Seite 3: Die Spannung wächst – Inbetriebnahme des ZeKit

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Die Inbetriebnahme des fertiggestellten Synthesizers erfolgt am besten über ein Gleichspannungsnetzteil mit 5V bis 9V Versorgungsspannung und einer Stromstärke von 60 bis 500 mA, zum Beispiel 100 mA. Die Steckergröße des Netzadapters beträgt 2,1 mm. Eine Eingangsspannung von mindestens 5V bis maximal 9V wandelt das Board in intern benötigte Spannungen von +3,3V und -2V um. Wer auf Nummer sicher gehen will, nutzt zum ersten Test ein Labornetzgerät, um genaue Versorgungswerte einzustellen. Alternativ wäre eine weitere Option, ein geregeltes Netzteil mit Stromstärken-Limitierung zu nutzen. Ein funktionstüchtiges ZeKit ist daran zu erkennen, dass beim Einschalten die Power-LED leuchtet, die Knöpfe mit roter LED beim Drücken blinken, der Regulatorchip U2 auf der linken oberen Vorderseite des Boards kühl bleibt, sich beim Drücken des Play-Knopfes SW8 dessen Funktion aktiviert, worauf die LED des Schalters SW6 im Gleichtakt blinken sollte. Funktioniert das ZeKit wie vorgesehen, kann der eigentliche musikalische Spaß beginnen.

Nur ein Hindernis steht noch im Weg: Analoge Elektronikkomponenten besitzen Fertigungstoleranzen. So misst beispielsweise ein 10 kOhm Widerstand in der Regel nicht 10 kOhm sondern hat einen um wenige Prozent abweichenden Wert. Das mag für eine einzelne Komponente noch unkritisch erscheinen, kann sich aber bei mehreren Komponenten zu größeren Differenzen aufschaukeln, was sich speziell beim VCF (Voltage-Controlled Filter) auswirkt. Genau dafür gibt es den blauen Trimmer-Poti, der sich über einen passenden Schraubenzieher justieren lässt. Die Details der VCF-Kalibrierung würden diesen Beitrag sprengen. Deshalb sei an dieser Stelle auf die Anleitung hingewiesen.

Die Firmware des ZeKit liegt auf einem Git-Repository als Open Source bereit, lässt sich also nach eigenem Gusto erweitern oder ändern. Weitere Resourcen, Informationen und Sounddemos finden sich auf der ZeKit-Webseite.

Signalfluß und Workflow

Arbeiten mit Synthesizern - Software- und Hardware-Konfiguration

Bisher war häufig von Standalone-Synthesizern die Rede. Wie aber sieht eine typische Arbeitsumgebung für die Kreaierung neuer Soundlandschaften und Musikstücke mit Hilfe von Synthesizern aus?

Zunächst ist es wichtig zu verstehen, dass viele Musikinstrumente wie zum Beispiel Synthesizer oder viele Tasteninstrumente über den Jahrzehnte alten und bewährten Standard MIDI (Music Instrument Digital Interface) miteinander reden können. In Midi sind dazu Befehle wie ”aktiviere eine Note <x> mit folgenden Eigenschaften über Midi-Kanal y“ definiert. MIDI-In-Ports dienen dem Entgegennehmen von Befehlen, MIDI-Out-Ports der Ausgabe von MIDI-Befehlen, MIDI-through-Ports dem Durchlassen von MIDI-Befehlen an andere Geräte. Neben speziellen MIDI-Anschlüssen lassen sich dafür auch USB-Kabel oder Kabel mit Klinkenstecker verwenden. Beim Kauf eines MIDI-Kabels ist darauf zu achten, dass es sich tatsächlich um ein MIDI-Kabel handelt. Es gibt zum Beispiel auch reine Phono-Kabel, die die gleichen Stecker wie MIDI-Kabel nutzen, aber bezüglich der Signalübertragung nicht kompatibel sind. Einige Synthesizer unterstützen heute noch den betagteren Vorgänger von MIDI, der CV- und Gate-Anschlüsse benötigt.

