Самодельный музыкальный синтезатор
Идея в том, чтобы разработать и собрать электронный синтезатор с некоторыми функциями, эффектами и т.д. Это мой старый школьный проект, и я переделал и изменил его. Это интересно.
В интернете есть много схем любительских синтезаторов. Большинство основано на 555 или какой — то схеме генератора. Ограничение таких решений в том, что такая схема генерирует только один тон одновременно. Чтобы играть реальные аккорды, необходимо нажимать несколько клавиш одновременно, соответственно получая несколько тонов одновременно. То есть, для 12 тонов, необходимо 12 генераторов частоты. Если клавиатура имеет 48 клавиш, то требуется 48 генераторов тонов.
Спасением может быть логическая CMOS микросхема 4060. 4060 представляет собой 14 канальный двоичный счётчик/делитель со сквозным переносом и генератор. Блок схема внутренних функций 4060 из даташита выглядит так. Выход Qn является n-ным значением счетчика, представленным как 2^n, например Q4 2^4 = 16(1/16 тактовой частоты) и Q5 2^5 = 32 (1/32 тактовой частоты).
О частотах хроматизмов можно прочесть здесь
Масштабы октав связаны. Первая октава C1 (16.3Hz) составляет половину второй октавы C2 (32.7Hz) и так далее. Микросхема 4060 может разделить их тактовую частоту через Qn выходы. Нам понадобится 12х4060 генераторов тона, и будет поддерживаться 7 октав(12×7 = 96 тонов, бинго).
Таким образом, первоначальный проект такой. Конструкция состоит из 12×4060 генераторов тона, dsPIC для звуковых эффектов и контроля, усилителей.
На первой схеме показаны генераторы тона 4060. Тактовая частота может быть рассчитана по формуле f = 1 / (2xPixR2xC1). Я планирую использовать 4 октавы (48 тонов) начиная с С3 (130Hz) до B6 (1975Hz). Вы можете сами выбрать требуемые величины. Я подготовил схему с 6 выходным тонам.
Следующие схемы являются простым блоком питания 7805 и усилителем LM386. Ничего особеннного.
Первый шаг заключается в подготовке физических кнопок и ПП. Кнопки взяты от клавиатуры выброшенной китайской игрушки. К сожалению, в игрушке использовались матричные кнопки. Я также сделал ПП для кнопок.
Подготовленная плата для кнопок с оригинальным размером кнопок:
Схемы и провода:
Первоначальная сборка закончена.
Для настройки частоты я использовал свой Nexus 7 и приложение-тюнер gStrings. Спасибо разработчику за такое полезное приложение. Необходимо настроить только одну октаву. Когда C3, C4 или любая другая нота настроена, остальные настроятся автоматически из-за делителя частоты.
Наконец, после выходных и большого количества кофе, первая фаза проекта получилась такой:
Следующие шаги:
-Вы можете заметить пустое пространство между платами. Да, это место для звуковых эффектов и контроля dsPIC.
-Также мне нужно сделать верхнюю крышку.
Мысли:
— Кнопки не такие мягкие, как оригинальная клавиатура. Необходимо найти более подходящее решение для конечного варианта устройства.
— Усилитель на LM386 не сочетается с тонами. Я заметил некоторые искажения при низком уровне громкости. Позже я заменю его на подходящий стерео усилитель. Я хочу иметь левые и правые октавы с разделенными эффектами и звуковым выходом.
Источник
Как сделать удобный синтезатор своими руками
В детстве у меня было пианино, такое настоящее, советское, киллограм на 300. Мне нравилось на нем бренчать, а после окончания музыкальной школы даже кое-что играть. Пианино — это классно, аутентично, но совершенно не практично. А чтобы совсем прям для души, нужна еще и барабанная установка, пяток примочек к электрогитаре, кларнет, ситар и сэмпловые лупы…
Конечно, сейчас уже не нужно из квартиры делать гараж-студию на заначку в шесть зарплат, достаточно установить на ПК бесплатный музыкальный редактор. Но, неудобно это все.
