АВТОРИЗАЦИЯ

Забыли пароль?

Тема: Yoga-Drums - Самодельный барабанный модуль

DYoga  
рейтинг:

Добрый день, товарищи барабанщики! Наконец-то я воплотил в жизнь давнюю идею о гибридной ударной установке, состоящей частично из электронных, частично из акустических барабанов. Задумал я это ещё в конце 2015 года, тема Гибрид электронных и акустических ударных

Было переработано море информации, проведено множество испытаний, мне пришлось поработать и лобзиком, и дрелью, и паяльником. И вот, по прошествии двух лет мне не терпится представить Вашему вниманию самодельный барабанный модуль, синтезирующий звук барабанов.

http://www.drumspeech.com/topic_photo/hl913g.jpg

Главное назначение самодельного барабанного модуля - работа в составе гибридной ударной установки, малый барабан и тарелки при этом используются живые, соответственно остальные барабаны (большой барабан и томы) электронные.
Этот модуль изначально делался для выездного "халтур-сета", так как полноценную акустическую ударную установку перевозить, устанавливать и настраивать сложно, бывает, что и места для неё в музыкальной зоне не хватает. Гибридный же сет легче, занимает меньше места, значительно удобнее в перевозке и настройке, но в то же время позволяет получить более живой звук, чем чисто электронная ударная установка.
Известны проекты самодельных миди-контроллеров: Megadrum и Edrum. Но они достаточно сложны, при этом сами по себе не звучат, а требуют компьютера/ноутбука с хорошей звуковой картой и соответствующим ПО. Кроме того, при их работе неизбежно возникают задержки звука. Существуют и "звучащие триггеры", например TrigMic, но стоят они прилично, поэтому озвучить ими пяток барабанных пэдов - дорогое удовольствие.
Разработанный мною барабанный модуль полностью автономный, он звучит сам, и начинает работать сразу же при подаче питающего напряжения. По сути это сэмплер, он воспроизводит произвольные звуковые файлы, загруженные в его память. Главная особенность самодельного модуля - минимальная задержка сигнала. Модуль дёшев, достаточно прост в изготовлении и использовании, при этом обладает хорошими характеристиками.
Полностью отказаться от акустического сета и перейти на электронную ударную установку нет возможности в силу дороговизны хорошо звучащих "электронок". Ощущения при игре тоже очень важны, и ради компактности я готов был пожертвовать только большим барабаном и томами.

Предвижу комментарии "Зачем делать своё, ведь есть же готовые решения, например от Alesis, или Megadrum? Подключил к компьютеру/ноутбуку и играй через какой-нибудь EzDrummer, там можно нарулить отличный звук, и вариантов звучания в разы больше..."
Дело в том, что я изначально хотел полностью независимое звучащее устройство, которому требуется только подключить питание и кабели на вход/выход. Пусть оно будет простое, пусть даже примитивное, но чтобы начинало работать сразу, без заморочек (ну примерно как TrigMic). Знаю, варианты с ноутбуком, звуковухой и т.п. многих устраивают. Но я когда-то достаточно наигрался с компьютерным синтезом, с глючащим Asio, с зависанием драйверов, несовместимостью ПО и драйверов, и связываться со всем этим не-хо-чу! Также не хочу ждать, пока загрузится или перезагрузится ноутбук, запустится нужное ПО и т.п. Ну и задержку сигнала в таких устройствах тоже никто не отменял. Тоже не-хо-чу!

