Neko Punk合成器V2開源分享

描述

大家好，歡迎回來，這是我的 Neko Punk Synth Version 2，它是以貓為主題的合成器，由 Arduino Nano 和 Mozzi 庫提供支持。

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通過改變 5 個(gè)滑動(dòng)罐的位置，Mozzi 可以產(chǎn)生更加復(fù)雜和有趣的咆哮、掃動(dòng)和合唱聲音。這些聲音可以通過熟悉的合成單元（如振蕩器、延遲和濾波器）快速輕松地構(gòu)建。

我?guī)字芮爸谱鞯?Previous 版本是基于最初的 Atari Punk Console，最初是由Forrest Mims在1980 年制作的。它使用觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)設(shè)置的非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器設(shè)置。通過組合這兩個(gè)設(shè)置，我們得到一個(gè)步進(jìn)音發(fā)生器或一個(gè) atari 朋克合成器。

這很容易做，但我對(duì)它的結(jié)果不滿意。

一年前，我用 Mozzi Library 制作了一個(gè)類似的合成器，效果非常好，所以我想為什么不在 Neko Punk Synth 的 V2 中使用 Mozzi，為了讓事情變得超級(jí)酷，我使用了滑動(dòng)罐，讓這個(gè)合成器具有了賽博朋克的感覺——看起來。

所需材料

這些是這個(gè)建筑中使用的東西-

阿杜諾納米

PAM8403 音頻放大器

由PCBWAY提供的定制PCB

鋰離子 5V 升壓模塊

3.7V 鋰離子電池

3D 打印外殼

4歐喇叭

滑塊盆

電路設(shè)計(jì)

V2 PCB 可能是我做過的最簡單的電路板。

它使用 Arduino Nano 作為基礎(chǔ)微控制器，五個(gè)滑塊盆與 Arduino nano 連接。

D9 進(jìn)入 PAM8403 音頻放大器模塊的輸入端，PAM8403 的輸出端與兩個(gè) CON2 引腳相連，因此我們可以用它添加揚(yáng)聲器。

整個(gè)設(shè)置需要 5V 才能工作。

要為這個(gè)設(shè)置供電，我必須使用你可以在網(wǎng)上找到的這個(gè)鋰離子電池升壓模塊，這些模塊非常便宜而且工作得很好。

1 / 2

它將 3.7V 的鋰離子電池升壓至恒定的 5V 1A 或 2A，以便我們的 MCU 設(shè)置正常工作。

我在我的 OrCad PCB 套件中準(zhǔn)備了 PCB，并添加了一些圖形以增加電路板的美感。

從 PCBWAY 獲取電路板

我在這個(gè)項(xiàng)目中使用了 PCBWAY PCB 服務(wù)。我在PCBWAY的報(bào)價(jià)頁面上傳了這個(gè)項(xiàng)目的Gerber文件。

對(duì)于這個(gè) Synth 板，我選擇了白色阻焊層顏色，因?yàn)槲以诎宓捻敳刻砑恿撕芏鄨A形圖形和自定義藝術(shù)。

黑色絲印搭配白色阻焊顏色看起來很棒。

我在一周內(nèi)收到了 PCB，PCB 質(zhì)量非常好，這個(gè) PCB 很大，我喜歡這些 PCB 的質(zhì)量沒有因?yàn)槌叽缍艿接绊憽?/p>

印刷電路板組裝

現(xiàn)在這塊板沒有任何 SMD Componenets 所以我們只需要手動(dòng)將所有東西放在這塊板上并用烙鐵焊接它們。

我首先收集所有材料并開始使用滑動(dòng)電位器進(jìn)行組裝。

然后我將所有的 Pot 從頂部放在它們的位置，并從 PCB 的底部焊接它們的焊盤。

在此之后，我在它們的位置添加了 Arduino Nano 和 PAM8403 模塊，組裝就差不多完成了。

上傳代碼

這是基于 Mozzi 庫的項(xiàng)目的主要草圖。

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/* 
  Example using 2 light dependent resistors (LDRs) to change 
  FM synthesis parameters, and a knob for fundamental frequency,
  using Mozzi sonification library.

  Demonstrates analog input, audio and control oscillators, phase modulation
  and smoothing a control signal at audio rate to avoid clicks.
  Also demonstrates AutoMap, which maps unpredictable inputs to a set range.
  