Клавиатура ПК совсем не похожа на клавишный инструмент, здесь все не так. Более того, для обучения ребенка это совсем не годится. Кажется выбора не остается, как приобретать синтезатор. Но по-прежнему раздирают меня сомнения.
Синтезатор ведь что из себя представляет? Большое устройство, с музыкальной клавиатурой, которое где-то должно занимать прилично места. В которое встроена акустика, а ведь у меня уже есть ресивер с колонками. В которое встроен плохенький ПК, а ведь у меня есть хороший ПК.
Получается, что за 40 тысяч я покупаю то, что у меня уже есть в лучшем качестве, за исключением лишь клавиатуры. Это просто какой-то максимум нерациональных расходов.
В поисках отдельной клавиатуры я набрел на такой класс устройств как USB MIDI Keyboard.
Мне всегда казалось, что MIDI это из области профессиональной музыкальной деятельности.
Но сейчас все музыку делают на ПК, в любом удобном месте, а значит, музыкантам нужны мобильные музыкальные клавиатуры, которые легко помещаются в рюкзак.
В голове сразу сложился план. Подключаем MIDI-клавиатуру к домашнему медиацентру на базе Raspberry Pi 3, где крутится программный синтезатор, позволяя в любое время любому желающему исполнить свой очередной шедевр. На таких MIDI-клавиатурах как правило есть набор регуляторов и дополнительных кнопок, которые программируются на различные эффекты или дополнительные музыкальные инструменты. Выглядит и звучит это очень круто!
Есть устройства побольше и поменьше, есть подороже и чуть дешевле. Я выбрал вариант за примерно 5 тыр. У него две октавы, нормального размера клавиши, кнопки для ударников, ручки настройки, то есть все, о чем может мечтать начинающий музыкант-электронщик.
Я не спец в создании музыки на ПК, поэтому было сложно искать пути реализации своей задумки. Информацию приходилось собирать по крупицам. Пазл постепенно стал складываться и получилось собрать работающее решение, которым с вами и делюсь. Как ни странно, но в стандартном дистрибутиве Raspbian/Debian нашлось все что нужно, даже не пришлось подключать внешние репозитории.
В качестве секвенсера (приложения, воспроизводящего MIDI-файлы) используется fluidsynth.
MIDI-клавиатура сразу обнаруживается через ALSA и доступна для подключения к секвенсеру.
Для воспроизведения звуков различных инструментов используются открытые базы сэмплов в формате SoundFont2. Для начала установим это все.
Подключаем MIDI-клавиатуру к Raspberry и запускаем секвенсер в режиме сервера:
В результате мы увидим список доступных MIDI-клиентов:
Здесь нам важно запомнить номера клиентов клавиатуры и секвенсера, чтобы затем соединить их командой:
Теперь у нас все готово для игры на Yamaha Piano (это дефолтный инструмент). Почитайте мануал по fluidsynth, там есть много интересных команд, например, чтобы сменить инструмент на ударники или духовые, задать величину реверберации или хоруса.
Сделаем наш программный синтезатор удобным. Чтобы не соединять вручную клавиатуру с секвенсером каждый раз, напишем простенький демон, который будет это делать при старте автоматом.
Регистрируем демон для автозапуска:
Обратите внимание, теперь при старте секвенсеру передается конфигурационный файл (/home/osmc/midi-router), содержащий команды, превращающие нашу клавиатуру в настоящий синтезатор.
Тут дело вот в чем. Каждая клавиша и крутилка на клавиатуре посылает определенные события, со своим номером. Я так понял тут особенных стандартов нет, так что каждый производитель творит что хочет. Например, я хочу чтобы квадратные клавиши звучали ударными, остальные клавиши звучали пианино, ручки управляли громкостью, реверберацией и хорусом.
Так вот, мне необходимо замэпить коды событий от клавиатуры на разные инструменты, а коды от ручек на коды, которые понимает секвенсер. В fluidsynth это делается при помощи router. Именно эти команды и содержатся в конфигурационном файле.
Вот пример моего конфигурационного файла, с комментариями того, что он делает.
