Teensy Audio Board でサンプラー自作

Hacksterへ色々と投稿してポイントがたまったので sparkfunのギフト券$20に交換しました。

hackster.io への投稿方法

ギフト券でTeensy上に実装して使えるAudio Boardを購入しました♪

Teensy Audio Board

www.sparkfun.com

価格は$14.95+送料$3.45(一番安いコース)の合計$18.40でした。4/21に発注して5/23にコロラド州から届きました。

Teensy Audio Boardについて

チュートリアル動画

https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_Audio.html

このAudio Boardでいろいろなことができます♪

回路図

https://www.pjrc.com/store/teensy3_audio.html

Teensy設定

TeensyをArduino IDEで使用するための方法は以下を参照ください。

Teensyで目ん玉アニメ表示

サンプラー自作

ここではTeensy3.2とAudio Boardを用いてサンプラーを作成しました。

構成

Audio BoardをTeensy3.2の上に実装。

部品

Teensy 3.2

　
Teensy Audio Board

　
音量、フィルタ調整用可変抵抗

https://www.switch-science.com/catalog/1039/
www.switch-science.com

　
サンプル再生ボタン

　
今回は使用していませんがAudio Boardにコンデンサマイクも実装しています。音声を入力することもできます。

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01810/
akizukidenshi.com

音声サンプル

このAudio Boardは音源をSDカードと内蔵メモリに記憶することができます。
ここでは6つの短い音源をメモリから、2つのwavファイルをSDカードから再生させます。

SDカード

マイクロSDカードへ保存するwavファイルの形式は以下のようにします。
　16 bits、44.1 kHz

保存後SDカードをAudio Boardに挿すだけです。

内蔵メモリ

メモリへ音源を記録させる場合はwavファイルをArduino用にバイナリ形式に変換させる必要があります。
以下でwav2sketchというソフトをダウンロードします。
　Windows用
　 Mac用

ダウンロードしたwav2sketchのあるフォルダに変換したいwavファイルを置きます。形式は16 bits、44.1 kHzのモノラルである必要があります。

ターミナルで以下を実行します。

> cd wav2sketchのあるフォルダ
> ./wav2sketch

1 2	> cd wav2sketchのあるフォルダ > ./wav2sketch

フォルダに音源の.hファイルと.cppファイルが生成されます。

Arduinoプログラム

生成したメモリ内蔵用の音源の.hファイルと.cppファイルをArduinoプログラムと同じフォルダに入れます。

#include <Audio.h>
#include <Wire.h>
#include <SPI.h>
#include <SD.h>
#include <SerialFlash.h>
#include <Bounce.h>

//Audio System Design Tool
//https://www.pjrc.com/teensy/gui/index.html

// GUItool: begin automatically generated code
AudioPlaySdWav           playSdWav2;     //xy=205,343
AudioPlaySdWav           playSdWav1;     //xy=208,295
AudioPlayMemory          playMem3;       //xy=211,519
AudioPlayMemory          playMem1;       //xy=212,418
AudioPlayMemory          playMem2;       //xy=213,470
AudioPlayMemory          playMem4;       //xy=215,567
AudioPlayMemory          playMem5;       //xy=215,618
AudioPlayMemory          playMem6;       //xy=220,667
AudioMixer4              mixer1;         //xy=374,329
AudioMixer4              mixer2;         //xy=432,475
AudioMixer4              mixer3;         //xy=530,567
AudioFilterStateVariable filter1;        //xy=662,573
AudioMixer4              mixer_Mid;      //xy=808,593
AudioMixer4              mixer_Low;      //xy=809,521
AudioMixer4              mixer_High;     //xy=811,672
AudioMixer4              mixer8;         //xy=955,584
AudioOutputI2S           i2s1;           //xy=1088,583
AudioConnection          patchCord1(playSdWav2, 0, mixer1, 2);
AudioConnection          patchCord2(playSdWav2, 1, mixer1, 3);
AudioConnection          patchCord3(playSdWav1, 0, mixer1, 0);
AudioConnection          patchCord4(playSdWav1, 1, mixer1, 1);
AudioConnection          patchCord5(playMem3, 0, mixer2, 3);
AudioConnection          patchCord6(playMem1, 0, mixer2, 1);
AudioConnection          patchCord7(playMem2, 0, mixer2, 2);
AudioConnection          patchCord8(playMem4, 0, mixer3, 1);
AudioConnection          patchCord9(playMem5, 0, mixer3, 2);
AudioConnection          patchCord10(playMem6, 0, mixer3, 3);
AudioConnection          patchCord11(mixer1, 0, mixer2, 0);
AudioConnection          patchCord12(mixer2, 0, mixer3, 0);
AudioConnection          patchCord13(mixer3, 0, filter1, 0);
AudioConnection          patchCord14(filter1, 0, mixer_Low, 0);
AudioConnection          patchCord15(filter1, 1, mixer_Mid, 0);
AudioConnection          patchCord16(filter1, 2, mixer_High, 0);
AudioConnection          patchCord17(mixer_Mid, 0, mixer8, 1);
AudioConnection          patchCord18(mixer_Low, 0, mixer8, 0);
AudioConnection          patchCord19(mixer_High, 0, mixer8, 2);
AudioConnection          patchCord20(mixer8, 0, i2s1, 0);
AudioConnection          patchCord21(mixer8, 0, i2s1, 1);
AudioControlSGTL5000     sgtl5000_1;     //xy=542,377
// GUItool: end automatically generated code


