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AlgorythmProjektarbeit – SS08 Kai Aras

Übersicht1. Projektbeschreibung2. Motivation3. Ziele4. Technologien5. Module6. Probleme7. Fazit

1. ProjektbeschreibungBau eines hybriden Audio Synthesizers auf Basis eines „low-cost“ MikrocontrollersImplementierung der Direkt Digitalen SyntheseImplementierung digitaler Audio EffekteBau eines aktiven analog FiltersImplementierung algorithmischer Kompositionshilfen

2. MotivationErfahrung sammeln in den Bereichen: Digital Audio Analog Audio Hardwarenahe Softwareentwicklung Elektronik

3. ZieleEndprodukt soll vom Funktionsumfang mit kommerziellen Geräten mithalten könnenEigene Ideen sollen mittels Hardware realisiert werdenAnfassen macht mehr Spaß als „rumklicken“

4. TechnologienHardware: Atmel AVR 8Bit RISC – AtMega8implementiert Klangerzeugung durch Direkt Digitale Synthese8kb Flashspeicher / 1kb SRAM / 16Mhz 3x Timer / 3x PWM Ausgang / 6x ADCAtmel AVR 8Bit RISC – AtMega32implementiert Sequencer32kb Flashspeicher / 2kb SRAM / 16Mhz3x Timer / 4x PWM Ausgang / 8x ADC

4. TechnologienEntwicklung Mikrocontroller:Sprache: CIDE: AVR Studio 4.1.3Compiler: avr-gccEntwicklung PC:Sprache: JavaIDE: Netbeans 6.0

4. TechnologienBerechnungen: Excel Platinen Layout:Abacom LochmasterFrontplatten Layout:Abacom Frontdesigner

5. Module5.1 Klangerzeugung 5.2 Klangformung5.3 Sequencing5.4 Signalweg

5.1 Klangerzeugung2 OszillatorenDiv. Wellformen via LookUp TableDAC via PWMVoltageControlled via 10 bit ADC1 LFOSchwingt im nichthörbaren BereichModulationsquelle

5.1 Klangerzeugung Direkt Digitale Synthese

5.1 Klangerzeugung Direkt Digitale SyntheseSample Freq.BinaryTuningword

5.2 KlangformungVCF (voltagecontrolled filter): Gebaut nach original paper von Nyle Steiner (Electronic Design, 1974)Parallele Eingänge für: Tiefpass, Hochpass, Bandpass

5.2 KlangformungADSR EG (attackdecaysustainrelease) Gebaut nach Design von Rene Schmitz Uni Bonn

5.2 KlangformungVCA ( voltagecontrolledamplifier )Gebaut nach Design aus Synth DIY Modular Project von Yves Usson

5.3 SequencingInteraktion via 8x8 LED MatrixDiv. Algorithmen lösen „Gates“ ausNoten können aus div. Quellen geholt werdenAutomatische Berechnung von Skalen, Akkorden und KadenzenCV Ausgang via PWM

5.4 Signalweg(e)atMega32atMega8

5.4 Signalweg(e)PatchbaySämtliche Signale können hier nach belieben „gepatcht“ werden

6. ProblemeSoftwareentwicklung lief durchgehend ohne größere ProblemeVerwendete Hardware stieß an ihre GrenzenAnfangs häufig kleine elektronische Probleme

7. FazitRiesen Lerneffekt in vielen BereichenViel Arbeit, aber hat sich gelohnt !

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