Чтобы узнать какие коды генерирует именно ваше устройство, необходимо воспользоваться этой утилитой:
Она слушает и выводит на консоль события с MIDI-клавиатуры. Нажмите кнопку или покрутите ручку и вы увидите тип, канал и код события. Вы можете запрограммировать свою клавиатуру таким образом, каким захотите, а не так, как это придумали инженеры, разработавшие конкретный синтезатор. За что большое спасибо разработчикам fluidsynth, alsa, SoundFont2, Raspberry и V-Mini.
Кстати, эта тема с DIY-синтезаторами нашла отражение в нескольких изобретениях, рекомендую к изучению: раз и два.
Источник
Как сделать синтезатор
Электронный синтезатор – современный музыкальный инструмент, где в качестве источника звука используются интегральные генераторы, а деление на октавы выполняется с помощью делителей частоты.Электронные инструменты содержат сложные системы обработки звука, блоки эффектов и узлы синтеза, имитирующие практически все музыкальные инструменты. Кроме того электромузыкальные генераторы могут воспроизводить звуки не существующие в реальной природе. Сложные устройства позволяют накладывать музыкальные темы одна на другую, подключать аккомпанемент и записывать в память различные музыкальные мелодии, редактировать их и воспроизводить в новой тональности и на других инструментах. Сложный профессиональный синтезатор своими руками сделать очень сложно, но собрать более простой электромузыкальный инструмент вполне возможно.
Как сделать синтезатор
Простой одноголосный музыкальный инструмент можно сделать за несколько часов.Схема синтезатора сделанного своими руками, может быть выполнена на транзисторах или интегральных микросхемах.В самом простом варианте это генератор звуковой частоты, к которому, посредством кнопок или клавиш подключаются частото задающие цепи.Электромузыкальный осциллятор реализован на операционном усилителе 140 УД 1Б. При небольшом изменении номиналов радиоэлементов, в качестве генератора можно использовать и другие операционные усилители. В данной схеме используются 24 резисторные частото задающие цепи, что позволяет реализовать две октавы.Выход ОУ можно подключить к любому усилителю низкой частоты.Недостатком схемы можно считать двухполярное питание.
Очень простой синтезатор своими руками можно собрать на старых радиоэлементах. Конечно, устройство нельзя рассматривать как музыкальный инструмент, но для развивающих детских игр оно вполне подойдёт.
Аналогичную схему, но на полную октаву из 12 тонов можно сделать на микросхеме ISM7555. Это интегральный таймер. Частотозадающие цепи реализованы на переменных резисторах.
Устройство питается от батарейки 9 вольт, но можно собрать простой блок питания. Ёмкость конденсатора СХ1 33 нф. Для того чтобы правильно настроить все ноты можно использовать онлайн тюнер для настройки музыкальных инструментов.
Все эти устройства можно назвать синтезаторами только с большой натяжкой. Настоящий электромузыкальный инструмент имеет очень сложную схемотехнику. Формирование звуков происходит в нескольких октавах, поэтому на клавиатуре можно играть аккордами. Генераторы тона позволяют получить на выходе сигнал требуемой формы. Кроме классической синусоиды с выхода можно получить сигналы треугольной, пилообразной и прямоугольной формы. Далее звуковой сигнал микшируется и поступает на блок фильтров. Группы фильтров позволяют выделить нужную полосу частот. В синтезаторе обязательно присутствует блок управления огибающей. С его помощью можно установить нужную атаку сигнала, период спада сигнала после нарастания, период постоянного уровня и период окончательного затухания. Фильтры так же могут иметь схемы управления параметрами огибающей.
Очень важным в процессе формирования звука является принцип модуляции, когда параметры основного сигнала изменяются под действием управляющего низкочастотного сигнала. Обычно используется амплитудная, частотная и фазовая модуляция. В некоторых схемах имеется блок операторного FM синтеза. Здесь несколько звуковых сигналов модулируют друг друга по частоте, затем суммируются и, в результате, с выхода устройства снимается очень сложный и интересный звук. В формировании звучания так же используется принцип фазовых искажений. В ранних моделях синтезаторов все технические решения реализовывались на транзисторах, поэтому учитывая сложность схем, их количество было очень большим. Интегральная микроэлектроника позволила значительно упростить принципиальные схемы, тем не менее, задача, как сделать синтезатор своими руками, в домашних условиях, даже для опытного радиолюбителя, может оказаться слишком сложной проблемой. Самым сложным при работе над электромузыкальным инструментом, является настройка и регулировка его параметров.