// WAV files converted to code by wav2sketch
// メモリ内蔵音源
#include "AudioSampleSlip1.h"
#include "AudioSampleSlip2.h"
#include "AudioSampleSlip3.h"
#include "AudioSampleSlip4.h"
#include "AudioSampleSlip5.h"
#include "AudioSampleSlip6.h"

// Create an object to control the audio shield.
// 
AudioControlSGTL5000 audioShield;

// Bounce objects to read six pushbuttons (pins 0-5)
//
Bounce button0 = Bounce(0, 5);
Bounce button1 = Bounce(1, 5);  // 5 ms debounce time
Bounce button2 = Bounce(2, 5);
Bounce button3 = Bounce(3, 5);
Bounce button4 = Bounce(4, 5);
Bounce button5 = Bounce(5, 5);
Bounce button6 = Bounce(8, 5);
Bounce button7 = Bounce(21, 5);

// Use these with the Teensy Audio Shield
#define SDCARD_CS_PIN    10
#define SDCARD_MOSI_PIN  7
#define SDCARD_SCK_PIN   14

int state1 = 0;
int state2 = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  // Configure the pushbutton pins for pullups.
  // Each button should connect from the pin to GND.
  pinMode(0, INPUT_PULLUP);
  pinMode(1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(2, INPUT_PULLUP);
  pinMode(3, INPUT_PULLUP);
  pinMode(4, INPUT_PULLUP);
  pinMode(5, INPUT_PULLUP);
  pinMode(8, INPUT_PULLUP);
  pinMode(21, INPUT_PULLUP);
  
  // Audio connections require memory to work.  For more
  // detailed information, see the MemoryAndCpuUsage example
  AudioMemory(10);

  // turn on the output
  audioShield.enable();

  //wavファイル再生用mixer音量調整
  mixer1.gain(0, 0.4);
  mixer1.gain(1, 0.4);
  mixer1.gain(2, 0.4);
  mixer1.gain(3, 0.4);
  
  SPI.setMOSI(SDCARD_MOSI_PIN);
  SPI.setSCK(SDCARD_SCK_PIN);
  if (!(SD.begin(SDCARD_CS_PIN))) {
    while (1) {
      Serial.println("Unable to access the SD card");
      delay(500);
    }
  }
}


void loop() {
  //音量調整
  int knob = analogRead(A1);
  float vol = (float)knob / 1030.0;
  audioShield.volume(vol);

  //フィルタ音量調整
  int knobL = analogRead(A6);
  float volL = (float)knobL / 1030.0;
  mixer_Low.gain(0, volL);
  mixer_Low.gain(1, volL);

  int knobM = analogRead(A2);
  float volM = (float)knobM / 1030.0;
  mixer_Mid.gain(0, volM);
  mixer_Mid.gain(1, volM);

  int knobH = analogRead(A3);
  float volH = (float)knobH / 1030.0;
  mixer_High.gain(0, volH);
  mixer_High.gain(1, volH); 

