PreenFM 2

Все заметки цикла Бракованные Детали собраны из контента одноимённого канала, куда я активно писал в 2021 году.

¹ Например, оптоизоляторы.

В ноябре, когда я занимался Амбикой, начали происходить странные, как мне тогда казалось, дела. Во-первых: я наконец-то заметил динамику с которой дорожают электронные компоненты. Цены на некоторую ерунду¹ выросли почти в два раза по сравнению с августом. Про микроконтроллеры и усилители я даже не вспоминаю.

² На самом деле она ещё с прошлого, ковидного года не оклемалась

Во-вторых: традиционная рождественско-новогодняя логистическая пробка случилась в этот раз гораздо раньше². Часть посылок задерживались уже на полтора месяца, а продавцы умоляли подождать ещё. Забегая вперёд: часть тех посылок пришла после сотни дней маринования на таможнях, а часть вовсе бесследно пропала. Хорошо, что среди потеряшек не было ничего по-настоящему ценного.

Собрался, как конструктор.

Где-то в этот момент я понял, что если хочу успеть собрать все 16 синтов до конца года, то придётся выкручиваться используя всякие запрещённые приёмы и хитрить пытаясь раздобыть компоненты и платы на родине.

Так я познакомился с Алексеем, которого кто-то из вас, возможно, знает под ником Iskin, или под брендом Box Music. Алексей делает отечественные адаптации популярных standalone и модульных open-source синтезаторов. Особенно мне нравится то, как много внимания он уделяет механике и корпусным деталям. Я люблю корпуса, поэтому стараюсь не делать их самостоятельно — на разработку и доводку у меня может уйти вечность.

Все компоненты на плате выводные. Отдельный прикол — USB-флешка, которая выступает в роли внутренней памяти.

Спереди минимум компонентов, большую часть поверхности занимает дисплей.

Микроконтроллер с минимальной обвязкой на отдельной плате. Видимо, изначально автор хотел продавать такие проприетарные платы в составе DIY-кита, но потом плюнул на эту затею и опубликовал их дизайн.

Меня интересовала печатная плата для PreenFM2 и оказалось, что у него есть достаточно компонентов, чтобы продать мне целый синтезатор в полностью разобранном виде.

Лего для взрослых дураков с паяльником.

³ Frequency Modulation.

PreenFM2 — это полностью цифровой FM³ синтезатор. Он на столько цифровой, что радикально отличается от всего, что я собирал раньше. Электрически он проще, чем даже Meeblip Triode, но врубитесь в характеристики:

• 4 независимых инструмента, которые можно развалить по разным MIDI каналам.
• По одному независимому эффекту на каждый инструмент.
• 8 голосов с 6 операторами на каждом. Если использовать по 3 оператора на голос, то можно использовать до 14 голосов. Это в два раза больше, чем на Амбике, которую я паял 17 часов.
• 3 LFO, 2 EG, 2 секвенсора. Все могут работать враз.
• Матрица модуляции 16 источников х 32 цели.
• 28 FM алгоритмов

28 FM алгоритмов. Это на 27 больше, чем человек вообще способен понять.

И всё это крутится на одном крошечном STM32. Цены на эти микроконтроллеры за последние полтора года чипагеддона взлетели в среднем в 4 раза. На Али нет программаторов для STM потому что разработчики массово их скупают, чтобы снять оттуда микроконтроллеры STM.

Готов к установке в корпус. Зацените флешку.

⁴ Сами придумайте как правильно читать название этого человека. Я — пас.

PreenFM2 сделал француз Xavier Hosxe⁴. Он завсегдатай форума Mutable Instruments ещё со времён Шрути и Анушри. Чё-то подозрительно много французов в синтезаторном опенсорсе, не считаете?

⁵ Я прочитал так, отстаньте.

На PreenFM неспроста стоит индекс 2. Есть ещё третья версия этого синтезатора. К сожалению, она проприетарная. Разводки и схемотехники для него в дикой природе не опубликовано, а Савье⁵ решил продавать главную плату PreenFM3 с распаянным и прошитым МК. Имеет право.

Корпус отлично посчитан и очень аккуратно и точно произведён и покрашен. То же можно сказать и про деревяшки.

Cборка этого синтезатора не вызовет сложностей. Дизайн полностью цифровой, поэтому компонентов не много. Есть как планарные так и выводные. Для установки роскошного OLED-дисплея придётся запастись аккуратностью. Как впрочем и для того чтобы втиснуть всё в корпус выровняв на нём все зазоры.

Ещё дисплей настоятельно советуют экранировать. Вернее, конечно, не его, а основную плату от индуктивностей, которые есть почти на всех OLED. Подробнее об этом можно почитать в соответствующей ветке форума.

