Самодельный барабанный модуль
Yoga-Drums - открытая версияДобрый день, товарищи барабанщики! Наконец-то я воплотил в жизнь давнюю идею о гибридной ударной установке, состоящей частично из электронных, частично из акустических барабанов. Представляю Вашему вниманию самодельный барабанный модуль, синтезирующий звук барабанов.
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. 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.
Полностью переходить на электронную ударную установку я не хочу, потому что основной кайф при игре получаю от ощущений вибрирующего под воздействием барабанных палочек железа (тарелок), мне просто неинтересно извлекать звук, ощущая лишь тупую отдачу резинок тарелочных пэдов. Ну и ещё одна весомая причина - дороговизна хорошо звучащих и хорошо "ощущаемых" электронок. Поэтому ради компактности сета я готов был пожертвовать только большим барабаном и томами.
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.
Предвижу комментарии типа "Зачем делать своё, ведь есть же готовые решения, например от Alesis, или самодельный 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!
Разработанный мною самодельный 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 не содержит дорогих или дефицитных электронных компонентов, достаточно прост в изготовлении и использовании, при этом обладает хорошими характеристиками.
Внешний вид опытного образца барабанного модуля, версия 1.0 (март 2018):
www.DYoga.ru
E-mail: DYoga@Yandex.ru
Сайт Дмитрия Егошкина
Рама и пэды делались исключительно для испытаний модуля и конечно же, могут использоваться лишь для домашнего применения, а для "выхода в люди" нужно что-то по серьёзнее. Для выступлений я планируют приобрести более "симпатичные" пэды, возможно промышленные, возможно мастеровые. Пока же моя цель - испытать модуль, устранить косяки, довести до ума интерфейс настройки и загрузки звуковых файлов.
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" (или изолон, не знаю, как правильно). Этот материал хорошо глушит звук ударов палок, но явно проживет недолго. Отскок палочки от него какой-то вязкий, и играть на нём дроби сложно.
Привожу видео работы самодельного барабанного модуля версии 1.00. Это демонстрация возможностей модуля, как он воспроизводит звук, как смешиваются звуки барабанов, как передаётся динамика игры, дроби, флэмы и т.п. Это вовсе не демонстрация моих возможностей как барабанщика.
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" (или изолон, не знаю, как правильно). Этот материал хорошо глушит звук ударов палок, но явно проживет недолго. Отскок палочки от него какой-то вязкий, и играть на нём дроби сложно.
Привожу видео работы самодельного барабанного модуля версии 1.00. Это демонстрация возможностей модуля, как он воспроизводит звук, как смешиваются звуки барабанов, как передаётся динамика игры, дроби, флэмы и т.п. Это вовсе не демонстрация моих возможностей как барабанщика.
Барабанный модуль на самодельной раме:
Параметры самодельного барабанного модуля Yoga-drums
1. Габаритные размеры барабанного модуля 140х110х35мм.
2. Число входов для подключения барабанных пэдов: 5 (4 однозонных, 1 двухзонный (2-я зона пока не используется). Входные гнёзда рассчитаны на подключение стандартных штекеров "большой джек" диаметром 6,3мм. Модуль поддерживает барабанные пэды различных типов, резиновые, сетчатые (кевларовые), самодельные или промышленного производства.
3. Предусмотрена аналоговая регулировка чувствительности пэдов (переменные резисторы по входу), чтобы оперативно адаптировать каждый вход к конкретному пэду*.
4. Настройка параметров обработки пэдов с компьютера: минимального порога срабатывания пэда (Threshold), времени распознавания сигнала пэда (Scan time), времени предотвращения повторного срабатывания (Mask time) и других.
5. Визуализация сигналов с пэдов с помощью программы на компьютере, что позволяет выбрать наилучшие параметры обработки сигналов с пэдов, тем самым обеспечить минимальное время распознавания ударов, исключить ложные срабатывания и т.п. 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.
6. Частота опроса каждого пэда - 5 кГц (значительно выше, чем у аналогов).
7. Модуль 5-канальный, синтезирует качественный полифонический звук пяти барабанов (большого барабана, трёх томов и малого барабана). При необходимости на любой канал из 5 можно назначить любой произвольный звук.
8. Качество звука: стерео 16 бит 40 кГц, 8-битная регулировка уровней смешивания звуков**.
9. Главная особенность модуля - 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. Загрузка сэмплов барабанов, настройка звучания установки (назначение сэмплов барабанов на конкретные пэды) производится с компьютера через USB интерфейс.
11. Память для хранения сэмплов (несъёмная): 16-48 Мб (до 314 сек звучания).
12. Кнопки на лицевой панели устройства для быстрого переключения вариантов звучания модуля.
13. Питание от внешнего источника питания 6-12в (штекер диаметром 6 мм, "+" на центральном электроде), потребляемый ток не более 50 мА. При снижении напряжения питания соответственно уменьшается выходная мощность усилителя наушников.
