B3F o equivalente).
  • Para cada botón, conectar una resistencia pull-down de 10 kΩ a GND para evitar señales flotantes.
  • (Opcional) Utilizar un expansor GPIO I²C (como el PCF8575) si se requiere liberar pines del MCU.
4. Potenciómetros y Multiplexor:
  • Agregar los potenciómetros lineales de 10 kΩ (según la cantidad deseada).
  • Para cada potenciómetro:
    • Conectar la salida a través de una resistencia en serie de 100 Ω al pin ADC del MCU.
    • Conectar un condensador de 100 nF entre el pin ADC y GND para filtrar la señal.
  • Incorporar el multiplexor analógico CD74HC4067:
    • Conectar las salidas de cada potenciómetro a las entradas del CD74HC4067.
    • Conectar la salida común del multiplexor a un pin ADC del STM32F405.
5. Interfaz USB MIDI:
  • Conectar el bloque USB OTG FS del STM32F405 a un conector USB (tipo USB-B o USB-C).
  • Asegurar que las líneas de datos (D+ y D−) y de alimentación se conecten según el estándar USB.
  • Incorporar protección ESD en las líneas USB mediante diodos TVS.
  • Configurar el uso de la pila USB MIDI (por STM32Cube o TinyUSB) para implementar la funcionalidad MIDI nativa.
6. Sección Mecánica y Conectores:
  • Incluir orificios de montaje (M2/M3) en la PCB para reforzar la estructura.
  • Definir la ubicación del conector USB, asegurando un montaje robusto y evitando estrés en las trazas.
  • Prever la opción de utilizar pads modulares o reemplazables para facilitar el mantenimiento.
7. Firmware y Desarrollo:
  • Configurar el entorno de desarrollo (STM32CubeIDE o PlatformIO) para programar el STM32F405.
  • Implementar la funcionalidad USB MIDI utilizando la pila USB MIDI de STM32Cube o TinyUSB.
  • Desarrollar algoritmos de debounce en software (por ejemplo, basados en temporizador) para garantizar lecturas estables de los botones.
  • Permitir la personalización del mapeo MIDI a través del firmware.
8. Documentación, Verificación y Escalabilidad:
  • Ejecutar una verificación completa de las reglas de diseño (DRC) para asegurar que todas las conexiones y componentes cumplan con los estándares.
  • Documentar las especificaciones clave: MCU, regulador LDO, valores de resistencias y condensadores en cada bloque (alimentación, entradas digitales y analógicas).
  • Preparar toda la documentación final, incluidos los diagramas, esquemas y archivos Gerber, para facilitar la producción masiva.
  • Programar pruebas de prototipado y, en su caso, ensayos EMC/EMI y certificaciones CE/FCC.
Si estás conforme y deseas proceder, utiliza el botón "Apply changes" para actualizar el proyecto con estas modificaciones.
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R25
Resistance
6.8kΩ
R24
Resistance
6.8kΩ
R4
Resistance
10kΩ
R18
Resistance
6.8kΩ
R9
Resistance
10kΩ
R1
Resistance
10kΩ
R13
Resistance
10kΩ
R21
Resistance
3.3kΩ
R12
Resistance
10kΩ
R7
Resistance
10kΩ
R17
Resistance
3.3kΩ
R3
Resistance
10kΩ
R6
Resistance
10kΩ
R14
Resistance
10kΩ
R20
Resistance
3.3kΩ
R22
Resistance
3.3kΩ
R16
Resistance
10kΩ
R8
Resistance
10kΩ
R2
Resistance
10kΩ
R19
Resistance
3.3kΩ
R11
Resistance
10kΩ
R15
Resistance
10kΩ
R23
Resistance
6.8kΩ
R10
Resistance
10kΩ
R26
Resistance
6.8kΩ
R5
Resistance
10kΩ
VR1
Resistance
20kΩ
VR2
Resistance
20kΩ
VR4
Resistance
20kΩ
VR3
Resistance
20kΩ
Note 3
Line 1
CD74HC067 Multiplexor
+3.3V
Note 2
Line 1
Teensy 4.1 MCU
