2018年12月29日

ピッチ検出機構の改良

不安定なピッチ検出機構の改良を試行錯誤していたが、データを帯域制限した後に乗算してスケールを拡張する手法に到達するまでに数時間余りを費やすことになった。

ピッチの分解能の制限を安定性とトレードオフした結果、新たに立ち上がってくる問題は高音域の縮小で、制限前に6オクターヴだったものが5オクターヴ以下になってしまう。 このような状態を回避するため、当初はbitshift を使って2倍に乗算を行ってみたが、出力が荒れる現象は解消出来なかった。 結局は、出力値に1.5を掛けることで調整を行えたが、これは閾値の段差を上手く回避する方法だったようだ。

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その後、sequencerモード上で、アンテナ入力からドライヴする音源のピッチが、テンポを表示するLEDが点滅するタイミングでブレてしまう現象が発覚した。

ピッチ検出ルーティンに新設したタスクの増加による遅延の影響なのかどうかは不明だが、出来るだけシンプルな位置にsequencerのピッチを決定するコードを移転させることにした。

現状はswitchの条件分岐上にコードを展開していたが、

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これをクロックディバイダの直後に置き換えたところ、ピッチの崩れを解消することが出来たようだ。

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posted by Yasuski at 11:32| LaVoixski

2018年12月28日

SequencialArpeggiatorを増設する

製作したルート音追従アルペジエーターを実験してみたが、アルペジエーター側の同期が適当な所為なのか、微妙にランダム分散和音発生器っぽくなってしまった。

今回選択したアルペジエーターのフレーズは5種類で、フレーズの構成を単純に順送りに設定したことも、「不思議伴奏」が現出してしまった原因だ。 

相互に影響しあうフレーズの選択が難しい。ベースラインとアルペジエーターのフレーズの間で「食い合せ」の問題が出ないように、事前に熟考する必要がある。 今回使用しているベースラインは細かいステップで構成されているので、それがピッチ選択の不安定さの原因になった。

ルート音を半端に追従する現状は「これはこれで味がある」とも言えるレベルなので、伴奏のスタイルとしてはアリだと思うのだが、ベストな運用法とはいえない。 一度分解能が粗くて遅いテンポのベースラインを使って、安定した運用を試すべきだろう。

アルペジエーター側の再生レート設定は、シーケンサー側と相関させたほうが良いかもしれないが、安定性が担保される反面、演奏が機械的になってしまう欠点がある。

アルペジエータに発生していた誤動作の問題は、ローカル・レジスタの増設と、無音状態のスキップ、シーケンスデータの分解能を向上させることで解決できた。

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大雑把な内容だが、2種類の手段でルート音をチェイスするSequencialArpeggiatorの動作を記録した。



今回は、SequencerModeのアドレス# 1/#2 に、アルペジエーターのルート音の設定が入力に反応するモードとファイルされたデータに反応するモードの2種類を実装した。

何れの場合も、Arpeggiatorの動作パターンの選択はSequenceFileから行っている。

posted by Yasuski at 03:33| LaVoixski

2018年12月27日

ベース・ノートにアルペジエーターが自動追従するシーケンサーのCHを新設する

ベースラインに合わせて任意のパターンでアルペジエーターを駆動する仕掛けを思い付いた。 

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まずは下準備から。 シーケンサーのアドレス#2に、アルペジエーター専用の設定アレイ読み出しカウンタを追加する。

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次に設定値をストアするローカル・レジスタを追加。

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こちらはアルペジエーターのステップを駆動するローカル・レジスタ。

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ストアしたアルペジエータ−用の設定値を呼び出すレジスタを追加する。

単純に分散和音を記録する代わりに予め用意したパターンを選択することで、メモリーの消費を抑えつつステップ当たりの情報量を増やすことができる。

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実際に運用したところ少々忙しない感じだったので、ピッチを参照するタイミング・クロックを分周して、変動を抑えることにした。

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posted by Yasuski at 04:19| LaVoixski