Für eine Arbeitskonfiguration braucht es zunächst einen Sequencer, der andere Synthesizer wie Drumcomputer, Vocoder, … über Midi-Sequenzen ansteuert. Unterstützt der Sequencer n Tracks, lassen sich dementsprechend n Synthesizer kontrollieren. Da Sequencer meist nur einen oder wenige Midi-Ausgänge besitzen, existieren Midi-Splitter, die einen eingehenden Midi-Strom abhängig vom gewählten Midikanal an einen dafür konfigurierten Midi-Ausgang senden. Typische Splitter haben einen Midi-Eingang und mehrere Midi-Ausgänge.

Meistens enthalten Sampler, Midi-Keyboards oder leistungsfähige Synthesizer selbst Sequencer, sodass ein reiner Hardwaresequencer nicht vorhanden sein muss. An den Ausgängen von Synthesizern können Musiker Effektgeräte anschließen, die zum Beispiel dem jeweiligen Synthesizer einen Compressor-, Chorus- oder Delay-Effekt hinzufügen, sofern nicht ohnehin schon auf dem Synthesizer vorhanden.

All diese Tonquellen sind normalerweise an ein Mischgerät angeschlossen, das alle eingehenden Audiosignale zu einem Gesamt-Audiosignal verarbeitet. Neben diesen Tonquellen können weitere Audiogeräte an dem Mischpult angeschlossen sein wie etwa ein Abspielgerät für vorhandene MP3-Dateien. An dem Mixer ist in der Regel ein Monitor vorhanden, sodass Musiker das Audiosignal laufend per Kopfhörer überprüfen können. Das Endergebnis lässt sich über einen an dem Mischpult angeschlossenen Audiorecorder aufnehmen oder für Live-Gigs über Verstärker an Lautsprecher senden.

All das kann der Musikenthusiast ebenfalls über eine DAW-Software bewerkstelligen, die z.B. als Sequencer, Soundquelle und Aufnahmeeinheit fungiert. Über den Computer oder das Tablet, auf dem die DAW läuft, sind Midi-Geräte und Mischpulte anschließbar, ebenso wie sich zusätzlich Softwaresynthesizer integrieren lassen. Ein USB-Audiointerface sorgt für die Integration der externen Hardware. Im Extremfall besteht die gesamte Konfiguration aus reinen Softwarekomponenten. Somit steht heute selbst Hobbyisten ein umfangreiches Arsenal an Möglichkeiten zur Verfügung.

Natürlich sind hier nicht alle möglichen Konfigurationen abgedeckt, aber die meisten.

Musik kreieren auf dem ZeKit können Nutzer zum Beispiel über den Anschluss an eine DAW wie Ableton Live. Zum Experimentieren empfiehlt sich aber auch ein externes Midi-Keyboard (zum Beispiel Arturia KeyStep).

Das Sounddesign mit dem ZeKit beginnt mit der Auswahl der gewünschten Wellenformen. Insgesamt stehen je acht monophone und paraphone Wellenformen zur Verfügung.

Dem schließt sich ein analoger Filter an, der die Wahl zwischen einem Lowpass-Filter und einem Bandpass-Filter lässt und eine Flankensteilheit von 12db besitzt. Die Frequenz, ab der ein Abschneiden des Signals erfolgen soll, ist mit dem CUTOFF-Regler einstellbar.

Mittels eines Kippschalters kann der Sounddesigner bezüglich der Resonanz zwischen Chill und Acid wählen. Während Chill eher für sanfte Gemüter gedacht ist, wirkt Acid etwas harscher.

Danach folgt im Signalpfad ein spannungsgesteuerter analoger Verstärker (VCA).

Um den Filter zu modulieren, existiert eine einstellbare Attack-Delay-Hüllkurve. Zur Regelung des Verstärkers dient eine Release-Hüllkurve. Der Hüllkurvengenerator ist loopfähig (siehe Alternativfunktion der REC-Taste), wodurch sich eine weitere niederfrequente Modulationsquelle ergibt, wenn der Musiker ATTACK, RELEASE, ACCENT auf kleine Werte setzt.