  
  // Update all the button objects
  button0.update();
  button1.update();
  button2.update();
  button3.update();
  button4.update();
  button5.update();
  button6.update();
  button7.update();

  //メモリ内蔵音源再生
  if (button0.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip1);
  if (button1.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip2);
  if (button2.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip3);
  if (button3.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip4);
  if (button4.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip5);
  if (button5.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip6);

  //SDカード音源 再生・停止 
  if (button6.fallingEdge() && state1 == 0){
    playSdWav1.play("slip9.wav");
    state1 = 1;
  }else if (button6.fallingEdge() && state1 == 1){
    playSdWav1.stop();
    state1 = 0;
  }
  
  if (button7.fallingEdge() && state2 == 0){
    playSdWav2.play("slip10.wav");
    state2 = 1;
  }else if (button7.fallingEdge() && state2 == 1){
    playSdWav2.stop();
    state2 = 0;
  }

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#include <Audio.h>

#include <Wire.h>

#include <SPI.h>

#include <SD.h>

#include <SerialFlash.h>

#include <Bounce.h>

//Audio System Design Tool

//https://www.pjrc.com/teensy/gui/index.html

// GUItool: begin automatically generated code

AudioPlaySdWav playSdWav2; //xy=205,343

AudioPlaySdWav playSdWav1; //xy=208,295

AudioPlayMemory playMem3; //xy=211,519

AudioPlayMemory playMem1; //xy=212,418

AudioPlayMemory playMem2; //xy=213,470

AudioPlayMemory playMem4; //xy=215,567

AudioPlayMemory playMem5; //xy=215,618

AudioPlayMemory playMem6; //xy=220,667

AudioMixer4 mixer1; //xy=374,329

AudioMixer4 mixer2; //xy=432,475

AudioMixer4 mixer3; //xy=530,567

AudioFilterStateVariable filter1; //xy=662,573

AudioMixer4 mixer_Mid; //xy=808,593

AudioMixer4 mixer_Low; //xy=809,521

AudioMixer4 mixer_High; //xy=811,672

AudioMixer4 mixer8; //xy=955,584

AudioOutputI2S i2s1; //xy=1088,583

AudioConnection patchCord1(playSdWav2, 0, mixer1, 2);

AudioConnection patchCord2(playSdWav2, 1, mixer1, 3);

AudioConnection patchCord3(playSdWav1, 0, mixer1, 0);

AudioConnection patchCord4(playSdWav1, 1, mixer1, 1);

AudioConnection patchCord5(playMem3, 0, mixer2, 3);

AudioConnection patchCord6(playMem1, 0, mixer2, 1);

AudioConnection patchCord7(playMem2, 0, mixer2, 2);

AudioConnection patchCord8(playMem4, 0, mixer3, 1);

AudioConnection patchCord9(playMem5, 0, mixer3, 2);

AudioConnection patchCord10(playMem6, 0, mixer3, 3);

AudioConnection patchCord11(mixer1, 0, mixer2, 0);

AudioConnection patchCord12(mixer2, 0, mixer3, 0);

AudioConnection patchCord13(mixer3, 0, filter1, 0);

AudioConnection patchCord14(filter1, 0, mixer_Low, 0);

AudioConnection patchCord15(filter1, 1, mixer_Mid, 0);

AudioConnection patchCord16(filter1, 2, mixer_High, 0);

AudioConnection patchCord17(mixer_Mid, 0, mixer8, 1);

AudioConnection patchCord18(mixer_Low, 0, mixer8, 0);

AudioConnection patchCord19(mixer_High, 0, mixer8, 2);

AudioConnection patchCord20(mixer8, 0, i2s1, 0);

AudioConnection patchCord21(mixer8, 0, i2s1, 1);

AudioControlSGTL5000 sgtl5000_1; //xy=542,377

// GUItool: end automatically generated code

// WAV files converted to code by wav2sketch

// メモリ内蔵音源

#include "AudioSampleSlip1.h"

#include "AudioSampleSlip2.h"

#include "AudioSampleSlip3.h"

#include "AudioSampleSlip4.h"

#include "AudioSampleSlip5.h"

#include "AudioSampleSlip6.h"

// Create an object to control the audio shield.

