Raspberry Piでアコギエフェクターを作ってみた

Raspberry Pi(B+)でアコギ用のエフェクターを作ってみました。

いずれ、SileShareできちんとスライドを作ります。とりあえず、メモ書きですみませんが…

機能としては下記の機能を備えています。

• エフェクター
  • 5Bandパライコ
  • コーラス
  • リバーブ
• AD/DA変換
  • 32bit/48KHz
  • 内部32bit浮動小数点(float型)
  • Cirrus Logic WM5102(Raspberry Pi用 Cirrus Logic オーディオカード)
• エフェクトコントロール
  • TouchOSC(Open Sound Controlプロトコル)使用
    参考:h e x l e r . n e t
  • Android(Nexus13)/iOS(iPod)で動作確認

目的

もともと、デジタルエフェクターには興味はありました。「Raspberry Pi」で作ることにした経緯は以下の通りです。

• Linuxが載っているボードで電子工作の実績が多いことである
• エフェクトコントロールは物理的ノブでは無く、スマホ等の操作にしたかった
  （自分のエフェクターの使い方は、家で細かく音を作り外では絶対に触らない。 物理ノブがあると、移動時にノブが回ってしまい、いちいちセッティングし直すのもいやだった）
• 持ち歩くことを考え、消費電力の観点からPi2,Pi3ではなくB+を選択
  メモリ使用量を見てA+の選択も視野に入れる予定
• Raspberry Pi Zeroがリソース的や取り回ししやすさから一番であるが、入手面を考えて今回は対象から外した

ソフトウェア構成

この投稿か別投稿で図示はするつもりですが、とりあえず箇条書きで。

• ディストリビューション
  Raspberian(JESSIE)を使用。NOOBSではなくdebootstrapでイメージを作成
  参考:Raspbianをdebootstrapから作る
• カーネル
  kernekl 4.4.28(PREEMPT_RTパッチは未使用。CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARYでconfig作成)
• サウンドサーバ
  JACK Audio Connection Kit
  ALSAドライバ使用
• エフェクトプラグイン
  LV2インターフェースでC++で作成
• OSCプロトコル制御、LV2プラグイン管理、Jackクライアント機能はC++で作成
• Jack、プロトコル制御、プラグインは"-march=armv6 -mfloat-abi=hard -mfpu=vfp"オプションでコンパイル

PureDataでの事例はありましたが、

• GUIレスで設定を含めて実現した
• PureDataでOSCプロトコルでエフェクトコントロールができるか疑問だった

要は、新しくPureDataを覚えたくなかったため、全てC++で作成しました。

性能

• JackはFrame/Period=256,Periods/Buffer=3,リアルタイムモードで実行
• レイテンシーは5ms位で演奏での遅延は感じられない
• 使用メモリは160～180MB位でA+でも行けそうな感じ
• CPU利用率は70%弱。98KHzにはしたかったが、難しそう。もう一つくらいエフェクトは乗せられるか？

これから着手する機能

• 電源断耐性向上
  /var以下をOverlayFSに持っていく予定
• WIFI
  手持ちのWIFIトングルが標準でドライバがないため、標準でドライバがあるWIFIトングル入手中
• 設定バックアップ
  バックアップが必要なファイルはbootパーティション(FAT)へ。ファイルコピーでバックアップできるようにする。
• ハウジング
• 使用方法を含めたドキュメンt（これが一番苦手…）