  This example goes with a tutorial on the Mozzi site:
  http://sensorium.github.io/Mozzi/learn/Mozzi_Introductory_Tutorial.pdf
  
  The circuit:
     Audio output on digital pin 9 (on a Uno or similar), or 
     check the README or http://sensorium.github.com/Mozzi/

     Potentiometer connected to analog pin 0.
       Center pin of the potentiometer goes to the analog pin.
       Side pins of the potentiometer go to +5V and ground
  
     Light dependent resistor (LDR) and 5.1k resistor on analog pin 1:
       LDR from analog pin to +5V
       5.1k resistor from analog pin to ground
     
     Light dependent resistor (LDR) and 5.1k resistor on analog pin 2:
       LDR from analog pin to +5V
       5.1k resistor from analog pin to ground
  
  Mozzi help/discussion/announcements:
  https://groups.google.com/forum/#!forum/mozzi-users

  Tim Barrass 2013.
  This example code is in the public domain.
*/

#include 
#include  // oscillator 
#include  // table for Oscils to play
#include 
#include  // maps unpredictable inputs to a range
 
// int freqVal;
 
// desired carrier frequency max and min, for AutoMap
const int MIN_CARRIER_FREQ = 22;
const int MAX_CARRIER_FREQ = 440;

const int MIN = 1;
const int MAX = 10;

const int MIN_2 = 1;
const int MAX_2 = 15;

// desired intensity max and min, for AutoMap, note they're inverted for reverse dynamics
const int MIN_INTENSITY = 700;
const int MAX_INTENSITY = 10;

// desired mod speed max and min, for AutoMap, note they're inverted for reverse dynamics
const int MIN_MOD_SPEED = 10000;
const int MAX_MOD_SPEED = 1;

AutoMap kMapCarrierFreq(0,1023,MIN_CARRIER_FREQ,MAX_CARRIER_FREQ);
AutoMap kMapIntensity(0,1023,MIN_INTENSITY,MAX_INTENSITY);
AutoMap kMapModSpeed(0,1023,MIN_MOD_SPEED,MAX_MOD_SPEED);
AutoMap mapThis(0,1023,MIN,MAX);
AutoMap mapThisToo(0,1023,MIN_2,MAX_2);

const int KNOB_PIN = 0; // set the input for the knob to analog pin 0
const int LDR1_PIN=1; // set the analog input for fm_intensity to pin 1
const int LDR2_PIN=2; // set the analog input for mod rate to pin 2
const int LDR3_PIN=4;
const int LDR4_PIN=3;

Oscil aCarrier(COS2048_DATA);
Oscil aModulator(COS2048_DATA);
Oscil kIntensityMod(COS2048_DATA);

int mod_ratio = 5; // brightness (harmonics)
long fm_intensity; // carries control info from updateControl to updateAudio

// smoothing for intensity to remove clicks on transitions
float smoothness = 0.95f;
Smooth  aSmoothIntensity(smoothness);


void setup(){
//  Serial.begin(115200); // set up the Serial output so we can look at the light level
  startMozzi(); // :))
}


void updateControl(){
  
//  freqVal = map(LDR3_PIN, 0, 1023, 1, 100);
  
   int freqVal = mozziAnalogRead(LDR3_PIN); // value is 0-1023
   int FRQ = mapThis(freqVal);
   
   int knob2 = mozziAnalogRead(LDR4_PIN); // value is 0-1023
   int knob2Val = mapThis(knob2);
  
  // read the knob
  int knob_value = mozziAnalogRead(KNOB_PIN); // value is 0-1023
  
  // map the knob to carrier frequency
  int carrier_freq = kMapCarrierFreq(knob_value);
  
  //calculate the modulation frequency to stay in ratio
  int mod_freq = carrier_freq * mod_ratio * FRQ;
  
  // set the FM oscillator frequencies
  aCarrier.setFreq(carrier_freq); 
  aModulator.setFreq(mod_freq);
  
  // read the light dependent resistor on the width Analog input pin
  int LDR1_value= mozziAnalogRead(LDR1_PIN); // value is 0-1023
  // print the value to the Serial monitor for debugging
  //Serial.print("LDR1 = "); 
 // Serial.print(LDR1_value);
 // Serial.print("\t"); // prints a tab

  int LDR1_calibrated = kMapIntensity(LDR1_value);
 // Serial.print("LDR1_calibrated = ");
 // Serial.print(LDR1_calibrated);
//  Serial.print("\t"); // prints a tab
  