+5V
+5V
+3.3V
+3.3V
Note 1
Line 1
5V input voltage for multiplexor
+3.3V
J1
C16
Capacitance
0.1uF
U4
U1
  • Ground
    Ground
    A common return path for electric current. Commonly known as ground.
    jharwinbarrozo
    20.5M
  • Net Portal
    Net Portal
    Wirelessly connects nets on schematic. Used to organize schematics and separate functional blocks. To wirelessly connect net portals, give them same designator. #portal
    jharwinbarrozo
    43.0M
  • Power Net Portal
    Power Net Portal
    Wirelessly connects power nets on schematic. Identical to the net portal, but with a power symbol. Used to organize schematics and separate functional blocks. To wirelessly connect power net portals, give them the same designator. #portal #power
    jharwinbarrozo
    11.4M
  • Generic Resistor
    Generic Resistor
    A generic fixed resistor ideal for rapid circuit topology development. Its footprint automatically adapts based on the selected package case code—supporting 0402, 0603, 0805, 1203, and many other standard SMD packages, as well as axial horizontal and vertical configurations. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard resistor values: 1.0 ohm, 10 ohm, 100 ohm, 1.0k ohm, 10k ohm, 100k ohm, 1.0M ohm 1.1 ohm, 11 ohm, 110 ohm, 1.1k ohm, 11k ohm, 110k ohm, 1.1M ohm 1.2 ohm, 12 ohm, 120 ohm, 1.2k ohm, 12k ohm, 120k ohm, 1.2M ohm 1.3 ohm, 13 ohm, 130 ohm, 1.3k ohm, 13k ohm, 130k ohm, 1.3M ohm 1.5 ohm, 15 ohm, 150 ohm, 1.5k ohm, 15k ohm, 150k ohm, 1.5M ohm 1.6 ohm, 16 ohm, 160 ohm, 1.6k ohm, 16k ohm, 160k ohm, 1.6M ohm 1.8 ohm, 18 ohm, 180 ohm, 1.8K ohm, 18k ohm, 180k ohm, 1.8M ohm 2.0 ohm, 20 ohm, 200 ohm, 2.0k ohm, 20k ohm, 200k ohm, 2.0M ohm 2.2 ohm, 22 ohm, 220 ohm, 2.2k ohm, 22k ohm, 220k ohm, 2.2M ohm 2.4 ohm, 24 ohm, 240 ohm, 2.4k ohm, 24k ohm, 240k ohm, 2.4M ohm 2.7 ohm, 27 ohm, 270 ohm, 2.7k ohm, 27k ohm, 270k ohm, 2.7M ohm 3.0 ohm, 30 ohm, 300 ohm, 3.0K ohm, 30K ohm, 300K ohm, 3.0M ohm 3.3 ohm, 33 ohm, 330 ohm, 3.3k ohm, 33k ohm, 330k ohm, 3.3M ohm 3.6 ohm, 36 ohm, 360 ohm, 3.6k ohm, 36k ohm, 360k ohm, 3.6M ohm 3.9 ohm, 39 ohm, 390 ohm, 3.9k ohm, 39k ohm, 390k ohm, 3.9M ohm 4.3 ohm, 43 ohm, 430 ohm, 4.3k ohm, 43K ohm, 430K ohm, 4.3M ohm 4.7 ohm, 47 ohm, 470 ohm, 4.7k ohm, 47k ohm, 470k ohm, 4.7M ohm 5.1 ohm, 51 ohm, 510 ohm, 5.1k ohm, 51k ohm, 510k ohm, 5.1M ohm 5.6 ohm, 56 ohm, 560 ohm, 5.6k ohm, 56k ohm, 560k ohm, 5.6M ohm 6.2 ohm, 62 ohm, 620 ohm, 6.2k ohm, 62K ohm, 620K ohm, 6.2M ohm 6.8 ohm, 68 ohm, 680 ohm, 6.8k ohm, 68k ohm, 680k ohm, 6.8M ohm 7.5 ohm, 75 ohm, 750 ohm, 7.5k ohm, 75k ohm, 750k ohm, 7.5M ohm 8.2 ohm, 82 ohm, 820 ohm, 8.2k ohm, 82k ohm, 820k ohm, 8.2M ohm 9.1 ohm, 91 ohm, 910 ohm, 9.1k ohm, 91k ohm, 910k ohm, 9.1M ohm #generics #CommonPartsLibrary
    jharwinbarrozo
    1.5M
  • Generic Capacitor
    Generic Capacitor
    A generic fixed capacitor ideal for rapid circuit topology development. You can choose between polarized and non-polarized types, its symbol and the footprint will automatically adapt based on your selection. Supported options include standard SMD sizes for ceramic capacitors (e.g., 0402, 0603, 0805), SMD sizes for aluminum electrolytic capacitors, and through-hole footprints for polarized capacitors. Save precious design time by seamlessly add more information to this part (value, footprint, etc.) as