Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

[Solved] Budowa syntezatora przenośnego

XDamian1 25 Jan 2021 12:49 291 12
  • #1
    XDamian1
    Level 3  
    Witam, chciałbym zbudować stosunkowo prosty przenośny syntezator i utknąłem na podstawowej kwestii - jak wygenerować (a może odtworzyć) sygnał/dźwięk klawisza pianina. Później inne rodzaje instrumentów jeżeli nie byłoby to bardzo problematyczne. Następnie jakaś modulacja, generowanie innego rodzaju sygnałów np. przebiegi prostokątne, trójkątne itp. Fajną opcją byłoby też zapamiętywanie dźwięków/melodii/bitu. Zupełnie z górnej półki pomysłem jest wyświetlacz. Do tego wszystkiego oprócz potencjometrów i przycisków, przewiduję niedużą klawiaturę. Tak wygląda pomysł, chciałbym to przełożyć na jakiś projekt/schemat. Czy mógłby mi ktoś pomóc z rozwinięciem projektu, zdobyciem potrzebnej wiedzy jeżeli w ogóle jest to do zrealizowania w formie urządzenia przenośnego. Jeśli to istotne - w szkole przerobiliśmy właśnie wzmacniacze, czytałem trochę o generatorach i mieszaczach, mam i działam na arduino, czytałem też trochę na wiki o syntezatorach i ich budowie.
    Do you have a problem with Arduino? Ask question. Visit our forum Arduino.
  • Helpful post
    #2
    Donpedro_z_Otwocka
    Level 14  
    Przede wszystkim jedna ważna sprawa - syntezator a keyboard grający gotowymi brzmieniami (np. pianino, organy kościelne), to dwa różne światy. Oba te "urządzenia muzyczne" często współegzystują w jednej obudowie, zwanej przez muzyków keyboardem, stacja roboczą, workstation itp.

    Budowanie od podstaw syntezatora muzycznego w klasycznym tego słowa rozumieniu jest możliwe w warunkach amatorskich, bo polega na skonstruowaniu modulatora akustycznego, który będzie wyzwalał dźwięki na podstawie generowanych przebiegów, które po przepuszczeniu przez odpowiednie filtry elektroakustyczne, dadzą jakieś tam brzmienia. Tu kręcisz gałkami, tworzysz brzmienie i grając na klawiaturze, wyzwalasz nuty. Konstrukcja takiego syntezatora jest stosunkowo prosta, dopóki nie zechcesz dokooptować do niego modułu zapamiętującego ustawienia potencjometrów poszczególnych filtrów. Tu robi się już trudno.

    Jest pełno starszych i nowszych książek z zakresu elektroniki hobbystycznej, gdzie znajdziesz proste aplikacje syntezatorów, łatwych do zbudowania przez elektronika amatora.

    Natomiast Keyboard taki, jak np Casio CTK, grający m.in. brzmieniem pianina, robi to tak, że ty naciskasz klawisz, a mały komputerek wewnątrz keyboardu odtwarza dźwięk na podstawie zawartych w swojej pamięci ROM próbek audio danego brzmienia, przypisanych do konkretnych nut.

    Zatem w obu tych urządzeniach wytworzenie dźwięku odbywa się w zupełnie inny sposób. I napisałbym, że to karkołomne zadanie, ale ponieważ eksperymentujesz z Arduino, to są jakieś szanse.

    Osobną kwestią jest "zapamiętywanie dźwięków/melodii/bitów". Do tego potrzebny będzie ci moduł zapamiętujący grane przez ciebie na klawiaturze nuty (sequencer). Działa on tak, ze zapamiętuje dochodzące z klawiatury sygnały, które umieszcza w postaci bitów w pamięci ram (lub na nośniku). Najlepiej oprzeć działanie takiego modułu na interfejsie MIDI. Bez midi będzie tu ciężko.

    Jeszcze osobna kwestią jest, czy chcesz zrobić klawiaturę zwykłą (prosta do wykonania), czy dynamiczną, która jest trudniejsza do wykonania. W zwykłej klawiaturze, naciskając klawisz, naciskasz zwykły umieszczony pod nim styk, który zamyka obwód i wyzwala nutę z generatora. Klawiatura dynamiczna to już dwa styki pod każdym klawiszem i potrzeba tu modułu mierzącego czas między zwarciem pierwszego i drugiego styku (czas ten jest tym krótszy, z im większą siłą naciskasz klawisz), który to czas musi być następnie "przetłumaczony" na sygnał MIDI zwany "Velocity", sterujący głośnością wyzwalanej nuty.

    Dobra wiadomość, że eksperymentujesz z Arduino. Dzięki Arduino (lub podobnej platformie) twój pomysł jest jako tako realny do wykonania.

