Projektarbeit – SS08 Kai Aras Algorythm

Übersicht 1. Projektbeschreibung 2. Motivation 3. Ziele 4. Technologien 5. Module 6. Probleme 7. Fazit

1. Projektbeschreibung Bau eines hybriden Audio Synthesizers auf Basis eines „low-cost“ Mikrocontrollers Implementierung der Direkt Digitalen Synthese Implementierung digitaler Audio Effekte Bau eines aktiven analog Filters Implementierung algorithmischer Kompositionshilfen

2. Motivation Erfahrung sammeln in den Bereichen: Digital Audio Analog Audio Hardwarenahe Softwareentwicklung Elektronik

3. Ziele Endprodukt soll vom Funktionsumfang mit kommerziellen Geräten mithalten können Eigene Ideen sollen mittels Hardware realisiert werden Anfassen macht mehr Spaß als „rumklicken“

4. Technologien Hardware: Atmel AVR 8Bit RISC – AtMega8 implementiert Klangerzeugung durch Direkt Digitale Synthese 8kb Flashspeicher / 1kb SRAM / 16Mhz 3x Timer / 3x PWM Ausgang / 6x ADC Atmel AVR 8Bit RISC – AtMega32 implementiert Sequencer 32kb Flashspeicher / 2kb SRAM / 16Mhz 3x Timer / 4x PWM Ausgang / 8x ADC

4. Technologien Entwicklung Mikrocontroller: Entwicklung PC: Sprache: C IDE: AVR Studio 4.1.3 Compiler: avr-gcc Entwicklung PC: Sprache: Java IDE: Netbeans 6.0

4. Technologien Berechnungen: Platinen Layout: Frontplatten Layout: Excel Platinen Layout: Abacom Lochmaster Frontplatten Layout: Abacom Frontdesigner

5. Module 5.1 Klangerzeugung 5.2 Klangformung 5.3 Sequencing 5.4 Signalweg

5.1 Klangerzeugung 2 Oszillatoren 1 LFO Div. Wellformen via LookUp Table DAC via PWM Voltage Controlled via 10 bit ADC 1 LFO Schwingt im nichthörbaren Bereich Modulationsquelle

5.1 Klangerzeugung Direkt Digitale Synthese

5.1 Klangerzeugung Direkt Digitale Synthese Phase Accumulator LookupTable Digital to Analog Converter Output Sample Freq. Binary Tuningword

5.2 Klangformung VCF (voltage controlled filter): Gebaut nach original paper von Nyle Steiner (Electronic Design, 1974) Parallele Eingänge für: Tiefpass, Hochpass, Bandpass

5.2 Klangformung ADSR EG (attack decay sustain release) Gebaut nach Design von Rene Schmitz Uni Bonn

5.2 Klangformung VCA ( voltage controlled amplifier ) Gebaut nach Design aus Synth DIY Modular Project von Yves Usson

5.3 Sequencing Interaktion via 8x8 LED Matrix Div. Algorithmen lösen „Gates“ aus Noten können aus div. Quellen geholt werden Automatische Berechnung von Skalen, Akkorden und Kadenzen CV Ausgang via PWM

5.4 Signalweg(e) atMega32 atMega8 Sequencer (Pitch) LuT (PWM) DAC ADC (TuningWord) LuT Accumulator Phase (Waveform) LuT (PWM) DAC Patchbay atMega8

5.4 Signalweg(e) Patchbay Sämtliche Signale können hier nach belieben „gepatcht“ werden

6. Probleme Softwareentwicklung lief durchgehend ohne größere Probleme Verwendete Hardware stieß an ihre Grenzen Anfangs häufig kleine elektronische Probleme

7. Fazit Riesen Lerneffekt in vielen Bereichen Viel Arbeit, aber hat sich gelohnt !