Оцените подгонку деревяшки. Верхняя крышка выполнена из алюминия, а надписи гравированы.

Дедушкины разъёмы для головных телефонов с радиорынка.

Но результат полностью оправдывает усилия. Мне даже жаль что для таких «китов» попросту нет рынка и подобных предложений — единицы. Алексей продаёт лишь полностью собранные устройства, а для меня сделал исключение только потому, что понял, что поддержка мне не потребуется.

FM-синтез

FM-синтез придумал какой-то Джон в конце 60х. В 73 году он продал лицензию на эту технологию Yamaha, которая засунула этот тип синтеза во все японские синты до которых смогла дотянуться. Так шаг за шагом появился легендарный Yamaha DX7. Помните Mega MIDI на чипах из Sega Mega Drive про который я писал? Тот чип-синтезатор Yamaha тоже работает на FM.

В основе концепции FM-синтеза находятся операторы, которые выстраиваются в алгоритм. Каждый оператор это на самом деле осциллятор. Часто осциллятор с полным набором фич типа VCA, LFO и нескольких EG. Один такой оператор может модулировать частоту другого.

Фильм «Довод» на самом деле документалка про FM-синтез. Его тоже никто не понимает.

Алгоритм выстраивает операторы в сложные последовательности, которые могут содержать кольца и другие техники обратной связи. Если вы заглянете в соответствующую статью Википедии, то обнаружите там 2 страницы тригонометрических формул. Я уже говорил что в PreenFM2 28 алгоритмов?

Список алгоритмов Korg Volca FM. Как думаете, чем в реальности отличается 16й от 17го?

FM считается способом получить по-настоящему сложную волну. Вот только намеренно получить то, что хочется у новичка выйдет вряд ли. Вы скорее накрутите какую-нибудь арфу случайно, чем целенаправленно. Входных параметров слишком много. Слишком. Вот так выглядит софтовый FM синтезатор, чтобы вы поняли о чём я говорю:

Ну и чё мне тут покрутить чтобы стало унц-унц?

⁶ В одном единственном операторе функций больше, чем во всём Meeblip Triode.

Пока что я предпринял ровно 2 попытки подойти к FM и только сильнее запутался. Представьте, что вам нужно накрутить звук используя 6 полноценных синтезаторов⁶ которые модулируют друг друга. Конечно можно отключать операторы и настраивать всё потихоньку шаг за шагом двигаясь от простого к сложному, но, божечки, как это медленно.

Раньше, когда мне показывали эту картинку я ничего не понимал, но вежливо хихикал. Теперь я всё ещё ничего не понимаю, но мне уже не смешно.

Сейчас для меня любой, даже самый простой алгоритм, — черный ящик и никаких правил в кручении ручек я почти не замечаю. Очевидно, нужно просто покрутить подольше.

Выводы

Отлично, что для таких убогих, как я, Савье добавил возможность использовать готовые пресеты от Yamaha DX7 которых в интернете больше, чем адептов Плоской Земли. И, хотя, автор утверждает, что такая «конвертация на лету» работает посредственно, вы легко подберёте себе внушительный набор хорошо звучащих настроек даже если вас будет устраивать лишь один пресет из сотни. Настолько их много.

Когда намодулировал лишнего.

⁷ Наверняка есть какие-то шорткаты, но я их пока не разучил.

Отдельно хочу сказать про интерфейс. У синтезатора всего 7 кнопок и 4 энкодера, а дисплей хоть и потрясный, но всего лишь на 4 строки. Очевидно, что этого недостаточно для управления 4 инструментами в каждом из которых 28 алгоритмов на 6 операторов и матрица модуляции 16х32⁷. С другой стороны: делать физическую ручку для каждого отдельного контрола — дураков нет. Такой синт будет стоить уже сотни долларов. А это считай целая крышка от еврорэка.

В общем: синтезатор бомбический. Особенно в этом корпусе и с этими деревянными «щёчками» из дуба. Крутить его ручки можно бесконечно. Если вы всегда недолюбливали все эти исткосты, муги и понятные пайплайны субтрактивного преобразования волн — смело запрыгивайте.

Хорошо, когда у друзей тоже есть алгоритмы.

За короткое время эксплуатации я сталкивался с ошибками в прошивке PreenFM2, но, в целом, фич там очень много и они работают. Буду разбираться дальше.

⚠️ Каменты в режиме эксперимента. Нужна регистрация на GitHub и необходимо дать разрешение боту Giscus. Если это неприемлемо, можно комментировать прямо на GitHub.