群馬高専の実験で作成したシンセサイザです 3人で作成しました（自分はC#プログラム担当） C#プログラム : https://github.com/SKKbySSK/KSynthesizer

1. シンセサイザ

2. シンセサイザとは？
● 電子回路やデジタル処理を用いて、音を生成・合成する
● ADSRエンベロープを用いて、音の鳴り方を変化させる
● 周波数フィルタを用いて、音にエフェクトをかける

3. キーボード

4. 構成
キーボード
Arduino Raspberry Pi アンプ
スピーカー

5. 構成
MCP23017 Arduino
Raspberry Pi
I2C
シリアル通信
スイッチ

6. キー入力
● キーボードの入力が多い(今回は25個)
○ Arduino unoのGPIOピン数では入力が足りない
● IOエキスパンダ(MCP23017)を使用
○ Arduino側で必要なピンはI2C(SCL,SDA)+5V+GNDの4ピンのみ
○ I2C接続なので、さらに入力が必要になっても簡単に拡張できる

7. つまみ入力
● ASDR,Filterの周波数変更などはつまみで入力を受け付け
○ ロータリーエンコーダで正転・逆転を入力
■ デジタル入力なので誤差がない
■ シンセ本体との位置のずれを気にしなくて良い

8. アンプ ● D級アンプ

9. 回路仕様
● 最大30W
● 簡易的で安価
● ポータブルでコンパクト
D級アンプ

17. プログラム ● C#
● .Net Core 3.1

18. 基本構成
ライブラリ
● KSynthesizer
○ Core
■ 波形生成、ADSRエンベロープ、フィルタ、シンセサイザ、音出力の抽象化
○ Soundio
■ macOS, Linux, Windows用のオーディオ出力
○ MIDI
■ MIDIパーサー
アプリケーション
● KSynthesizer.Cli
● GSynthesizer.Windows

19. クロスプラットフォーム
プログラム構造
Core Soundio MIDI
Windows
GUI
CLI
WASAPI

20. 波形生成
ミキサー

21. ADSRエンベロープ
キーを押す時間の長さに応じて波形の音量を変化させるフィルタ
Attack・Decay・Sustain・Releaseの4つから構成される

22. メインプログラム
シリアル入力
パラメータ更新・キー入力
波形データを生成
オーディオバッファへ書き込み

23. MIDIプログラム
MIDIファイル キーイベント

24. Windows向けGUIプログラム
WPF
● GUIフレームワーク
WASAPI
● 音出力API

25. ご清聴ありがとうございました