 // calculate the fm_intensity
  fm_intensity = ((long)LDR1_calibrated * knob2Val * (kIntensityMod.next()+128))>>8; // shift back to range after 8 bit multiply
//  Serial.print("fm_intensity = ");
 // Serial.print(fm_intensity);
//  Serial.print("\t"); // prints a tab
  
  // read the light dependent resistor on the speed Analog input pin
  int LDR2_value= mozziAnalogRead(LDR2_PIN); // value is 0-1023
//  Serial.print("LDR2 = "); 
//  Serial.print(LDR2_value);
//  Serial.print("\t"); // prints a tab
  
  // use a float here for low frequencies
  float mod_speed = (float)kMapModSpeed(LDR2_value)/1000;
  //Serial.print("   mod_speed = ");
 // Serial.print(mod_speed);
  kIntensityMod.setFreq(mod_speed);
  
 // Serial.println(); // finally, print a carraige return for the next line of debugging info
}


int updateAudio(){
  long modulation = aSmoothIntensity.next(fm_intensity) * aModulator.next();
  return aCarrier.phMod(modulation);
}


void loop(){
  audioHook();
}

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代碼很長，但基本上，它在 Mozzi 庫上運(yùn)行，無需額外的屏蔽、消息傳遞或外部合成器即可生成算法音樂。這個(gè)庫有很好的文檔記錄，所以你可以從這里查看并下載它。在上傳這個(gè)草圖之前安裝這個(gè)庫。

https://sensorium.github.io/Mozzi/

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const int KNOB_PIN = 0; // set the input for the knob to analog pin 0
const int LDR1_PIN=1; // set the analog input for fm_intensity to pin 1
const int LDR2_PIN=2; // set the analog input for mod rate to pin 2
const int LDR3_PIN=4;
const int LDR4_PIN=3;

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POT 連接在 A0、A1、A2、A3、A4 上，音頻輸出為 D9。

測(cè)試

現(xiàn)在上傳草圖后，我添加了一個(gè) 4ohm 揚(yáng)聲器和 PAM8403 模塊的 CON2。

為了暫時(shí)為這個(gè)設(shè)置供電，我使用了一個(gè)移動(dòng)電源為 Arduino Nano 提供 5V 2A。

要調(diào)制聲音，我們只需更改所有 5 個(gè)滑動(dòng)罐的位置，這幾乎就是整個(gè)測(cè)試過程。

接下來，我們進(jìn)入最后的組裝過程。

3D 打印外殼

至于 Body of the Synth，我們通常使用類似盒子的外殼來容納揚(yáng)聲器和電子設(shè)備。

我的想法是在正面制作一張貓臉，讓它看起來像一只 BOX CAT，我在正面添加了貓的面部特征，如胡須、鼻子和眼睛。

我在 fusion360 中對(duì)身體建模，然后在我的 ender 3 上 3D 打印每個(gè)部分。

我用橙色 PLA 準(zhǔn)備了主體，用黑色 PLA 準(zhǔn)備了瞳孔、眉毛、胡須和鼻子，用白色 PLA 準(zhǔn)備了眼睛。

打印設(shè)置也很正常，我使用了一個(gè) 0.8mm 的噴嘴，層高為 0.32mm，填充率為 20%，并為基體提供了支撐。

打印完所有部件后，我用強(qiáng)力膠將所有面部部件連接到基體上。

最后組裝

現(xiàn)在我們開始主要組裝，首先添加我們用螺母和螺栓將揚(yáng)聲器添加到底座上。

接下來，我將 DC 插孔和翹板開關(guān)添加到基體中。

然后我們將 Lithium Boost 模塊與 DC 插孔和開關(guān)連接起來。

然后我把所有的東西都放在身體里，用一些 M2 螺絲從底部添加主 PCB，組裝就完成了。

結(jié)果

要打開此設(shè)置，我們只需按下翹板開關(guān)并更改滑動(dòng)罐位置即可調(diào)制聲音。

感謝您閱讀這篇文章，我很快就會(huì)帶著另一個(gè)項(xiàng)目回來。

和平

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