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シンセ開発ログ 2024-01-04: Hamamatsu Micro Maker Faire 2023に出展／シンセカイリアルSPで自作シンセの音出し／ラズパイPico用フリーシンセPRA32-U v2.0をリリース

今年もよろしくお願いします。

2023-12-02: Hamamatsu Micro Maker Faire 2023に出展

Hamamatsu Micro Maker Faire 2023に、ラズパイPicoを使った自作シンセPRA32-Uを出展しました（都合により予定していたバージョンアップは延期）。当日は、来場者の多さにビックリしました！　たくさんの皆様にISGK Instrumentsブースにお越しいただき、ありがとうございました！ https://makezine.jp/event/makerfaire/hmmf2023/

2023-12-26: シンセカイリアルSPで自作シンセの音出し

毎週木曜日に配信番組「シンセカイリモオト」 https://youtube.com/playlist?list=PLw1tY2FdoEuIBKh9LyBgK_f_pVffQWb4x を配信している、プラムソニックのYasushi.Kさん主催のシンセカイリアルSP（シンセ会）に初参加しました。本当に楽しかったです！　ありがとうございました！　シンセカイリモオト、3周年おめでとうございます！

私は、池袋LIVE INN ROSAのメインスピーカーで、PRA32-Uを鳴らしました。緊張のため、うまく演奏できませんでしたが、参加者の方から「格好良かった」と言ってもらえて嬉しかったです。次の機会までに、デモ演奏やセッションの仕込みに取り組みたいと思います。

YuuichiAkagawaさんから会場で、PRA32-Uのための自作プラケースを頂きました！　本当にありがとうごさいます！　以下の写真の通り、ピッタリでした！　活用させて頂きます。Pico Audio Pack Caseは現在、Thingiverseで公開されています。 https://www.thingiverse.com/thing:6404203

2024-01-04: ラズパイPico用フリーシンセPRA32-U v2.0をリリース

ラズパイPicoとDAC基板（Pico Audio Packなど）を使った、誰でも作れるフリーシンセPRA32-U v2.0をリリースしました。v2.0にしたのは、主にコントロールチェンジの仕様変更などを受けてですが、いくつかの機能も追加しています。

ステレオ感が良い感じだったので、プリセットプログラムではピンポンディレイを使うようにしました。

新しいコントロールチェンジの仕様は賛否両論かも知れませんが、ローランドS-1をコントローラーに用いたときの使いやすさがアップしていると思います（S-1の推奨設定は、LFO SYNC : OFF、OSC DRAW SW : SLOPE、Riser Mode : OFF、Delay Sync : OFF）。

信号処理での2コア使用やオーディオレイテンシの増加も微妙なところです。今後の機能追加のためということで、ご理解いただけるとありがたいです。

Release v2.0.0 · risgk/digital-synth-pra32-u

Digital Synth PRA32-U v2.0.0 4 Voice Polyphonic/Paraphonic Synthesizer for Raspberry Pi Pico/RP2040 Change History v2.0.0: Add Delay Mode

【追記】最新リリース

https://github.com/risgk/digital-synth-pra32-u/releases/latest

v2.0.0までの変更内容

ディレイモードを追加（ピンポンディレイ）

ブレスコントローラーに対応（フィルター変調量とアンプ変調を設定可能）

ノートオンベロシティに対応（EG感度とアンプEG感度を設定可能）、EGとアンプEGの微修正

プリセットプログラムの修正

コントロールチェンジのコントロール番号や値の意味を変更

DMAバッファサイズを増加（オーディオレイテンシー：2.7ミリ秒→5.3ミリ秒）

信号処理に2コアを使用（ポリフォニックモードとパラフォニックモードのみ）

PWMオーディオ出力のオプションを追加（ポリフォニックモードは非対応）（実験的機能）

ディレイフィードバックでわずかに発振する問題を修正

LFOによる変調（発振）時に大音量のノイズが出ないように、ローパスフィルターのクリッピングを修正、ハイパスフィルターを更新

ピッチベンド範囲を拡張

Waveshare Pico-Audio Rev2.1用のコードを削除（コードを修正すれば対応は可能）

Raspberry Pi Pico/RP2040 coreバージョン3.6.2を推奨

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シンセ開発ログ 2021-05-29: Hamamatsu Micro Maker Faire 2021に向けてVRA8-Qを改善中、推奨回路をシンプル化

7/10(土) のHamamatsu Micro Maker Faire 2021に向けて、Arduino Uno、抵抗、コンデンサ、オーディオジャックだけで誰でも作れるシンセサイザーVRA8-Qの改善を進めています。

推奨回路をシンプル化

VRA8-Qでは、PWMによるオーディオ出力波形をなまらせるポストLPFとして、カットオフ周波数が約33.9 kHzの2次RC回路（R1 = R2 = 47 Ω、C1 = C2 = 100 nF）の使用を推奨してきました。

新しい推奨回路では、Raspberry Pi 4のPWMオーディオ回路を参考に、カットオフ周波数が約7.2 kHzの1次RC回路（R = 220 Ω、C = 100 nF）を使用するようにシンプル化しました。