2018年12月26日

ArpeggiatorをEnvelopeGenerator風に使用するアイデア

音声出力のエンヴェロープをアルペジエーターを使ってパルス制御風に駆動するモードを思い付いた。

その仕組みは単純で、microSDに登録した等倍=C2・無音=0のピッチ情報を用いて主旋律にピッチを連動させたアルペジエーターを駆動するだけなので、実装それ自体は簡単に済みそうだ。

インターフェイスは、アルペジエーターをオン・オフする閾値の制御用に追加した空きチャンネルを選択した時にEGを起動すればよいのだが、閾値/EGのモードを切り替えるためのスイッチを増設する必要がある。

さらにお手軽な手法として、アルペジエーターのピッチ情報を固定したデータをパターン選択ルーティンの後方に貼り付ける選択肢もある。 この場合は、既存のノート情報のアサインを変更するだけで済む。 

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現状、アルペジエーターは実質的に15ch程余っているのだが、これらは制御不能紙一重な仕様故にアドレスを数CH程潰したとしても楽器の運用に支障は生じないだろう。

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とりあえず、ノート情報をストアするための関数、inNotes を27番まで増す。

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リードカウンタの n は既にリザーブ済。 n の容量は32ステップもあれば十分だろう。 記録用のCHは最低でも4つは欲しいので、TEXTファイルの読み出し機構をあと2つ追加する必要あり。(遊んでいる2chを既に実装している) 

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出音の制御は、Pitch情報を真ん中の 等倍="0"・無音="x" に限定して、addValue に掛け算すればOK。

テルミンは明確なアタックを伴った発音が苦手なので、アルペジエーター系の発音一発目はタイミングが合わせ難いものの、この手のエフェクトを使用することで表現のヴァリエーションを増やすことができる。

posted by Yasuski at 08:02| LaVoixski

2018年12月25日

microSD関連のバグについて

microSDにデータを格納する際に発生するストアミスの原因は、データを転送するために準備したバッファーの桁不足にありそうだ。

Webで似たような症例を検索してみた結果、このような記事を発見した

ということで、とりあえず不足していた1文字分*を増やしてみた。

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データをアップロードする前のリザルトはこれ。 本来は1桁な筈の arptn_d の数値が2桁あるのがおかしい。

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修正したファームウエアを書き込んだ後に、メモリにデータをストアしてシステムを再起動した結果がこちら。

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arptn_d の値には設定域内の適正値 "3" が記録されている。

まだ、他のチャンネルでデータをストアした場合に不具合が再発生する可能性が残っているが、ひとまず修正は成功したといえるだろう。

*その後、16桁では不足かもしれないことに気付き、17文字に変更している。
posted by Yasuski at 05:16| LaVoixski

パラメーターの再設定時に発生したバグについて

SEQUENCER を駆動するクロックを分周した影響で遅くなったテンポの再設定を行おうとしたところ、入力を受け付けず調整不能に陥ってしまうバグが発生した。

原因を解明するのに少々手間取ったが、Metroに設定していたクロックの発生周期の最小単位を80msから20msに書き換えることで、実用域までクロックのタイミングを修正することが出来た。

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今後は実用レベルで瑕疵が発生しそうなので、出来ることならライヴに楽器を持ち込んで試験的な運用を行いたいところ。
posted by Yasuski at 01:03| LaVoixski

2018年12月24日

Metroのクロックレートを調整する

実用面から考えると無駄に速かったArpeggiatorのクロックに1/2分周を行った。

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ついでにSequencerにも同じ手当を行った結果、実用的なテンポを設定することが出来るようになった。

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要は、Metroがアクセプト出来るインターバルの制限が1000msなために発生していた不具合だが、分周によって最長1980msのインターバルでクロックをドライヴすることが可能となった。
posted by Yasuski at 18:07| LaVoixski

条件分岐処理の合理化を考える

アルペジエーター関連のタスクを積み上げ過ぎた結果、音質に悪影響が出てきた。 設定の処理を行うループ内にタスクが集中していることが原因と思われる。 今回追加したタスクの大半が条件分岐なので、この部分の処理速度を上げるのが手っ取り早い高速化のメソッドだろう。