14. Возможно питание модуля от разъёма USB-b (+5в) при подключении к компьютеру. При перепрошивке модуля или загрузки в него звуков питание от внешнего источника не требуется. В режиме питания от USB возможно проникновение в модуль помех из цепи +5в компьютера.
15. Вход внешнего источника звукового сигнала, встроенный микшер смешивания внешнего сигнала и синтезированного звука барабанов, мощный выход на наушники (линейный выход), гнёзда 3,5 мм. Вход внешнего сигнала расположен на задней панели, выход на наушники продублирован на передней и задней панелях для удобства.
16. Универсальная архитектура - можно использовать несколько однотипных модулей для синтеза N-го количества звуков барабанов, тарелок и эффектов.
17. Настройка параметров устройства с Andriod телефона/планшета по Bluetooth***. При работе с Bluetooth потребляемый модулем ток увеличивается до 100 мА.
18. Возможность подключения по стандартному Midi-in-out к Мегадраму или любому другому midi-интерфейсу в качестве автономного звучащего модуля, возможно использование модуля в качестве Midi-интерфейса для подключения к компьютеру (передачи Midi-команд в секвенсер)****.
Примечания:
*) Аналоговые регуляторы чувствительности устанавливаются при необходимости. Если характеристики пэдов известны и стабильны, аналоговые регуляторы не нужны.
**) В стандартном миди 7 бит.
***) 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 модуле Yoga-Drums подобных лишних задержек нет принципиально.
****) В разработке, планируется в новой версии ПО.
Подробное описание процесса создания барабанного модуля, пэдов и рамы
Процесс создания модуля был достаточно длительным. От постановки задачи и поиска подходящих решений до конкретной реализации устройства прошло довольно много времени. Кроме разработки схем, разводки, изготовления и сборки печатных плат пришлось сделать также самодельные барабанные пэды и раму для них. Не обошлось и без проблем, в процессе работы над модулем проводились опыты, появлялись новые данные, некоторые теории разбились о практику, многое пришлось переделывать. Для тех, кому интересно создание барабанного модуля "От и до", я подготовил соответствующий раздел. Возможно, кто-то найдёт в нём просто полезную информацию "с целью повышения образованности", а кто-то позаимствует какие-то конкретные конструкторские или схемные решения. Подробнее
Мой барабанный модуль в журнале "Радио"
Моя первая за последние десять лет статья в журнале "Радио". Ура!!! Подробнее
Загрузка звуков, настройка и прошивка модуля
Для настройки параметров модуля, загрузки звуковых файлов и обновления прошивки микроконтроллера служит программа YogaDrums. В этом разделе описывается работа с этим необходимым софтом барабанного модуля.
Барабанный модуль для самостоятельного изготовления
Для тех, кто захочет собрать барабанный модуль самостоятельно, вся информация по версии 1.00 находится в открытом доступе: в журнале "Радио" за сентябрь-октябрь 2018-го года, а также немного ниже на этой странице. Первоначально я хотел выложить немного другую схему, но после публикации статьи в "Радио", чтобы не путать людей и самому не путаться в разных версиях, выкладываю на всеобщее обозрение ту же самую схему, что и в Радио, с теми же обозначениями электронных компонентов, а также со всеми изменениями, что претерпела схема после изготовления и испытания барабанного модуля. Всё ПО, что нужно для работы модуля в том виде, как описан в этом разделе, и с приведенными там характеристиками, тоже открыто для всех. Конечно, модуль не идеален, но играть на нём всем вполне реально, хотя настоящие барабаны, конечно, лучше. Исходники прошивки тоже открыты, поэтому разбирайтесь, корректируйте, добавляйте свои функции, ничего не имею против.
Версия 1 (она же в "Радио")
1-я версия модуля, она же представлена в статье в журнале "Радио" за сентябрь-октябрь 2018-го года.
Схема
Прошивка и программа для компьютера (бесплатные)
Набор звуков для 3 томов, бочки и малого барабана - 3 варианта звучания
Версия 2 (тарелочная)
2-я версия модуля, оптимизированная на синтез звуков тарелок (в будущем), отличается от 1-й версии дополнительно установленной микросхемой памяти, дополнительным входом зоны глушения крэша, и питанием +5в датчика раскрытия хета. Также в этой версии предусмотрены места для резисторов R1,R2,R4,R5,R7,R8, шунтирующих входы барабанных пэдов. Эти резисторы необходимы, если переменные резисторы R13-R18 (регуляторы чувствительности) не устанавливаются. Предусмотрены места для резисторов R3 и R6, необходимых для тарелочной версии, эти резисторы в барабанной версии можно не устанавливать. Схема версии-2 очень похожа на версию-1 (в "Радио"), но в ней иная нумерация радиоэлементов, поэтому эти версии не совместимы.