これで、音質的に大きな問題なく、よりVRA8-Qを作りやすくなったと思います。推奨回路図、実体配線図、作り方の説明を修正済みですが、スケッチに含まれるREADMEは次のリリースで修正します。

https://fabble.cc/risgk/digital-synth-vra8-q

CUTOFF周波数の範囲を変更

デジタルフィルターのCUTOFF周波数の範囲を、最低440 Hz、最高14.08 kHzから、最低466.2 Hz、最高14.5 kHzに変更しました。

最低周波数を少しだけ上げたのは、CUTOFFが0、RESONANCEが127のときに出力波形が時々乱れる問題が気になったからです。

音色を明るくできるように、最高周波数はなるべく高くしたかったのですが、14.9 kHzまで上げたらフィルター出力がほぼノイズになってしまいました…

エンベロープジェネレーターについて

最近、エンベロープジェネレーターについてのg200kgさんの記事

ADSR がチョットワカルようになる記事https://www.g200kg.com/archives/2020/07/adsr-1.html

を読み直しました。この記事の説明を受けると、VRA8-Qは“実装、間違って”いるのが現状です。

本来、Release処理中はDecay係数も考慮すべきなのですが、CPUパワー消費を増やしたくないので、現状から修正しないつもりです。また、VRA8-QのReleaseタイムは「最短」固定なので、現状でも違和感は小さいと思います。（一応、開発中のスケッチにはコメントを追加しました）

VRA8-Qに追加予定の機能（現時点）

ノートオン時、ノートオフ時にCPUが過負荷になる問題を改善

EGがマルチトリガー固定なのを、シングルトリガーも選択可能にする（特に、VOICE MODEがMONOの場合にシングルトリガーにしたい）

VELOCITYからEG > CUTOFFへのモジュレーションを追加（またはVELOCITY > CUTOFFの仕様を変更）

LFO FADE TIME機能の追加（とりあえず、LFOはシングルトリガーに固定するつもり）

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シンセ開発ログ 2021-02-06: Hamamatsu Micro Maker Faire 2021出展予定者ミートアップに参加します

目次

Hamamatsu Micro Maker Faire 2021出展予定者ミートアップに参加します

Arduino用シンセVRA8-Q v3.1をリリース

VRA8-Q v3.2に向けて

Hamamatsu Micro Maker Faire 2021出展予定者ミートアップに参加します

ISGK Instrumentsは、7月10日（土）に延期された「Hamamatsu Micro Maker Faire 2021」に、Arduino Unoで動くシンセサイザー「Digital Synth VRA8-Q」（4和音対応、ステレオ・コーラス・エフェクター搭載）を出展します。延期後の日程で参加できない方には申し訳ありませんが、私は参加可能な日程で良かったです。

2月20日（土）の「出展予定者ミートアップ」にも参加します。詳細未定ですが、配信にも参加できればと思います。シンセサイザーの音をステレオでお届けできると良いのですが...

Arduino用シンセVRA8-Q v3.1をリリース

VRA8-Q v3.1のArduino Uno用スケッチをリリースしました。回路図や実体配線図も公開しており、Arduino Unoといくつかの部品を用意すれば誰でも作れます。

https://github.com/risgk/digital-synth-vra8-q/releases/tag/v3.1.0

v3.0からの変更点

RESET（リセットオールコントローラー）でピッチベンドが最小値になる問題を修正

VOICEモード（パラフォニック／モノフォニック）を追加

CUTOFF周波数の範囲を拡大（最小：440Hz、最大：14.08kHz）

VELOCITY > CUTOFF機能の改善

ノート（ゲート）をオンにした時の音程の不安定さを修正

PRESETプログラムの変更

その他

VRA8-Q v3.2に向けて

CHORUSモードに疑似ステレオコーラスモードを追加しました。名前は迷いましたが、Lチャンネルに正極性、Rチャンネルに逆極性でディレイ音を加えるモードです。

デュオフォニック - Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%83%A5%E3%82%AA%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%8B%E3%83%83%E3%82%AF

さらにいくつかの小さな改善を加えて、2月20日（土）のミートアップまでにv3.2をリリースしたいと思います。「非接触型MIDIコントローラー」を作るのは、もう少し先になりそうです。

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シンセ開発ログ 2021-01-24: Arduino用シンセVRA8-Q v3をリリース、Hamamatsu Micro Maker Faire 2021に出展します