    Zacznij od przekopania Youtuba, bo tam projektów tego typu pojawia się coraz więcej. Są tam chociażby filmiki, z których dowiesz się, jak przerobić zwykłą klawiaturę z starego, taniego keyboardu, na klawiaturę MIDI z wykorzystaniem Arduino. To jest dobry punkt wyjścia do dalszych prac.

    Z sama elektroniką niestety Ci nie pomogę, bo jestem muzykiem, nie elektronikiem.

    Zdaje się, że AVT ma w swojej ofercie jakiś syntezator prostu, do samodzielnego montażu.

    W starej literaturze z zakresu elektroniki hobbystycznej było sporo takich projektów. Pamiętam, że w Młodym Techniku z lat 80-tych czy 90-tych pojawiały się takie projekty w dziale "Na warsztacie".
  • Helpful post
    #4
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    moze najpier poczytaj o syntezatorach, to wbrew pozorom nie takie proste.
    Moze najpierw zastanow sie czy chcesz syntezator analogowy czy cyfrowy.
    Kazdy ma nieco inna budowe i zasade "produkowania" dzwieku.
    Co do klawiatury masz dwa podejscia: budujesz wlasna z zestawem stykow i ukladem dekodujacym = zamieniajacym klawisz na CV (napiecie sterujace w przypadku ukladow analogowych) lub komende MIDI dla cyfrowych (to moze byc prostrze skoro dzialasz na Arduino). Inne podejscie to wykozystanie gotowej klawiatury/instrumentu ktory wysyla komendy MIDI i dobudowanie zewnetrznego ukladu syntezatora.
    Dalej syntezator/tor syntezy w uproszczeniu sklada sie z generatora dzwieku (VCO, DCO), ukladu obwiedni (ADSR+VCA) oraz filtrow (VCF) do tego dochodza ukldy modulujace i sterujace. Ilosc generatorow dzwieku = ilosc jednoczesnie brzmiacych dzwiekow/nacisnietych klawiszy/polifonia.
    Wybrales jako kryterium barwe pianina, niestety ze wzgledu na zlozonosc tego brzmienia jest to jedno z najtrudniejszych brzmien do podrobienia. Syntezatorom analogowym to wychodzi dosc slabo, cyfrowe bazuja na gotowych probkach pianina.
    Jezli cie interesuje budowa prostego instrumentu to szukaj przykladowo w starszych RE artykolow Grzegorza Wodzinowskiego, ktory zaprojektowal wiele takich ukladow, w razie czego sluze pomoca.
    Pozdrawiam
  • #5
    XDamian1
    Level 3  
    Okej, super, również dziękuje. Raczej nie bawiłbym się w interfejs MIDI, zależy mi żeby nie trzeba było podłączać syntezatora do żadnych zewnętrznych urządzeń. Za to faktycznie bardzo odpowiadałoby mi rozwiązanie cyfrowego syntezatora. Będę szedł w tą stronę, aczkolwiek o analogowych układach też chętnie się czegoś dowiem.
  • Helpful post
    #6
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    jezeli wolisz syntezator cyfrowy to moze poszukaj sobie specjalizowanych ukladow gdyz budowa od podstaw moze byc trudna. Cyfrowy syntezator bez MIDI to jakby samochod bez kierownicy. Jakchcesz kontrolowac parametry?
    Jest kilka podejsc do problemu, przykladowo masz zaawansowany CPU (DSP) gdzie wejsciem jest plik PCM (cos w stylu pliku wave) zawierajacy sprobkowany dzwiek, teraz DSP przelicza co sie stanie z dzwiekiem po nacisnieciu klawisza (transpozycja) nastepnie oblicza ADSR i filtry a gotowy sygnal idzie na audio DAC. Z tego co widze jestes poczatkujacy wiec to chyba nie na twoje barki.
    Widzialem jakies projekty nawet na Arduino prostych syntezatorow moze zacznij od tego, alenie oczekuj nie wiadomo czego na poczatku, napewno nie uzyskasz czystej barwy fortepianu odrazu.
    Jezli chcesz poznac zasadze dzialania, budowe i wplyw okreslonego ukladu na dzwiek to porponuje prosty syntezator analogowy zawierajacy podstawowe moduly ktory mozesz rozbudowywac zaleznie od potrzeb - analogowy syntezator modulowy.
    Osobiscie jestem fanem ukladow analogowych ktore nie maja zadnych ograniczen jezeli chodzi o budowe toru syntezy i wplyw parametrow - no czlowiek jest tu ograniczeniem.
    Pozdrawiam
  • #7
    XDamian1
    Level 3  
    Okej, rozumiem, a czy dałoby się połączyć dwie techniki ze sobą - np. Arduino wykrywa naciskane klawisze i generuje wstępny dźwięk (odtwarza nagrany dźwięk) , który następnie jest modyfikowany przez układ analogowy w zadany sposób. Czy jest to do zrealizowania i czy ma sens?
  • Helpful post
    #8
    jarek_lnx
    Level 43  
    Nawet do wstępnych eksperymentów zalecał bym coś szybszego niż Arduino na AVR, są jakieś płytki kompatybilne z Arduino na STM-ach i innych 32 bitowych procesorach.
  • Helpful post
    #9
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    twoja propozycja to koncepcja pierwszych syntezatorow analogowo/cyfrowych gdzie pojawia sie MIDI i PCM np. seria juno Rolanda:
    - za obsluge MIDI i generacje dzwieku na podstawie probek odpowiada DCO czyli cyfrowo sterowany generator (odpowiednik VCO czyli napieciowo sterowany generator w Analogach)
    - a cala dalsza obrobka nadal byla analogowa
    Jest jeszcze prostrza wersja:
    - budujesz MIDI2CV np. na arduino ktory zamienia komendy MIDI z dowolnej klawiatury/instrumentu MIDI na napiecie do sterowania VCO, a cala obrobka dzwieku jest analogowa.
    Pozdrawiam
  • #10
    XDamian1
    Level 3  
    Podoba mi się takie rozwiązanie, ale zależy mi żeby ten syntezator był przenośny i żebym nie musiał do niego podłączać nic z zewnątrz. Da się to jakoś rozwiązać?
  • #11
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    musisz dokladniej zdefinjowac kryteria.
    - jezeli chcesz zbudowac syntezator cyfrowy cyfrowo/analogowy, polifoniczny z dobra barwa pianina to zrob to jezeli twoim celem jest zrozumienie zasady dzialania i chcesz sie sporo nauczyc oraz masz sporo czasu i samozaparcia.
    Ale nie ma to sensu z punktu widzenia czasu i kosztow. Czas jaki na to poswiecisz oraz zakup elementow beda duzo wyzsze niz zakup popularnego instrumentu typu nawet "keyboard" gdzie wszystko masz gotowe.
    Czy twoj cel to zrozumienie zasady dzialania instrumentu, wplyw parametrow i zabawa dzwiekiem? jezli tak to zapraszam do budowy.
    Jezeli poszukujesz instrumentu do grania to raczej zakup cos gotowego.
    "żebym nie musiał do niego podłączać nic z zewnątrz" - to zalezy czy i jak wszystko umiescisz w obudowie.
    Moze rozwaz jeszcz inna opcje instrumentu dosc popularna obecnie, instrumenty wirtualne czy softwareowe, masz dowolna klawiature MIDI jako sterownik i komputer z odpowiednim programem, klawiatura wysyla tylko sygnaly naciskania klawiszy i poruszania potencjometrami a cala reszta to software i komputer.
    Pozdrawiam
  • Helpful post
    #12
    Kuniarz
    Moderator of Designing
    Mili Państwo,