Более сложный самодельный блок можно собрать на логических микросхемах 4960. Каждая микросхема представляет собой генератор и 14 разрядный двоичный счётчик делитель с прямым переносом. С выходов Qснимается поделённая тактовая частота. Так с выхода Q4 можно получить частоту f/16, а с выходаQ5f/32. 12 интегральных микросхем 4060 позволяют реализовать клавиатуру на 7 октав или 96 тонов.При изготовлении музыкального инструмента, к генератору тона нужно подключить частотозадающие R/C цепи. После изготовления, потребуется по внешнему тюнеру или генераторы настроить только одну октаву. Все остальные будут настроены автоматически из-за деления частоты. К готовому устройству можно сделать блок эффектов, который может включать вибратор, тремоло, бустер или фазер. Выход можно подключить к усилителю низкой частоты.
Микросхема 4060 питается напряжением от 3 до 18 вольт, поэтому блок питания может быть любой конструкции
Источник
Клавиши для синтезатора своими руками
Мы стараемся сделать форум не только содержательным, но и удобным для поиска информации.
Давайте вместе будем содержать его в информационной чистоте и порядке!
Это не сложно, необходимо придерживаться лишь нескольких простых правил.
1. Перед тем, как что-то писать на форуме, сформулируйте свои мысли — посмотрите на заголовок темы, которую вы открыли, и если при этом ваши умозаключения не совпадают с названием темы — поищите наиболее подходящую тему или раздел.
2. Старайтесь группировать свои мысли в одно сообщение, не надо писать по одной фразе по принципу «лучше сорок раз по разу, чем один раз сорок раз». При этом, если у вас много мыслей или вопросов разного характера, не задавайте их в одной теме. Поищите для каждой отдельной мысли необходимую тему и напишите там. При этом НЕ ДУБЛИРУЙТЕ одно и тоже сообщение в разных темах!
3. Предварительно пролистайте форум хотя бы «О г л а в л е н и е», поищите там подходящие темы в разделах, и когда вы точно поймете, что подходящей темы или раздела на форуме нет, не бойтесь создать новую! При этом название темы должно бы лаконичным и отражать суть возникшего вопроса. При написании сообщений используйте пунктуацию, если с этим проблема — хотя бы разделяйте фразы абзацами. Пишите так, чтобы было понятно другим.
4. Если вы хотите выразить благодарность человеку, написав при этом что-то вроде «Спасибо тебе Вася за совет. сейчас буду изучать!», и не сообщая какой-либо полезной для других участников информации, воспользуйтесь кнопкой «СПАСИБО» внизу сообщения человека, который вам помог. Таким же образом вы можете выразить свою симпатию какому либо сообщению.
5. Итак, запоминаем некоторые важные моменты:
- – свои контактные данные и немного об себе — пишите в теме по контактам в «курилке»;
- – покупка-продажа частного характера и обсуждение интернет-торговли в своем разделе;
- – модели ваших синтезаторов и оборудования, их достоинства и недостатки обсуждаются в разделе «А какой синтезатор у вас. «;
- – ваше творчество, cover-версии и авторские произведения — в разделе «творчество»;
- – для стилей есть свой отдельный раздел:
- Спрашиваем или выкладываем стили — в темах по стилям (для разных синтезаторов есть свои темы). При этом первая часть (Part 1) темы по стилям для синтезаторов Yamaha уже содержит в себе богатый архив стилей и ссылок, откуда вы запросто можете пополнить свою коллекцию, спрашиваем интересующее вас во второй части темы (Part 2).