目次

Arduino用シンセVRA8-Q v3をリリース

Hamamatsu Micro Maker Faire 2021に出展します

展示会での接触感染防止のために「非接触型MIDIコントローラー」を作るのがグー？

Arduino用シンセVRA8-Q v3をリリース

4和音対応、ステレオ・コーラス・エフェクター搭載のArduino Uno用シンセサイザー（MIDI音源）VRA8-Q v3.0.0をリリースしました。Arduino Unoといくつかの部品があれば誰でも作れます。

https://github.com/risgk/digital-synth-vra8-q/releases/tag/v3.0.0

変更内容

音質を改善

オシレーターのピッチを修正

CUTOFF周波数を少しアップ（最小：880 Hz、最大：14.08 kHz）

RESONANCEのQ範囲を変更（最小：0.7、最大：8.0）

RESONANCEを大きくするとフィルターのゲインが小さくなる

ベロシティによるCUTOFF変調に対応（OFF/ONのみ）【追記】

ノートON/OFF時のポップノイズを低減

ショートディレイFXを有効化

PRESETプログラムを変更

オールサウンドオフ、リセットオールコントローラーに対応

その他の変更

RESONANCEを大きくするとフィルターのゲインが小さくなる

アナログシンセのトランジスターラダーフィルターやダイオードラダーフィルターの周波数特性をヒントにしました。RESONANCEを大きくしたときにハードクリップしにくくなりました。RESONANCE最大（Q：8.0）でゲインが-3 dB（0.7倍）になります。

RESONANCEを大きくすると「音やせ」するようになった訳ですが、クリップしにくくなるメリットは大きい（PRESETプログラムでもOSC LEVELを大きめにできる）と思います。

BiQuadフィルタの係数を変えただけなので、基本的にCPUパワー使用量は増えていませんが、係数テーブル拡張のためフラッシュROMの使用量は増えてしまいました...

ベロシティによるCUTOFF変調に対応（OFF/ONのみ）【追記】

ノブが付いていないMIDIキーボードでも音質の変化を試せればと思い、機能を追加してみました。機能をONにすると、最後のノートオンのベロシティ100でCUTOFFが+0、124以上で+24、4以下で-96になります。感度は固定ですが、今後のバージョンアップで仕様を変更する可能性もあります。（VRA8-Px v2では、コントロールは「CUTOFF V SENS (-/+)」という名前でした）

オールサウンドオフ、リセットオールコントローラーに対応

ずっと気になっていたのですが、今回対応してみました。ただし、オールノートオフ処理を実装し直したらフラッシュROMの使用量が大きくなってしまった（ノートオフ関数などのインライン展開のせい）ので、結局、オールノートオフの振舞いはオールサウンドオフと同じ（SUSTAIN PEDALを強制オフ）にしています。

実使用上は問題ないと思いますが、厳密にはMIDI 1.0仕様違反ですね...

VRA8-Qの今後

このv3で、VRA8-Qの音質まわりの改善は一区切りかなあと思っています。VRA8-Qは、最初は「前モデルVRA8-Nに色々と及ばない感じ」でしたが、v3の音質は「なかなかいい感じ」になった気がします。「位相分解能16 bit　CPU パワーの制約により、前作VRA8-Nの24 bitから退化」の点は微妙なところですが、低域のデチューン具合も悪くないかなあと。今後のバージョンアップでは、ポルタメント対応やLFO波形の追加などを考えています。

あと、AMP EGがONの設定で、SUSTAIN PEDALをONにしたままアルペジエーター（分散で8和音くらい演奏）にかけるといい感じなことに気付きました。どこかのデモで取り入れたいと思います。デモ動画（オーディオ）も作らないといけませんね。

Hamamatsu Micro Maker Faire 2021に出展します

2月20日（土）「Hamamatsu Micro Maker Faire 2021」に、ISGK Instrumentsとして、4和音対応、ステレオ・コーラス・エフェクター搭載のシンセサイザー「Digital Synth VRA8-Q v3」を出展します。Arduino Unoといくつかの部品だけで作れます。

新型コロナウィルス感染症の状況によっては、開催形態などが変更になる可能性があるとのことですが、最終的に無事に開催されることを祈ります。

展示会での接触感染防止のために「非接触型MIDIコントローラー」を作るのがグー？

現在のMaker Faireには、「出展作品・製品などを通じた接触感染防止のため、来場者が直接出展作品・製品などに触れるような展示は原則として行わない」というガイドラインがあります。結果、「Maker Faire Tokyo 2020」では、それまでのような「キーボードやノブを自由に触ってみてください」ができず、ブースへの来場者も少なめな印象でした。

そこで考えたのは「フットコントローラー（ペダル）を踏むと音が変わる（フィルターCUTOFF周波数が変化）」というネタでしたが、ちょうどよい市販製品が見つからず（iRig BlueBoardは悪くないかも）、衛生的にも微妙な感じがします...

それで、どうせなら完全に非接触型のMIDIコントローラーを使えばよいかも？　と考えました。「サウンドデザインファクトリー2019 in Hamamatsu」にチーム「fff（ふふふ）」で出展した「Sound Pond」では、超音波距離センサーに手をかざすとピッチベンドを変えられるようにしていました。左手と右手で、ピッチベンド（あるいは和音構成）と音質（CUTOFF周波数）を操作できるようにすれば、来場者に楽しんでもらえるかも知れません。

調べてみたところ、M5Stack向けのレーザー距離センサーがArduino Unoでも使えそうでしたので、購入してみました。どこかの機会に発表できればと思います。

落ち着いて考えてみると、これってローランドのD-BEAMコントローラーで使われているのと同じようなデバイスですかね？　あと、テルミンも左手と右手で演奏する非接触型の楽器ですね。とりあえず特許に触れることはなさそうですが、先行作品へのリスペクトは忘れないようにしたいと思います。