AudioControlSGTL5000 audioShield;

// Bounce objects to read six pushbuttons (pins 0-5)

Bounce button0 = Bounce(0, 5);

Bounce button1 = Bounce(1, 5); // 5 ms debounce time

Bounce button2 = Bounce(2, 5);

Bounce button3 = Bounce(3, 5);

Bounce button4 = Bounce(4, 5);

Bounce button5 = Bounce(5, 5);

Bounce button6 = Bounce(8, 5);

Bounce button7 = Bounce(21, 5);

// Use these with the Teensy Audio Shield

#define SDCARD_CS_PIN 10

#define SDCARD_MOSI_PIN 7

#define SDCARD_SCK_PIN 14

int state1 = 0;

int state2 = 0;

void setup() {

Serial.begin(9600);

// Configure the pushbutton pins for pullups.

// Each button should connect from the pin to GND.

pinMode(0, INPUT_PULLUP);

pinMode(1, INPUT_PULLUP);

pinMode(2, INPUT_PULLUP);

pinMode(3, INPUT_PULLUP);

pinMode(4, INPUT_PULLUP);

pinMode(5, INPUT_PULLUP);

pinMode(8, INPUT_PULLUP);

pinMode(21, INPUT_PULLUP);

// Audio connections require memory to work. For more

// detailed information, see the MemoryAndCpuUsage example

AudioMemory(10);

// turn on the output

audioShield.enable();

//wavファイル再生用mixer音量調整

mixer1.gain(0, 0.4);

mixer1.gain(1, 0.4);

mixer1.gain(2, 0.4);

mixer1.gain(3, 0.4);

SPI.setMOSI(SDCARD_MOSI_PIN);

SPI.setSCK(SDCARD_SCK_PIN);

if (!(SD.begin(SDCARD_CS_PIN))) {

while (1) {

Serial.println("Unable to access the SD card");

delay(500);

}

void loop() {

//音量調整

int knob = analogRead(A1);

float vol = (float)knob / 1030.0;

audioShield.volume(vol);

//フィルタ音量調整

int knobL = analogRead(A6);

float volL = (float)knobL / 1030.0;

mixer_Low.gain(0, volL);

mixer_Low.gain(1, volL);

int knobM = analogRead(A2);

float volM = (float)knobM / 1030.0;

mixer_Mid.gain(0, volM);

mixer_Mid.gain(1, volM);

int knobH = analogRead(A3);

float volH = (float)knobH / 1030.0;

mixer_High.gain(0, volH);

mixer_High.gain(1, volH);

// Update all the button objects

button0.update();

button1.update();

button2.update();

button3.update();

button4.update();

button5.update();

button6.update();

button7.update();

//メモリ内蔵音源再生

if (button0.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip1);

if (button1.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip2);

if (button2.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip3);

if (button3.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip4);

if (button4.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip5);

if (button5.fallingEdge()) playMem1.play(AudioSampleSlip6);

//SDカード音源再生・停止

if (button6.fallingEdge() && state1 == 0){

playSdWav1.play("slip9.wav");

state1 = 1;

}else if (button6.fallingEdge() && state1 == 1){

playSdWav1.stop();

state1 = 0;

}

if (button7.fallingEdge() && state2 == 0){

playSdWav2.play("slip10.wav");

state2 = 1;

}else if (button7.fallingEdge() && state2 == 1){

playSdWav2.stop();

state2 = 0;

}

// GUItool: begin automatically generated code 〜
// GUItool: end automatically generated code (11〜51行)の間で音源やミキサやフィルタの構成を指定しているのですが、Audio System Design Tool というNode-Redに似たグラフィカルなソフトで音源やミキサを配置配線して”Export”することでコードが生成されます。これをコピペするだけです(^o^)