Для вопросов по созданию и редактированию стилей также существуют отдельные темы; - – аналогично МИДИ-файлы и их коллекции — в теме по миди;
- – пакеты расширений, тембра, мультипэды, ОТС, совместная работа синтезатора и компьютера, поиск нот, азы музыкальной грамоты и проч. — для этого всего также имеются свои разделы и соответствующие темы;
- – файлы небольшого объема (до 200 кб) со стилями и миди, полезные информационные картинки, а так же небольшие архивы, вы можете смело прикреплять к сообщениям (имя файла должно быть набрано латиницей). ;
- – более весящие файлы (более 200 кб) mp3, wav, архивы, коллекции, картинки не несущие полезной информации и уже имеющиеся в интернете, аудио-видео. размещаем на сторонних хранилищах (яндеск-диск, ютуб, savepic.su), а здесь даем на них ссылки;
- – подписывайте свои ссылки в сообщении, указав что вы там разместили;
- При этом вы должны понимать следующее — УДАЛИВ из своего хранилища ФАЙЛ — его ССЫЛКА становится БЕСПОЛЕЗНОЙ и скорее всего, ваше сообщение будет полностью нами тоже удалено со страниц форума! Ни в коем случае не стоит поступать подобным образом. Старайтесь сохранять материалы, ссылки на которые вы публикуете на форуме;
- – свои аватарки перед загрузкой предварительно делайте небольшими по размеру;
- – избегайте «оверквотинга» (избыточного цитирования) — не надо городить трехэтажные цитаты, со полными сообщениями и вложениями. Также не надо цитировать, если ваш ответ следует прямо за вопросом. Научитесь редактировать чужие цитаты, оставляя только краткую суть цитаты. Используйте цитирование только для связки сообщений, которые разорваны логически;
- – если вы хотите уточнить-спросить-предложить что-либо «не для всех», а кому-то лично, не стоит писать об этом в общей теме, вроде «обращайся ко мне» и давать свои контакты. Там где больше двух — говорят вслух. Или делитесь со всеми этой информацией или пишите в личные сообщения (ЛС) «тет-а-тет»;
- – также, если ваши мысли ушли далеко от тематики форума и вы хотите ими поделиться — «перекурите» в «курилке» 🙂 хоть Минздрав и предупреждает — наша «курилка» вашему здоровью не повредит! У нас также есть группа «вконтакте», интерактивный чат на чатоводе и скайп-группа — там у нас бывает многолюдно! 🙂
6. Не ленитесь поискать нужную вам информацию. Все зависит от вашего желания и стремления. Если у вас нет оных, вам уже никто не поможет! Перед тем как задать вопрос по работе вашего инструмента, изучите «Руководство пользователя» хотя бы первых три-пять страниц — это будет огромным прорывом к познанию неизведанного! 🙂 Используйте встроенный поиск на сайте!
7. Не ругайтесь между собой и нецензурно, не выясняйте на страницах форума отношений — в крайнем случае используйте для этого личные сообщения, да и. Лучше вообще не ругайтесь — мы не для этого здесь собрались. Да и нервные клетки не восстанавливаются! 🙂 Высказывайте свое мнение в вежливой форме! Не нужно «с пеной у рта» доказывать свою правоту, пытаясь унизить несогласного с вами оппонента, тем более, что все мы, по своей человеческой природе, склонны к заблуждениям. Администратор и Модератор — полноправные участники форума, и также могут иметь свою точку зрения на обсуждаемые на форуме темы!
8. Ознакомиться с некоторыми нюансами по работе с сайтом, внести какие-то предложения, пожелания, замечания, а так же, если вы вдруг обнаружили неточности или ошибки — пишите в «Раздел предложений» в соответствующие темы. Мы стараемся для вас и сделаем всё, что в наших силах. Так же, если есть необходимость что-то подправить в ваших сообщениях — обращайтесь к Администратору или Модератору. Злостные нарушители этих несложных «Правил» будут ограничены в действиях на форуме и сайте.
Уважайте себя и других, цените свое и чужое время,
оставайтесь логичными и человечными в своих поступках и действиях.
Будьте доброжелательны и вам ответят тем же!
Источник