    tak podsumowując - autor tematu ma bardzo szeroki wachlarz oczekiwań - zaczyna od prostego w zasadzie generatora, poprzez wybór instrumentów, na zapisie tracków i wyświetlaczu LCD skończywszy.
    W międzyczasie podkreśla, że urządzenie ma być proste, w domyśle tanie no i nie za bardzo jeszcze zaczął bo chyba nie wie jak albo nie ma planu.

    Pytanie zasadnicze brzmi - czy chodzi tu o amatorski projekt mający na celu rozwinięcie umiejętności, czy tanie zbudowanie sobie instrumentu ?

    Jeśli rozwój osobisty, to zacznij Kolego od zawężenia oczekiwań, przemyśl, wrzuć schemat, kawałek programu, pomożemy to rozwinąć.

    Jeśli fajny instrument, to za 10% tego co poświęcisz na projekt i budowę swojego instrumentu (wyważając kolejno wiele już dawno otwartych drzwi) poszukaj czegoś na hasło "AKAI MPK MINI" itp. To co chcesz zbudować kupisz za dwa dni pracy gdziekolwiek.
  • #13
    XDamian1
    Level 3  
    Dziękuję wszystkim za pomoc. Z początku faktycznie miałem zamiar zbudować całe takie urządzenie, ale trochę zmieniła się moja sytuacja finansowa i postanowiłem że w ten sposób po prostu zdobędę dodatkową wiedzę i ewentualnie będę budował niewielkie układy aby nauczyć się czegoś na ten temat. Jeszcze raz dziękuję i zamykam temat.