Ein spezieller Kippschalter bietet eine Umschaltmöglichkeit zwischen VCF und Mix, dessen Einstellung bestimmt, ob das ZeKit ein extern anliegendes Audiosignal zum Mixer oder zum Filter des ZeKit umleiten soll.

Zum Aufmotzen des Sounds eines ZeKits kann das erzeugte Audiosignal zum Beispiel zu einem Effektmodul geleitet werden, das den Klang um Effekte wie Reverb ergänzt, zumal ZeKit stubenrein ist und keine eigenen Effekte anbietet.

Insofern schreit das ZeKit geradezu danach, eine Liaison mit anderen Geräten einzugehen.

Wer übrigens nach dem Lautstärkeregler sucht: Mittels des LEVEL-Potis ist die Masterlautstärke des ZeKit regulierbar.

Es gibt noch viele weitere wichtige Funktionen. Hier ein Ausschnitt.

• Mittels WAVE wählen Musiker die gewünschte Wellenform aus.
• Eigene Motive lassen sich mit RECORD einspielen, im Synthesizer speichern oder mit PLAY wiedergeben. Das Tempo ist über TAP einstellbar. Durch Betätigen der MOTIFS-Taste sind gespeicherte Musiksequenzen wählbar.
• Zudem haben die Tasten eine weitere alternative Funktion, die sich nach Drücken der Taste OPTIONS einstellt: Bei PLAY/GLIDE feuert der VCF bei jeder Note. Mit REC/LOOP lässt sich der VCF Attack/Release-Hüllengenerator loopen. TAP/TRACK ermöglicht das Key-Tracking der Cutoff-Frequenz. SAVE/RETRIG glättet das Gleiten und die Tonhöhe.
• Betätigt man WAVE und MOTIFS gleichzeitig, lässt sich für eingehende MIDI-Ereignisse der dafür vorgesehene Kanal einstellen oder das Finetuning des Geräts bestimmen. Im “WAVE+MOTIFS-Modus” synchronisiert sich das ZeKit mit MIDI (PLAY-Taste) oder einem externen Taktgeber (REC). Gleichzeitiger Tastendruck von TAP+SAVE definiert die Zeiteinteilung auf einen Wert von 1-4.
• Zahlen werden in den entsprechenden Modi immer binär über die Taster 8, 4, 2, 1 eingegeben. Leuchtet die LED eines Tasters, ist an diesem Taster 1 ausgewählt, ansonsten 0. Um 12 zu wählen müssen also die LEDs von Taster 8 und Taster 4 leuchten, die beiden anderen nicht.

Fazit

ZeKit ist in gewisser Weise ein Überraschungsei für Maker und Musiker mit Elektronikaffinität. Sowohl der Zusammenbau als auch das Spielen des Synthesizers machen Spaß. Zusätzlich erhalten Maker einen Einblick in die Funktionsweise von Synthesizern. Das gilt umso mehr für diejenigen, die einen genaueren Blick auf Firmware und Hardware wagen. Im Anhang des Montagemanuals hat Fred die genauen Schaltpläne des ZeKit mit Erläuterungen dokumentiert. Ebenso befindet sich dort eine detaillierte Stückliste. Gerade Maker, die schon immer einen Synthesizer kreieren wollten, erhalten beim ZeKit wichtige Anregungen für ihre eigenen Projekte.

Nach dem Zusammenbau kann man das ZeKit so nutzen, wie es ist, oder eigene Mods vornehmen, etwa einen einfacheren Hardware-Mod für zusätzlichen Batteriebetrieb oder einen aufwendigen Hardware+Software-Mod, um ein kleines Display für die Visualisierung hinzuzufügen. Es gibt folglich viele Möglichkeiten, dem ZeKit eine persönliche Note zu verleihen. Der zu anderen Selbstbaukits relativ günstige Preis verursacht kein tiefes Loch im Geldbeutel und offeriert ein exzellentes Preis-Leistungs-Verhältnis.

Vorschau

Noch ist die Miniserie über Selbstbausynthesizer nicht abgeschlossen. In der nächsten Folge soll es um Moog’s jüngsten semimodularen Synthesizer Mavis gehen. ()