Параметры самодельного барабанного модуля Yoga-drums:
1. Число входов для подключения пэдов - 5 (4 однозонных, 1 двухзонный).
2. Качество синтеза звука: стерео 16 бит 40КГц (5 каналов полифонии), либо стерео 16 бит 48КГц (4 канала полифонии), 8-битная регулировка уровней смешивания звуков (в стандартном миди 7 бит).
3. Загрузка произвольных сэмплов барабанов (эффектов) с компьютера.
4. Память для сэмплов (несъёмная): 16-48 Мб (до 314 сек звучания).
5. Настройка параметров устройства с компьютера, с Andriod телефона/планшета по Bluetooth. Можно настраивать звучание установки, переключая наборы сэмплов, а также задавать параметры обработки пэдов: минимальный уровень (порог) срабатывания пэда (Threshold), время распознавания сигнала триггера (Scan time), время предотвращения повторного срабатывания (Mask time) и другие.
6. Кнопки на лицевой панели устройства для быстрого переключения вариантов звучания.
7. Регулировка чувствительности пэдов: аналоговая (переменные резисторы по входу) + цифровая (управление с телефона/планшета).
8. Высокая частота опроса каждого пэда 5 КГц (значительно выше, чем у аналогов).
9. Ультра-низкая задержка сигнала: 0,15 мс - максимальная задержка запуска синтеза звука после распознавания удара*. Время распознавания удара определяется конструкцией (резонансной частотой) пэдов, для самодельных примитивных пэдов время анализа не превышает 1 мс.
10. Питание от разъёма USB-b (+5в), или внешнего источника питания 6-12в (штекер диаметром 6 мм).
11. Вход внешнего источника звукового сигнала, встроенный микшер смешения внешнего сигнала и синтезированного звука барабанов, мощный выход на наушники/линейный выход.
12. Возможность подключения по стандартному Midi-in-out к Мегадраму или любому другому midi-интерфейсу в качестве автономного звучащего модуля. Также возможно использование модуля в качестве Midi-интерфейса для подключения к компьютеру (передачи Midi-команд в секвенсер).
13. Универсальная архитектура - можно использовать несколько однотипных модулей для синтеза N-го количества звуков барабанов, тарелок и эффектов.
14. Дешёвые и доступные компоненты.
15. Визуализация сигналов с пэдов на компьютере для наилучшего выбора параметров обработки, чтобы обеспечить минимальное время распознавания ударов по пэдам. Такой режим может быть полезно использовать при проектировании собственных пэдов или усовершенствовании готовых, для анализа наводок с пэда на пэд по раме и т.д.

Примечание: *Для сравнения, только выдача одной миди-команды по стандартному midi-интерфейсу (31250 бод, 3 байта), дополнительно занимает 1 мс, при подключении по USB задержка ещё 1 мс (стандартный интервал опроса шины usb). И далее на запуск сэмплов на компьютере/телефоне тратится больше в разы (если звуковая карта поддерживает ASIO) и в 10-100 раз (если всё обычное). В описываемом устройстве подобных лишних задержек нет принципиально.

Общее описание барабанного синтезатора.
Барабанный синтезатор очень компактный (размер корпуса 140х110х35мм), поддерживает барабанные пэды различных типов.
Модуль синтезирует качественный полифонический звук большого барабана (бочки), трёх томов и малого барабана. При использовании живого малого барабана можно на неиспользуемый канал синтеза назначить звук ещё одного тома или любой другой звук.
Изначально планировалось синтезировать стереофонический звук 4 барабанов (бочки и трёх томов). Потом я решил всё же добавить малый барабан, так как с ним отлаживать устройство будет удобнее. Поддерживается двухзонный пэд малого барабана.
Главная особенность модуля - малая задержка звукового сигнала, при проектировании минимизации задержки было уделено особенное внимание.

http://www.drumspeech.com/topic_photo/eirh5ef2hdbm9g.jpg

Модуль имеет пять гнёзд 6,3мм для подключения пэдов, четырёх однозонных (бочка и тома) и одного двухзонного (малый барабан). Правда, так как у меня в данный момент просто нет двухзонного пэда малого барабана, я 2-ю зону малого пока не задействовал.
Каждый вход имеет регулятор чувствительности, чтобы оперативно адаптировать модуль к конкретному пэду. Регулятор 2-й зоны малого барабана в данной версии устройства отсутствует, по вышеуказанной причине.
Загрузка звуковых файлов и настройка параметров модуля (назначение сэмплов барабанов на конкретные пэды, настройка параметров анализа и синтеза) производится с компьютера через USB интерфейс. Возможна загрузка нескольких наборов произвольных звуков.
Быстрое переключение наборов звуков осуществляется кнопками на лицевой панели модуля.
Питается модуль от внешнего источника питания напряжением 6-12 вольт (штекер диаметром 6 мм, "+" на центральном электроде). Возможно питание модуля от USB при подключении к компьютеру. При снижении напряжения питания соответственно уменьшается выходная мощность усилителя наушников. Потребляемый ток около 50 мА.
Модуль также имеет беспроводной bluetooth интерфейс, чтобы настраивать его параметры с Android смартфона/планшета. При работе с Bluetooth потребляемый модулем ток увеличивается до 100 мА.
Присутствует вход аудио (гнездо 3,5мм) для подачи на модуль сигнала метронома или фонограммы (продублирован на задней и лицевой панелях). Два регулятора уровня представляют собой микшер, который позволяет в нужных пропорциях смешивать сигнал с аудиовхода с синтезируемым звуком барабанов.
Линейный выход/выход на наушники расположен на задней панели модуля, гнездо 3,5мм.
Модуль собран на недорогих и распространённых электронных компонентах. "Сердце" модуля, т.е. микроконтроллер, микросхемы ОЗУ и ЦАП стоят около 700 рублей. Весь модуль обошёлся мне примерно в 2000р, из них основные затраты - корпус, разъёмы, переменные резисторы.