it becomes available. Standard capacitor values: 1.0pF, 10pF, 100pF, 1000pF, 0.01uF, 0.1uF, 1.0uF, 10uF, 100uF, 1000uF, 10000uF 1.1pF, 11pF, 110pF, 1100pF 1.2pF, 12pF, 120pF, 1200pF 1.3pF, 13pF, 130pF, 1300pF 1.5pF, 15pF, 150pF, 1500pF, 0.015uF, 0.15uF, 1.5uF, 15uF, 150uF, 1500uF 1.6pF, 16pF, 160pF, 1600pF 1.8pF, 18pF, 180pF, 1800pF 2.0pF, 20pF, 200pF, 2000pF 2.2pF, 22pF, 220pF, 2200pF, 0.022uF, 0.22uF, 2.2uF, 22uF, 220uF, 2200uF 2.4pF, 24pF, 240pF, 2400pF 2.7pF, 27pF, 270pF, 2700pF 3.0pF, 30pF, 300pF, 3000pF 3.3pF, 33pF, 330pF, 3300pF, 0.033uF, 0.33uF, 3.3uF, 33uF, 330uF, 3300uF 3.6pF, 36pF, 360pF, 3600pF 3.9pF, 39pF, 390pF, 3900pF 4.3pF, 43pF, 430pF, 4300pF 4.7pF, 47pF, 470pF, 4700pF, 0.047uF, 0.47uF, 4.7uF, 47uF, 470uF, 4700uF 5.1pF, 51pF, 510pF, 5100pF 5.6pF, 56pF, 560pF, 5600pF 6.2pF, 62pF, 620pF, 6200pF 6.8pF, 68pF, 680pF, 6800pF, 0.068uF, 0.68uF, 6.8uF, 68uF, 680uF, 6800uF 7.5pF, 75pF, 750pF, 7500pF 8.2pF, 82pF, 820pF, 8200pF 9.1pF, 91pF, 910pF, 9100pF #generics #CommonPartsLibrary
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    1.5M
  • Generic Inductor
    Generic Inductor
    A generic fixed inductor suitable for rapid circuit topology development. The footprint automatically adapts based on the selected package, supporting standard SMD sizes (e.g., 0402, 0603, 0805) as well as well-known inductor packages such as SDR1806, PA4320, SRN6028, and SRR1260. Standard inductor values: 1.0 nH, 10 nH, 100 nH, 1.0 µH, 10 µH, 100 µH, 1.0 mH 1.2 nH, 12 nH, 120 nH, 1.2 µH, 12 µH, 120 µH, 1.2 mH 1.5 nH, 15 nH, 150 nH, 1.5 µH, 15 µH, 150 µH, 1.5 mH 1.8 nH, 18 nH, 180 nH, 1.8 µH, 18 µH, 180 µH, 1.8 mH 2.2 nH, 22 nH, 220 nH, 2.2 µH, 22 µH, 220 µH, 2.2 mH 2.7 nH, 27 nH, 270 nH, 2.7 µH, 27 µH, 270 µH, 2.7 mH 3.3 nH, 33 nH, 330 nH, 3.3 µH, 33 µH, 330 µH, 3.3 mH 3.9 nH, 39 nH, 390 nH, 3.9 µH, 39 µH, 390 µH, 3.9 mH 4.7 nH, 47 nH, 470 nH, 4.7 µH, 47 µH, 470 µH, 4.7 mH 5.6 nH, 56 nH, 560 nH, 5.6 µH, 56 µH, 560 µH, 5.6 mH 6.8 nH, 68 nH, 680 nH, 6.8 µH, 68 µH, 680 µH, 6.8 mH 8.2 nH, 82 nH, 820 nH, 8.2 µH, 82 µH, 820 µH, 8.2 mH #generics #CommonPartsLibrary
    jharwinbarrozo
    15.8k
  • Terminal
    Terminal
    An electrical connector acting as reusable interface to a conductor and creating a point where external circuits can be connected.
    natarius
  • RMCF0805JT47K0
    RMCF0805JT47K0
    47 kOhms ±5% 0.125W, 1/8W Chip Resistor 0805 (2012 Metric) Automotive AEC-Q200 Thick Film #forLedBlink
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    1.2M
  • 875105359001
    875105359001
    10uF Capacitor Aluminum Polymer 20% 16V SMD 5x5.3mm #forLedBlink #commonpartslibrary #capacitor #aluminumpolymer #radialcan
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    1.2M
  • CTL1206FYW1T
    CTL1206FYW1T
    Yellow 595nm LED Indication - Discrete 1.7V 1206 (3216 Metric) #forLedBlink
    jharwinbarrozo
    1.1M

Midi Drumpad Controller

Midi Drumpad Controller thumbnail
A versatile MIDI drum pad controller with 16 responsive buttons, potentiometers, and optimized circuitry, designed to seamlessly integrate into any music production setup.

Properties

Properties describe core aspects of the project.

Pricing & Availability

Distributor

Qty 1

Arrow

$43.10–$43.11

Digi-Key

$198.15–$217.29

LCSC

$425.24

Mouser

$211.99

Verical

$79.91–$80.08

Controls