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シンセリコーダーの製作 その2

GW を利用してシンセリコーダーの改良をしていました。

上がプロトタイプ1号機、下がプロトタイプ2号機です。
1号機では指検出にメカニカルスイッチを使用していましたが、2号機ではタッチセンサに変更しています。
あわせて、基板配置の変更、センサキャリブレーションの自動化と、マウスピースの設計変更を行いました。
マウスピース部分は 3D プリンタで出力しています。

このプロジェクトではおもちゃではなく楽器を作りたいので、息の検出は当然肝となる部分で、いろいろ試した結果気圧センサを使用しています。
マウスピースと気圧センサは試行錯誤の結果、上記写真のように取り付けています。
気圧センサの出力は、横にある LM324 で増幅してマイコン (ATmega8) に入力されます。
基板は以前製作した便利な細長ユニバーサル基板を使用しています。

指使いを検出するタッチセンサには上記写真に見えるように、ピンヘッダを使っています。
タッチセンサ(メカニカルな接点を使用しないスイッチ)は大きく分けて非接触型と接触型に区別されます。
静電容量を利用する非接触型はそれなりに広くパターンを設ける必要があり、リコーダーのサミング(穴を半分だけ空けること)検出が難しそうなので採用しませんでした。
接触型にもいろいろあり、商用周波数からのノイズを拾うものや、接触抵抗を検出するものがありますが、今回はセンサ端子の浮遊容量に電荷を貯め、端子の電荷が指を通して放電されることを検出する方式を採用しています。

上から。

基板に誤って触れるとセンサが誤検出するので、サイドカバーをつくってつけました。
どうも直径に対して長さが足りない気がしますが、「リコーダー 寸法」とかで検索しても値が出てこないのであまり気にしないことにします。

下側の穴(左手親指)はサミング検出のため、上記写真のように 2 組のセンサ接点を配置しています。

ちょっと演奏しづらかったので、片方の接点のみ位置を微妙に調整しました。
これで大分、リアルリコーダーの感覚に近づきました。

シンセリコーダーを作りたい 1

現在平行して作成中のものがいくつかあります。
シンセリコーダーもそのひとつ。
最終的にはウィンドシンセ (Wind Synthesizer) のように、PC に MIDI IN としてつなげるリコーダーをイメージしています。
おうちでリコーダーを吹こうと思っても、都内の住宅事情では騒音になるためなかなか難しいですね。
シンセリコーダーさえあれば、時間を選ばずリコーダーが吹けるわけです。深夜にリコーダーを吹く是非は置いておきましょう。
残念ながら?「電子リコーダー」は製品として存在していたようですが、自作電子楽器の題材としてはおもしろいかな、と思います。

しばらく試行錯誤していたのですが、ある程度演奏できるプロトタイプ1号機ができてきました。
見た目のリコーダー度はまだまだ 20% くらいです。


上半分が USB 基板、下半分がリコーダー基板。
このプロトタイプで確認したかったことはウィンドシンセの心臓部であるブレスセンサと通信線の電源重畳の動作です。
スイッチ(リコーダーでいう穴)はディテクタスイッチを使っていますが、いずれタッチセンサに置き換え予定です。リコーダーの場合、半開判定が必要な穴が3つもあるので、静電式タッチセンサの採用は難しいです。必然的に接触式になるのですが、これはこれで調整が面倒なことはわかっているのであとまわし。


マウスピース?部分は 3D プリンタで作っています。
リコーダー基板には音程確認用の圧電ブザーを載せています。
ここにヘッドホンをつければスタンドアローンで動くので、某笛マンガに出てくる珍笛のようなものができあがります。
なおコントローラは ATmega8 です。


ブレスセンサはふつうの気圧センサを試してみましたが、応答性は問題なさそうです。
耐湿性が一番の問題ではありそうですが、実際の製品ではどうしているのでしょうか。

USB 基板(右側)と LED 基板(左側)。LED 基板はスイッチ状態とブレス値などを表示します。
USB コントローラには PIC18F14K50 を使用しています。
最近良く使うので汎用の PIC18F14K50 ユニバーサル基板を起こしてしまいました。
茶色の配線はリコーダー基板への配線で、+7V 電源供給と半二重通信を 2 本の線で行っています。

ある程度予想はしていましたがやはりディテクタスイッチでは演奏しづらいので、プロトタイプ2号機ではタッチセンサを試す予定です。
もうひとつ、私のリコーダー演奏が下手なことが最大の問題です。