🎹 Бракованные детали

S1E11: Mixtape Alpha (prt 2)

Это апдейт про Mixtape Alpha которого никто не ждал включая меня самого. В общем, он как испанская инквизиция.

Я не смог успокоиться после того, как в прошлый раз назвал Mixtape Alpha пустой тратой атмег. Не мог уснуть, ворочался. Написал автору этого дизайна с вопросами чё вообще происходит. Точнее авторке.

Видимо мой вопрос избыточно описывал ситуацию и после трёхдневного молчания Jie Qi ответила, что я выставил неправильные фьюзы во время прошивки, поэтому МК работал в 8 раз медленнее, чем должен бы.

Такое случается уже второй раз за сезон Бракованных Деталей. В прошлый похожие проблемы я решал в #s1e9_arpie , но там сразу было очевидно, что девайс работает медленне, чем нужно. В случае с Mixtape Alpha понять это оказалось непросто и кроме того: фьюзы это первое что я проверил.

Дело в том, что какими именно должны быть фьюзы вообще нигде не указано. Косвенно на них намекают строчки в исходниках, но сами биты не опубликованы. Уж не знаю почему так.

Если будете прошиваться, то вот правильный набор: -U lfuse:w:0xE2:m -U hfuse:w:0xD9:m -U efuse:w:0xFF:m. От дефолтового значения, которое по умолчанию залито в ATmega328, отличается только lfuse.

Разумеется, после перепрошивки всё заработало, как нужно. Исчез шум на высоких, светодиоды перестали мерцать. Появилась 16 голосная полифония и заработал физмодельный движок на нейросетках. Даже тач-поверхности начали работать лучше, но до идеала им всё-равно далеко.

Я перепугался и снял новую демку: https://youtu.be/h7WGl-_Hi5I

#s1e11_mixtape

На демке я подключил его к пиратскому радио Norns (про которое впору вообще делать отдельный пост): https://youtu.be/ltIdc5ODrHw

S1E13: Teensy Audio FX

Сегодня снова небольшой девайс целиком за один пост. Вы, наверное, уже заметили, что я стараюсь чередовать всякую сложноту с устройствами, которые можно собрать за 3 часа.

Matt Venn на основе нескольких открытых проектов с Hackaday собрал Teensy Audio FX — простенький процессор эффектов на Teensy в котором помимо фильтра есть стерео delay и reverb: https://github.com/mattvenn/teensy-audio-fx . Так что да: это ещё один не синтезатор в моём списке.

Автор вдохновлялся серией PO от Teenage Mutant Ninja Turtles Engineering. Оттуда и главные фичи: синхронизация и автоматизация. Ещё Audio FX унаследовал от PO свой формат — устройства идентичны по размерам и «вёрстке».

Исходник в Кикаде. Все компоненты планарные. Спешу предупредить, что на плате есть кодек SGTL5000 в корпусе QFN-20. Это 20 выводов на микросхеме размером 4х4 мм. Единственный необычный компонент на бездушной, полностью цифровой плате.

На гитхабе актуальный репозиторий, но не документация. На деле пришлось методом тыка разбираться какие ручки и кнопки за что отвечают. Даже отправил автору мелкий issue по этому поводу.

Девайс втыкается в разрыв аудиосигнала и наваливает на него эффекты. Почти как педаль. При этом есть возможность записать что-то типа макросов: нажать кнопку Write и покрутить несколько ручек, которые после этого начнут крутиться сами согласно таймингу с которым вы это сделали. Во второй половине демки этот процесс хорошо виден. Яркость светодиодов кодирует степень эффекта.

Вот список ручек и кнопок:
- Фильтр. К нему же относятся ручки резонанса и розового шума.
- Delay. К нему ручка времени на правом канале, на левом канале и фильтр
- Reverb. C регулировками размера, частоты и damp (я не настоящий сварщик чтобы рассказать что это).
- Ручка signal mix.
- Кнопки: sync, restart, erase и write.

В целом, оно работает, но не без особенностей. Например, каждый раз включая автоматическую синхронизацию девайс начинает захлёбываться, появляются различимые глитчи. Регулировка времени дилэя всегда вызывает артефакты. А как работает signal mix я вовсе не понял. В теории это должен быть полный аналог громкости, на деле ручка сильно добавляет низов к сигналу и всё. Может быть я не все ручки верно идентифицировал, хотя и сверялся с исходниками?

Стоило всё довольно дорого. И в смете нет цены самой Teensy 4, которую можно легко переиспользовать, а стоит она около 3500₽.
💵 4244₽ Компоненты в ЧиД (из них 1200 потенциометры, 1100 драйвер светодиодов, который точно мог быть и попроще)
💵 1077₽ платы в JLC
--
💸 ВСЕГО 5321₽

Я брался за Audio FX потому что это неплохая платформа для экспериментов с Teensy Audio Library. Прошивка в устройстве сейчас однозначно сырая, но там достаточно места для улучшений.