Схема, фотошаблон печатной платы для самостоятельного изготовления, чертежи размещения компонентов на верхней и нижней сторонах платы
Техническая поддержка модуля в разделе "Мой барабанный модуль в журнале "Радио"
Коммерческая, усовершенствованная версия барабанного модуля
Заниматься разработкой барабанного модуля мне было очень интересно, поэтому не делаю тайны ни из схемы, ни из конструкции модуля, пэдов и т.д. Если интересно сделать что-то своими руками - повторяйте, конструируйте, совершенствуйте, ради Бога.
Но миром сейчас правят программисты - и современное "железо" ничего не стоит без программного обеспечения. Прошивка микроконтроллера и программа для загрузки и настройки модуля - полностью авторская работа программиста, на которую было потрачено очень много времени. Поэтому новые версии пограммного обеспечения для барабанного модуля будут платными. Дело даже не в принципе "любой труд должен быть оплачен", просто у нас появляется реальный стимул развивать проект, совершенствовать алгоритмы, интерфейс, улучшать функционал и т.д. Конечно, последующие обновления прошивки и ПО - бесплатно. Разумеется, первая версия ПО, та самая, что представлена в статье в Радио - бесплатная.
Для тех, кто не готов заниматься разводкой и изготовлением печатных плат, я организовал производство печатных плат барабанного модуля, можно приобрести как голую плату, так и с уже прошитым микроконтроллером.
Ну а кто не готов сам работать паяльником и ещё кучей инструментов, необходимых для изготовления барабанного модуля, сможет купить полностью готовое устройство. Соответственно, прошивка, ПО и обновления будут включены.
Всех заинтересовавшихся прошу писать на мою почту DYoga@yandex.ru или ВКонтакте.
Барабанный модуль Yoga-Drums - "Коммерческая версия"
Вернуться на главную страницу
1-я версия модуля, она же представлена в статье в журнале "Радио" за сентябрь-октябрь 2018-го года.
Схема
Прошивка и программа для компьютера (бесплатные)
Набор звуков для 3 томов, бочки и малого барабана - 3 варианта звучания
Версия 2 (тарелочная)
2-я версия модуля, оптимизированная на синтез звуков тарелок (в будущем), отличается от 1-й версии дополнительно установленной микросхемой памяти, дополнительным входом зоны глушения крэша, и питанием +5в датчика раскрытия хета. Также в этой версии предусмотрены места для резисторов R1,R2,R4,R5,R7,R8, шунтирующих входы барабанных пэдов. Эти резисторы необходимы, если переменные резисторы R13-R18 (регуляторы чувствительности) не устанавливаются. Предусмотрены места для резисторов R3 и R6, необходимых для тарелочной версии, эти резисторы в барабанной версии можно не устанавливать. Схема версии-2 очень похожа на версию-1 (в "Радио"), но в ней иная нумерация радиоэлементов, поэтому эти версии не совместимы.
Схема, фотошаблон печатной платы для самостоятельного изготовления, чертежи размещения компонентов на верхней и нижней сторонах платы
Техническая поддержка модуля в разделе "Мой барабанный модуль в журнале "Радио"
Коммерческая, усовершенствованная версия барабанного модуля
Заниматься разработкой барабанного модуля мне было очень интересно, поэтому не делаю тайны ни из схемы, ни из конструкции модуля, пэдов и т.д. Если интересно сделать что-то своими руками - повторяйте, конструируйте, совершенствуйте, ради Бога.
Но миром сейчас правят программисты - и современное "железо" ничего не стоит без программного обеспечения. Прошивка микроконтроллера и программа для загрузки и настройки модуля - полностью авторская работа программиста, на которую было потрачено очень много времени. Поэтому новые версии пограммного обеспечения для барабанного модуля будут платными. Дело даже не в принципе "любой труд должен быть оплачен", просто у нас появляется реальный стимул развивать проект, совершенствовать алгоритмы, интерфейс, улучшать функционал и т.д. Конечно, последующие обновления прошивки и ПО - бесплатно. Разумеется, первая версия ПО, та самая, что представлена в статье в Радио - бесплатная.
Для тех, кто не готов заниматься разводкой и изготовлением печатных плат, я организовал производство печатных плат барабанного модуля, можно приобрести как голую плату, так и с уже прошитым микроконтроллером.
Ну а кто не готов сам работать паяльником и ещё кучей инструментов, необходимых для изготовления барабанного модуля, сможет купить полностью готовое устройство. Соответственно, прошивка, ПО и обновления будут включены.
Всех заинтересовавшихся прошу писать на мою почту DYoga@yandex.ru или ВКонтакте.
Барабанный модуль Yoga-Drums - "Коммерческая версия"
Вернуться на главную страницу