Рама и пэды, что представлены на фото и видео демонстрации модуля, делались исключительно для его испытаний, и конечно же, могут использоваться лишь для домашнего применения, а для "выхода в люди" нужно что-то по серьёзнее. В будущем я планируют приобрести более "симпатичные" пэды, возможно промышленные, возможно мастеровые. Пока же моя цель - испытать модуль, устранить косяки (которых, как ни странно, почти нет), довести до ума интерфейс настройки и загрузки звуковых файлов.

http://www.drumspeech.com/topic_photo/s498odlshaee9k3.JPG

Сетчатый пэд бочки я применил потому, что он обладает минимальной шумностью, и не требует виброизоляционного подиума. По сути я поставил на раму свой тренировочный пэд бочки, снабдив его "конусным" датчиком. Остальные пэды, томов и малого, изготовлены из фанеры, съём сигнала осуществляется тоже конусными датчиками, на ударные мембраны наклеен автомобильный шумоизоляционный материал изотон. Этот материал хорошо глушит звук ударов палок, но явно проживет недолго. Отскок палочки от него какой-то вязкий, и играть на нём быстрые дроби сложно.
Изготовление рамы и пэдов (трубы, соединители, фанера, изотон и др., не считая сетчатого пэда бочки, он был сделан значительно раньше) обошлось мне примерно в 2000р.

http://www.drumspeech.com/topic_photo/khlxl9472ma2.jpg

Ну и вот видео, как работает самодельный барабанный синтезатор:

https://youtu.be/qjcG4bxKFEk

И ещё то же самое в исходном виде, не пережатое ютубом:

https://yadi.sk/i/1z0Q3KKy3TBLmV

Признаюсь, что я так спешил поделиться радостной (прежде всего для меня) новостью, что самодельный барабанный модуль работает, что видеоролик снимал без плана, был ограничен по времени, и не мог шуметь сильно, поэтому хет еле-еле гладил. Из тарелок принёс только хет, остальное "заперто" на режимном предприятии. Толком ещё не освоился, не привык к этой самоделке, ни к пэдам барабанов, ни к бочке, играл на ней считанные минуты. Конкретно забыл уже барабанные рудименты, так как очень давно не тренировался. Если что-то сыграно кривовато, прошу, не пинайте, не всё гладко в моих барабанных делах.
В синтезатор в данный момент загружены звуки барабанов из библиотеки сэмплов "Drumkit From Hell". Такая настройка не совсем "моя", обычно я настраиваю барабаны ниже. Но сэмплов со "своими" настройками пока не нашёл. Придётся, видимо, устанавливать компьютерный сэмплер, и извлекать звуки из него.

Позже я выложу на своём сайте более подробное описание процесса проектирования синтезатора.

Конечно, устройство получилось весьма специфичное, но надеюсь, оно будет интересно. Изначально я не очень представлял, как звук из колонок будет взаимодействовать со звуком живых тарелок и малого барабана, но пока никаких проблем у меня с этим не возникло. Главное чтобы колонки стояли рядом, чтоб их было нормально слышно. Либо придётся заводить звук барабанов в наушники, и тогда баланс звука между живыми тарелками и электронными барабанами должен будет обеспечивать звукач.

Также в настоящее время я собираю нужную информацию, очень интересно сделать ещё полностью самодельный синтезатор звука хета и остальных тарелок, а это куда более сложная, но и более интересная задача, чем синтез одних лишь барабанов.
Ещё интересен вариант барабанного синтезатора, крепящийся непосредственно на обод барабана/пэда (аналог TrigMic), там главная сложность в конструктиве.