処理の合理化をキーワードにしてWebの資料を漁った結果、if の代わりに switch を使うことで選択後の分岐処理をスキップ出来ることが解った。 

例えば、if()構文で条件分岐を行う場合、条件がヒットした後であってもタスクの終了後に残りの条件が総当りで参照されてしまい、この過程が処理の遅延に直結する。 記事で提案されていたのは switch/case で分岐を組む手法。 処理を行った後にbreakを行うことで、他の余分な条件をすっ飛ばして分岐のルーティンを終了するところが良い。

実際に行っていた処理の例では、アルペジエーターの再生パターンの選択やメモリーの管理をif()構文で行っているのだが、これが結構な量のステップを消費しているように見える。 そこで、この部分を switch による条件分岐に書き換えて、稼働試験を行った。

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結果は発音に明らかな改善が見られたので、if()構文を可能な限りswitch/caseに書き換えることにした。

その他、発音機構のタスクを減らすために constrain で行っていたヴォリューム関連の出力制限をより単純な value && 0X0FFF によるマスキングに変更している。 弊害として、最小ヴォリュームから桁下がりで最大値に転換してしまう閾値周りの挙動が荒っぽくなるが、実用上は問題無さそうだったので、しばらくの間はこの仕様で様子を見ることにする。
posted by Yasuski at 10:12| LaVoixski

2018年12月23日

microSD関連のバグについて

microSDにデータを記録するタスクに、記録するチャンネルに対応する条件分岐を設定し直した。

以前から「対応するアドレス毎に」条件分岐を設定していたのだが、

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バグが発生する状態ではやたらと記録に時間が掛かる傾向があった。 電源投入後の立ち上げに掛かる時間とほぼ一緒なのが、何気に危ない。

以上の現象から想像するに、メモリーにデータを書き込みむ際に発動される条件分岐が無視されて、全てのデータが書き換えられているようだ。 これを阻止するために、さらに上位の篩分けとなる「mode2のチャンネル」によって分岐を行うことにしたのだが、、、。

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コンパイルが通ったので、後ほど実機で試験を行おう。

追記:

実験の結果、データのストアは正常に機能している模様。 ビープ音の再生も問題なく行われた。

ストアに要する時間が短縮されたことから、書き込み時の誤動作は解消したと解釈してもよいだろう。
posted by Yasuski at 08:57| LaVoixski

Arpeggiator#12にバグを発見する

再生を繰り返す過程でアルペジエータ12番の挙動が怪しいことが発覚、コードを精査したところローカルに配置した円環カウンタのクリア機構にアサイン・ミスを発見した。

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が、、、作業の甲斐無く、アルペジエーターのおかしな挙動は一向に改善しない。

これは「読み出したファイルの記述自体にミスがある」と考えてmicroSD にストアされたファイルの内容を確認したところ、本来は並んで記述してはいけないセパレーターの , (コンマ)と # (シャープ)がダブっていることを発見した。

不具合の原因はこれで決まりだが、面妖なのはソフトウェア側の該当する箇所の近辺に別のミスが潜んでいたことだ。

その他に確認されている怪しげな箇所としては、Sequencer内でアルペジエータの再生レートが設定不能になるバグがある。 ロータリーエンコーダーにアクセスする手順を間違うと、二度とパラメーターを変更することが出来なくなってしまう。

原因は、ロータリーエンコーダーの出力バッファーがMetroで組んだ回路と切り離されてしまうことだと思われるが、トリガーと連動してバッファーの値を取り込めるように、コードを改編する必要がある。

その後、該当する箇所にデータを読み込むためのコードを追加して問題は解決したが、microSDにデータを書き込むためのルーティンが何故か上手く動作しない。 いまのところ原因は不明だが、IDE自体のバグの可能性もあるので、しばらくの間は様子をみることにしよう。
posted by Yasuski at 00:14| LaVoixski