#s1e13_teensy_fx

S1E12: PreenFM2 (prt 2)

FM-синтез придумал какой-то Джон в конце 60х. В 73 году он продал лицензию на эту технологию Yamaha, которая засунула этот тип синтеза во все японские синты до которых смогла дотянуться. Так шаг за шагом появился легендарный Yamaha DX7. Помните #s1e4_mega MIDI на чипах из Sega Mega Drive про который я писал? Тот чип-синтезатор Yamaha тоже работает на FM.

В основе концепции FM-синтеза находятся операторы, которые выстраиваются в алгоритм. Каждый оператор это на самом деле осциллятор (часто с полным набором фич типа VCA, LFO и нескольких EG). Один такой оператор может модулировать частоту другого.

Алгоритмы выстраивают операторы в сложные последовательности, которые могут содержать кольца и другие техники обратной связи. Если вы заглянете в соответствующую статью Википедии, то обнаружите там 2 страницы тригонометрических формул.

FM считается способом получить по-настоящему сложную волну. Вот только намерянно получить то, что хочется у новичка не получится. Вы скорее накрутите какую-нить арфу случайно, чем целенаправленно. Входных параметров слишком много. Слишком. Ниже я пришложу картинку со скриншотом софтового FM синтезатора, чтобы вы поняли о чём я говорю.

Пока что я предпринял ровно 2 попытки подойти к FM и только сильнее запутался. Представьте, что вам нужно накрутить звук используя 6 полноценных синтезаторов (в одном единственном операторе функций больше, чем во всём Meeblip Triode) которые модулируют друг друга. Можно отключать операторы и настраивать всё потихоньку шаг за шагом двигаясь от простого к сложному, но, божечки, как это долго.

Сейчас для меня любой, даже самый простой алгоритм, — черный ящик и никаких правил в кручении ручек я почти не замечаю. Очевидно, нужно просто покрутить подольше.

Именно для таких убогих Савье добавил возможность использовать готовые пресеты от Yamaha DX7 которых в интернете больше, чем адептов Плоской Земли. И, хотя, автор утверждает, что эта конвертация на лету работает посредственно, вы легко подберёте себе гигантский набор хорошо звучащих настроек даже если вас будет устраивать лишь один пресет из сотни.

Отдельно хочу сказать про интерфейс. У синтезатора всего 7 кнопок и 4 энкодера, а дисплей хоть и потрясный, но всего лишь на 4 строки. Очевидно, что этого недостаточно для управления 4 инструментами в каждом из которых 28 алгоритмов на 6 операторов и матрица модуляции 16х32 (наверняка есть какие-то шорткаты, но я их пока не разучил). С другой стороны: делать физическую ручку для каждого отдельного контрола — дураков нет. Такой синт будет стоить уже сотни долларов. А это считай целая крышка от еврорэка. 😀

В общем: синтезатор бомбический (особенно в этом корпусе и с этими деревянными щёчками), крутить его ручки можно бесконечно. Если вы всегда недолюбливали все эти исткосты, муги и понятные пайплайны субтрактивного преобразования волн, смело запрыгивайте. Я сталкивался с ошибками в прошивке, но, в целом, фич там очень много и они работают. Буду разбираться дальше.

Традиционно короткая демка: https://youtu.be/x0EMMdzGv-s

#s1e12_preenfm2

S1E12: PreenFM2

В ноябре, когда я занимался Амбикой, начали происходить странные, как мне тогда казалось, дела. Во-первых: я наконец-то заметил динамику с которой дорожают электронные компоненты. Цены на некоторую ерунду (например, оптоизоляторы) выросли почти в два раза по сравнению с августом. Про микроконтроллеры и усилители я даже не вспоминаю.

Во-вторых: традиционная рождественско-новогодняя логистическая пробка случилась в этот раз гораздо раньше (на самом деле она с прошлого года не оклемалась). Часть посылок задерживались уже на полтора месяца, а продавцы умоляли подождать ещё. Забегая вперёд: часть тех посылок пришла после сотни дней маринования на таможнях, а часть вовсе бесследно исчезла. Хорошо, что среди потеряшек не было ничего по-настоящему ценного.

Где-то в этот момент я понял, что если хочу успеть собрать все 16 синтов до конца года, то придётся выкручиваться используя всякие запрещённые приёмы и хитрить пытаясь раздбыть компоненты и платы на родине.

Так я познакомился с Алексеем, которого кто-то из вас, возможно, знает под ником Iskin, или под брендом Box Music. Алексей делает отечественные адаптации популярных standalone и модульных open-source синтезаторов: https://vk.com/boxmusicspb. Особенно мне нравится то, как много внимания он уделяет механике и корпусным деталям. Я люблю корпуса, поэтому не делаю их сам.)

Меня интересовала печатная плата для PreenFM2 и оказалось, что у него есть достаточно компонентов, чтобы продать мне целый синтезатор в полностью разобранном виде. Лего для взрослых дураков с паяльником.