13.03.18 15:29:59
Archer  
рейтинг:

Круто. Теоретически можно сделать убийцу ТМ-2 и подобных устройств) Но в таких семплерах главная проблема это однослойность семплов. На видео хорошо слышно, что при более-менее быстрых ударах начинается "пулемет" и даже захлебы из-за однослойного семпла. Если это как-то исправить, то такому модулю цены не будет, особенно если входов сделать вдвое больше.

13.03.18 16:04:00
nishus  Молодец!!!
рейтинг:

коллега DYoga пишет:

Было переработано море информации, проведено множество испытаний, мне пришлось поработать и лобзиком, и дрелью, и паяльником.

То, что делается умелыми руками на основе здоровых головных мыслей всегда заслуживает уважения!))

13.03.18 16:41:11
DYoga  
рейтинг:

В принципе, смешение слоёв не проблема, опыты с этим уже проводились. Конечно это требует увеличения объёма памяти устройства и увеличения мощности процессора. В текущем устройстве тоже возможно, но полноценный двухзонный малый при текущем качестве звука не сделать. Малый туда добавлялся по остаточному принципу.

14.03.18 08:11:42
рейтинг:

...ну КУЛИБИН ну "сукин сын"!!!!()()())))... сейчас бы грамотного спонсора найти этому делу и продвинуть на рынок! а покупатели найдутся я уверен! ...а что? нет не мещанин я! просто свое "добро" нужно иметь уже а не чужое покупать "втридорога"! ..а идея оччч даже класс!!))) ...
...П.С. ...если что... я первый в очереди!!!)))

14.03.18 11:56:31
рейтинг: -60

Очень круто. Купил бы подобную установку в пользование с беззвучными кевларовыми пластами.

14.03.18 12:49:12
kiboko  
рейтинг:

Браво!!! DYoga, ты реально крут!!!

Только я не совсем врубился, почему устройство называется "синтезатор"? Ведь в нём используются семплы - то есть, реального синтеза звука не происходит. По сути - это модуль-конвертер с собственной памятью и возможностью загрузки семплов. Но никак не синтезатор. Или я что-то недопонял?

И ещё вопрос по интерфейсу. Переключение семплов и настройка возможны только при подключении к компу?

коллега DYoga пишет:


Позже я выложу на своём сайте более подробное описание процесса проектирования синтезатора.


С нетерпением жду.

15.03.18 00:55:01
DYoga  
рейтинг:

Да, это по сути сэмплер, синтезатором его называю по привычке. Пусть будет нейтрально: модуль. Реальный синтез звука - слишком сложное дело, чтобы на это замахиваться.

С компьютера производится обновление прошивки модуля, загрузка сэмплов, назначение их на конкретные пэды. Загрузить можно несколько наборов звуков, например, 1 набор - акустический сет, 2-й набор - электро, 3-й - эффекты и т.п. Мне лично нужен только акустический вариант.
Также можно с компьютера настраивать параметры анализа сигнала с пэдов, чувствительность, Threshold, Mask time и т.д. С компа это удобно делать прежде всего потому, что программа для компа строит график сигнала с пэда, и легко можно определить, оптимальны ли параметры обработки сигнала. Обычно на электронных ударках это делается вслепую.

Настройки параметров обработки сигналов с пэдов и и переназначение уже загруженных звуков можно делать с Android телефона. Неудобство в том, что телефон не знает имён звуковых файлов.

Кнопки на модуле позволяют переключать наборы звуков 1-2-3..., а также изменять звук конкретного пэда в наборе, путём назначения на него любого звука из загруженных.

Пока поддерживается только один сэмпл на пэд, то есть звук не меняется в зависимости от силы удара. Сейчас работаю над реализмом, чтобы разная сила удара порождала разный звук. При этом, возможно, объёма памяти хватит лишь на один вариант звучания, но на мой взгляд, это того стоит.
Что касается малого, чтобы происходило изменение характера звука при удалении от центра пэда, проблема в том, что нет у меня двухзонного малого, и провести испытания могу только программной эмуляцией. К сожалению, не нашёл качественной библиотеки сэмплов, где отражалась бы разница ударов в центр и со смещением от центра, если кто подскажет, где взять эти звуки, буду очень признателен.

15.03.18 09:16:17
рейтинг: 0

Достойно уважения! Всегда завидую белой завистью рукастым людям :)

15.03.18 10:52:57
Страницы: 1