2018年12月22日

SequencerのTempoFlashのタイミングを調整する

Sequencerの音符の分解能を高めた場合にTempoFlashの間隔が速くなり過ぎて視認性が悪化する問題に対策を行った。

例えば、16部音符を最小分解能とした場合、全音符には16stepが費やされるが、この間にLEDがチカチカと8回も瞬くことになる。

この問題を解消するために、テンポの設定に合わせてFlashのクロックを分周することにした。 

まずは分周用のカウンタを構成する関数を設定し、、、

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次に、metroを駆動するパラメーターの値を条件分岐で振り分けて、個別に分周比の設定を行う。 

今回は、1/4、1/2、等倍の3種類を準備した。

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分周比を振り分ける閾値の設定が心配だったが、稼働試験の結果は違和感のないものになった。 
posted by Yasuski at 10:25| LaVoixski

2018年12月21日

VolumeAntennaの出力にThresholdを設定してArpeggiatorの起動を行う仕掛け

デモ映像を収録している時に思い付いたのだが、アルペジエーターのオン・オフをVolumeAntでスイッチしたくなった。

スイッチの閾値をマニュアルで設定できれば、より豊かな表現が行えそうだ。 アルペジエーターを使用することで機械的になりがちな演奏の雰囲気を、マニュアルスイッチング機能によって和らげることが出来るのではないか。

まずは、スイッチを構成するために必要な関数を設定し、、、

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Arpeggiatorをアクティヴェイトするためのスイッチ用にトリガーを追加して、、、

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metroが起動する度に、フラッグを反転させるラインを記述する。

ひとまずThreshold設定が可能なスイッチ回路を構成してみた。



各モードでスイッチングを行っているが、クロックの表示があったほうが便利そうだ。

Sequencerはクロックのレートが異なるので、専用のフラッグを追加した。 

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短いシーケンスを再生する場合にレートが速くなり過ぎることを回避するために、スケールを900msから1800msに広げている。

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こちらは、Arpeggiator用のフラッグ。 やはり、全モードで表示を行ったほうが良いということで、RGBロータリーエンコーダーのLEDを駆動する回路を追加した。 

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実際に動作させると、こんな感じになる。



LEDの輝度にカメラの感度を調整出来なかったためにイマイチ点滅の雰囲気が判り辛いが、ArpeggiatorのPlaybackRateに合わせて行われるLEDの点滅は結構インパクトがある。

ちなみに、Sequencerは再生レートが違うので点滅回路を別建で用意した。 

Arpeggiatorを起動するThresholdのパラメーターは、RGBロータリーエンコーダーの上側最終アドレス(#9/無点灯=黒)にアサインしている。 何れの場合も、Arpeggiatorの起動時にクロックのタイミングでLEDが水色に点滅する。

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microSDの記録が正常に行われない問題はフィックスできていないが、とりあえずデータを書き込む際に使用していた条件分岐の関数を整理しておいた。

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トリガーのスレッショルド出力には、Volume表示用のLED出力とは別に独立させたものを準備している。

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閾値はゼロから設定が可能。ゼロ設定で実質的にスイッチが無効化する。 メモリー機能は必要性が不明なのでまだ実装を行っていない。

Sequencerのテンポが判るのは良いのだが、ステップの分解能(の設定)によっては点滅が速過ぎて視認性が低下するのが問題。 条件分岐を行って分周比を変更する等、表示を最適化する必要を感じている。
posted by Yasuski at 16:45| LaVoixski

アルペジエーターの機能を比較する

発音バンク別に設定したアルペジエーターの機能を紹介する映像。



2~5Voice、フリーにPitchをエディット出来るモード、Seqencialにアルペジエーターの設定を設定できるモードの6種類を切り替えている。
posted by Yasuski at 01:18| LaVoixski

アルペジエーターの動作不良

偶に発生していたアルペジエーターの動作不良の原因は、アルペジエーターのパターンを設定するデータが負の値に変換されて発生するバグだった。 

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何故ここで−1していたのか? 原因は不明だが、microSDカードを扱う試行錯誤の段階で、コードを修正し忘れていたのだろう。
posted by Yasuski at 01:13| LaVoixski

2018年12月19日

シーケンサーに「アルペジエーターのアドレス読み出し機能」を実装する(2)