PreenFM2 — это полностью цифровой FM (Frequency Modulation) синтезатор: https://ixox.fr/preenfm2/ . Он на столько цифровой, что радикально отличается от всего, что я собирал раньше. Электрически он проще, чем даже Meeblip Triode, но врубитесь в характеристики:

- 4 независимых инструмента, которые можно развалить по разным MIDI каналам.
- По одному независимому эффекту на каждый инструмент.
- 8 голосов с 6 операторами на каждом. Если использовать по 3 оператора на голос, то можно использовать до 14 голосов. Это в два раза больше, чем на Амбике, которую я паял 17 часов.
- 3 LFO, 2 EG, 2 секвенсора. Все могут работать ВРАЗ.
- Матрица модуляции 16 источников х 32 цели.
- 28 FM алгоритмов. Это на 27 больше, чем человек вообще способен понять.

И всё это крутится на одном крошечном STM32. Цены на эти микроконтроллеры за последние полтора года чипагеддона взлетели всреднем в 4 раза. На Али нет программаторов для STM потому что разработчики массово их скупают, чтобы снять оттуда микроконтроллеры.

PreenFM2 сделал француз Xavier Hosxe (сами придумайте как читать название этого человека). Он завсегдатай форума Mutable Instruments времён Шрути и Анушри. Чё-то подозрительно много французов в синтезаторном опенсорсе, не считаете?

На PreenFM неспроста стоит индекс 2. Есть ещё третья версия этого синтезатора. К сожалению, она проприетарная. Разводки и схемотехники для него в дикой природе не опуболиковано, а Савье (я прочитал так, отстаньте) решил продавать главную плату с распаянным и прошитым МК. Имеет право.

#s1e12_preenfm2

S1E11: Mixtape Alpha

Сегодня целый синтезатор всего за один пост. Mixtape Alpha — портативная, цифровая шумелка сделанная в форме аудиокассеты: http://wiki.openmusiclabs.com/wiki/MixtapeAlpha

Кроме микроконтроллера ATmega328 и его скудной обвязки на борту ничего нет. Low-fi на максималках (или он, наоборот, должен быть на минималках?!). В качестве органов управления выступают контактные площадки на плате.

Есть 4 разных «голоса», плюс 4 разных эффекта. Контактные площадки нот внизу и 6 захардкоженных аккордов на отдельных площадках расставленных кольцом. Минимальная автоматизация через запись последовательности нажатия этих аккордов (кнопки rec/erase). Ещё есть возможность редактировать LUT (Look-up table, в случае с синтами читай wavetable) через PureData с последующей интеграцией получившейся таблицы в прошивку. Это довольно неудобный процесс, но считаю за фичу.

Моё внимание этот синтезатор привлёк простотой своего взвешенного интерфейса. Однако, на деле я получил сущее разочарование, как тогда в детстве, когда пытался намотать спящего ужа на удочку. После сборки и прошивки он вроде бы работал, но провести за ним хотя бы 10 мин времени подряд было пыткой.

Всё дело в резистивной тач-поверхности. Площадки следят за изменением сопротивления, когда их замыкают пальцами. Это старый и дешевый концепт, но раньше я никогда не имел с ним дела и даже подумать не мог, что это работает на столько плохо. Хотя не удивлюсь если это проблема конкретной реализации, или жареного жира который выделяют мои пальчики-сардельки.

Каждый раз когда я пытаюсь что-то там «нажать», происходит что угодно, кроме того, что нужно. Иногда пэды не срабатывают при сильном нажатии, а иногда срабатывают когда к ним ещё не прикоснулся. Иногда срабатывают дважды в зависимости от того как долго их замыкаешь. В нагрузку к этому они могут срабатывать просто от того, что я держу плату неправильно, с двух сторон и непроизвольно замыкаю какие-то совершенно другие дороги, которые даже не относятся к пэдам.

Специально посмотрел: может быть нужно было заказывать плату без лужения, но нет, всё сделал и собрал правильно. Эти прикосновения иногда отсвечивают в аудиотракт порождая дикого уровня пики в районе 10 КГц.

Устройство работает от 3В батарейки CR2032 (таблетки), но питанием управляет сам микроконтроллер через отдельную ногу, поэтому при первой установкие батареи эта штука сама включается вне зависимости от того в каком положение находится выключатель. Проектирование на компромиссах.

В общем: это единственное устройство в списке, которое я никому не рекомендую. Пустая трата атмег.

К слову от тратах.
💵 1481₽ компоненты в ЧИД
💵 500₽ Платы
--
💸 ВСЕГО 1981₽

Если у кого-то есть положительный опыт с Mixtape Alpha — напишите в каменты. Может быть я просто где-то накосячил, но честно проверил всё трижды.

Демку даже не вздумайте открывать. Ютюб предупредил, что если это увидит хоть кто-то, они меня навечно забанят и нажалуются маме. И будут правы: https://www.youtube.com/watch?v=4SHiHKVv7MA

UPD 20200214: Я всё исправил! Штука не так плоха, как я тут описал. Ищите второй пост про Mixtape Alpha по тегу ниже.

#s1e11_mixtape