アルペジエーターのシーケンス制御を行う計画は、専用のシーンメモリーを追加して、仕組みとしてはほぼ固まってきた。

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シーケンサからの出力を観測したところ、フレーズを選択するLSBは正常に動作している模様だが、何故かモードを選択するMSBのビットが常時オン状態になって切り替えが効かない。

試しにMSBの値を"L"に固定したところ、モードが正常に選択されていたことから、仕掛けの構造自体には問題はないと思われる。

不具合の原因は不明だが、シーケンサのみ単体でシステムを走らせて出力を監視して動作の検討を行うことにした。

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設定値を有効化するため、トリガーで駆動するシーケンスのルーティン間に項目を偏在させた結果、ようやくモードの切り替えを確認することができた。 

ただ、現在試験用に組んでいるシーケンスは60ステップとパターンの変化がめまぐるしく、テンポをかなり遅く設定する必要がある。 



実用面を考えた場合、ステップ数を管理する方向で運用を検討したほうが良いだろう。

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posted by Yasuski at 05:48| LaVoixski

2018年12月18日

シーケンサーに「アルペジエーターのアドレス読み出し機能」を実装する

テルミンのシーケンサーに「アルペジエーターのアドレス読み出し機能」を追加して、フレーズに合わせた分散和音を展開することを思い付いた。 

64ステップから128ステップのアドレス記録バンクを使えば、かなり自由度の高い伴奏機能を実現できるはずだ。

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まず組み込んでみたのは、シーケンサーからピッチを読出す代わりにアルペジエーターのアドレスに対応する整数を呼び出す機能で、これは複雑にパターン化された伴奏を効率よく構成するために採り得る有効な手段の可能性がある。

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ひとまず、コンパイルだけは通せた。 mode3の”0番地”が浮いてしまうことを避けるために、”@”を残して条件分岐の段階で”0番地”のアサインを排除している。

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データの扱いは、単純に mode3 = inputString[n]; とはならず、アルペジオのパターン選択込みで制御を行うために、inputString[n]に対応させた条件分岐を設定することになる。 実際にはASCIIコードでアドレスナンバーを充てているが、アドレスをフルに活用するには予め32×3パターンの仕込みが必要だ。

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ピッチに無音階でマニュアル設定を行う仕様のメモリーCHはエンコーダーで設定した非整数からピッチデータを読み取る仕様だが、これを実際に使いこなせるかは微妙なところで、今回は現実的に使いこなせそうな設定として、16×3パターンを選択している。 

逆にフレーズの選択肢を増やすためには、アルペジエーターの昇降パターンを固定する方法が考えられる。 アルペジオのピッチにゆらぎを与えたい場合は、ピッチをマニュアルで設定するという選択もアリだろう。 

一方、運用面から考えた場合、アルペジオが主体のこのモードではシーケンスがスタートするタイミングが判り難い。 スタート前のカウントダウン表示を行う等の対策が必要になるかもしれない。

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で、実際に楽器を動かしてみたところ、一回目の試験は失敗に終わった。

原因はアルペジエーターを駆動するトリガーの不具合が想定されるが、複合的にトリガーを掛けるために準備したオブジェクトを設置する階層に問題がありそうだ。

この機会に、シーケンサー/アルペジエーターの構造をおさらいをすると、システムの駆動には一定のインターバルで処理を実行する metro という関数を使い、データアレイに格納されたASCIIコードを読みだすステップの進行を管理している。

現状では、シーケンサとアルペジエーターのオブジェクトを分離しているが、失敗に対する解決策としてアルペジエーターのオブジェクトを「アルペジエーターの設定をシーケンス制御するオブジェクト」に内包する方法が考えられる。 

ただし、その場合は専用のトリガージェネレーターを追加しなければならないが、実現にはMCUの処理能力の限界が問題になってくる。

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その後、処理の実行されるステップを中心にトリガー機構の配置を再考した結果、シーケンサーの内部にアルペジエーターを内包する形にプログラムを変更している。

今回は、既に実装しているアルペジエーターとは別に、シーケンスモード選択時(mode2 == 8)のアドレス#1(mode5 == 1)にアルペジエーターの機能(制限付き)を組み込んだ。 arp2で、Arpeggiatorの再生モードを設定している。 実験では適当なシーケンスパターンを設定したために明確なアルペジエーターの切り替え動作の確認には至らなかったが、ひとまずアルペジエーターをシーケンス上に走らせることが可能な状態には到達できた。 

実際に楽器を運用してみると、想像していた以上に複雑な分散和音の構成を展開出来ることが判明したが、その複雑さ故に事前の仕込みが大変なことになりそうだ。 アルペジエーターのフレーズの吟味は当然として、シーケンス・パターンの展開がアレンジの鍵になるだろう。

一連の動作を正確に検証するために、新たなシーケンスファイルを書き込んで3回目の試験を行ったところ、面妖な反応が出たためにコーディングをやり直すことになった。

結果として、今回行った階層化によってトリガークロックの扱いを失敗していることが判明したが、とりあえずパターンを羅列しているだけのシーケンスファイルにも改装が必要と感じた。  

発想を転換して行った4回めの実験では、トリガー機構に条件分岐を絡めて並列化を行うことで、正常タイミングでトリガーをコントロールすることに成功した。 ただし、今度はクリックノイズが発生する音声面のバグが出現してしいる。

実験を行う経過においてパラメーターの不備など新たな問題が表面化してきたが、正攻法で詰めればなんとかなりそうな感触がある。 完成まであとひと踏ん張りといったところだろうか。
posted by Yasuski at 03:40| LaVoixski

2018年12月03日

アンテナ端子の検討を行う

SMAコネクタの強度が心配になってきたので、一回り大きなコネクターの規格を調べていたところ、TNCという規格を見つけた。 日本ではあまり馴染みのない規格で、Wikiの日本語版には項目そのものが存在しない。

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SMA側をアンテナ基台のGFRPに埋め込むことになるが、これも強度が少々心配。

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シャシ側の基台にはこのコネクタを使用する。 取付孔は12φとなる。

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アンテナ用エクステンションのシャシ側に取り付けるコネクタ。 7/16というネジの規格は約11.1mmだが、12mmの真鍮パイプの内径にネジを切ることが出来るか?

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こちらはエクステンションのアンテナ側にねじ込むコネクタで、アンテナの基台となる。

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このコネクタのSMA側をアンテナの基台となるGFRPに取り付ける。

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ネジの規格等寸法の詳細。
posted by Yasuski at 10:38| LaVoixski

2018年12月02日

ブルーな筐体に基板と端子等を仮実装した

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部品の仮実装を終えた。 搭載する機能を限定すればなんとかなるレベルではあるが、やはりこのサイズはタイトに過ぎる。 Pitchアンテナの傾斜は仮止めだったSMA端子を増し締めしてある程度修正できたが、如何せん強度が心配。

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Neutrikのパネルマウントにはadatアウトに用いる予定のHFBR系列のオプティカル送信素子を組込んでいる。 サンプリングレート選択用のデジタルスイッチは、現状の位置関係ではクリアランスの確保が難しい。

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1450N系列のケースには、専用に設計した80mm仕様の基板を使用する。 第一レイヤーの青い基板にはオシレーターとRGBロータリーエンコーダを実装していて、この基板に黄色いMCU基板をスタックする。 オーディオの出力は、スロットに挿入した100mm規格のDAC基板から行う。 DACへの信号ラインはリボンケーブルを使用するが、これの取り回しが難しい。

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新旧のモデルを比較する。 何れも幅160mmのモデルを使用している。 アンテナは新規に設計した真鍮タイプのものを採用する予定だが、比較用にチタンパイプを使用したモデルも製作しておこう。

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1450系列にオプションを積むことを考えた場合、幅220mmのモデルを使用すべきだろう。

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posted by Yasuski at 19:28| LaVoixski

2018年12月01日

補助電源の製作

6pin対応の補助電源を製作した。

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Hirose/6pからの4chアウトと、ミニジャックから3p出力が可能。

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アンプ側に端子を追加して、4ch送信を行えるようにする予定。
posted by Yasuski at 13:26| MusicalInstruments