Fred’s Lab ZeKit - Synthesizer mit DiY-Feeling

Inhaltsverzeichnis

Die Kreationen von Fred’s Lab zeichnen sich durch kreative Namen aus, etwa Töörö, Buzzy! oder eben ZeKit. Die Hardware kommt nicht im sonst typischen Schwarz- oder Weiss-Gewand zu den Nutzern, sondern im erfrischenden Bunt. Dadurch hebt sich Fred’s Lab angenehm hervor, ohne dass die Produkte verspielt wirken. Hinter dem ungewöhnlichen Firmennamen verbirgt sich übrigens Frédéric Meslin, ein Zeitgenosse aus französischer Produktion, der in Deutschland lebt und seit 2016 kleine innovative Synthesizer erfindet und vertreibt. Fred war bis Firmengründung bei bekannten Unternehmen wie Arturia (MiniBrute-Synthesizer) und Waldorf (NW1-Synthesizer) in der Hardware-/ Softwarentwicklung beschäftigt. Diese Erfahrung macht sich bei seinen Geräten bezahlt.

Der Pragmatische Architekt – Michael Stal

Prof. Dr. Michael Stal arbeitet seit 1991 bei Siemens Technology. Seine Forschungsschwerpunkte umfassen Softwarearchitekturen für große komplexe Systeme (Verteilte Systeme, Cloud Computing, IIoT), Eingebettte Systeme, und Künstliche Intelligenz. Er berät Geschäftsbereiche in Softwarearchitekturfragen und ist für die Architekturausbildung der Senior-Software-Architekten bei Siemens verantwortlich.

Philosophie von Freds Unternehmens ist die Bereitstellung portabler Synthesizer, die ihre Besitzer beispielsweise über eine DAW (Digital Audio Workstation) á la Logix Pro X , Cubase, Ableton Live und Bitwig ansteuern. Alternativ können Musiker dafür auch jedes Midi-Gerät, egal ob Hardwaresequenzer, Midi-Keyboard oder Hardware-DAW nutzen.

Interessant ist für den vorliegenden Blog insbesondere der Bausatz ZeKit, da Fred sowohl dessen Software als auch dessen Hardware über eine Open-Source-Lizenz zur Verfügung stellt. Maker können dementsprechend die Firmware anpassen beziehungsweise erweitern, und natürlich ebenso die Hardware nach ihren Vorstellungen modifizieren. Grund genug also, das ZeKit hier zu adressieren.

Unter der Motorhaube des ZeKit

Arten von Synthesizern - ein kleiner Ausflug in die Welt der Klangsynthese

Die Artikel zum Korg NTS-1 oder Moog Werkstatt-01 sind nicht darauf eingegangen, dass es bei Synthesizern mehr als die subtraktive Synthese im East-Coast-Stil gibt. Stattdessen existieren verschiedene Arten, mit denen Synthesizer neue Klänge kreieren können. Viele Synthesizer implementieren eine Untermenge dieser Varianten. Hier ein Ausschnitt der wichtigsten. Ein gut erklärendes Video zu den genannten Synthese-Arten findet sich auf YouTube.

Subtraktive Synthese

- teilweise auch East Cost Synthese genannt, weil sie Robert Moog an der US-amerikanischen Ostküste entwickelt hat: Das ist die wohl populärste und ursprünglichste Form der Klangerzeugung wie sie auch schon vor Moog z.B. für Orgeln und elektrische Pianos existiert hat. Ausgehend von einer Wellenform wie zum Beispiel einer Rechtsecks- oder Sägezahn-Form, die der Synthesizer über einen Oszillator (VCO = Voltage-Controlled-Oszillator oder DCO = Digitally-Controlled Oszillator) erzeugt, lassen sich über einen (Cutoff-)Filter Frequenzen herausschneiden. Als nächste Komponente kommt ein Verstärker ins Spiel. Dieser Verstärker ist über einen niederfrequenten LFO (Low Frequence Oszillator) modulierbar, woduch interessante Soundeffekte zustandekommen.

Ein Envelope-Generator sorgt für weitere Parameter des erzeugten Klangs wie Attack, Decay, Sustain, Release, die sich z.B. beim Drücken einer Taste auswirken:

1. Attack: Wie lange braucht der Klang, um auf den höchsten Pegel anzusteigen?
2. Decay: Wie lange dauert es bis der Ton auf einen kleineren Pegel fällt?
3. Sustain: Wie hoch ist dieser kleinere Pegel?
4. Release: Wie lange dauert es bis der Ton wieder auf einen 0-Pegel fällt?

Übrigens muss sich der Envelope-Generator nicht zwangsweise auf die Lautstärke beziehen, sondern kann auch andere Parameter beeinflussen. Bei (semi-)modularen Synthesizern ist es möglich, den LFO über Patchkabel oder eine Modulationsmatrix mit einem beliebigen Parameter zu verbinden. Das öffnet dem Experimentieren Tür und Tor.

FM (Frequency Modulation)

Hier erzeugen DCOs (= Digitally Controlled Oscillators) Wellenformen, die in Carriers und Modulators eingeteilt sind. Algorithmen kombinieren Carrier und Modulator zu einer neuen Wellenform. Im einfachsten Fall existieren zwei Oszillatoren (=Operatoren), von denen einer den anderen moduliert. Im komplexen Fall modulieren mehrere Modulatoren einen Carrier. Frühere FM-Synthesizer waren sehr komplex zu programmieren, weshalb ihre Nutzer oft vorgegebene Presets bevorzugten. Modernere FM-Synthesizer haben die Bedienung durch Hinzufügen weiterer Bedienelemente stark vereinfacht.

Sample-basierte Synthesizer (Sampler)

arbeiten mit vorgegebenen Audioaufnahmen, die sich digital bearbeiten lassen, etwa durch Verschiebung von Tonhöhen, Herausfiltern bestimmter Anteile oder “Loopen” der Soundfragmente.

Wavetable-Synthese

Bei der einfachsten Form der Wavetable-Synthese kann der Benutzer einfach die gewünschte Wellenform aus einer sogenannten Wavetable selektieren. Beim Wavemorphing hingegen gibt der Benutzer eine Wavetable bzw. Wellenformen vor. Der Synthesizer interpoliert dann schrittweise den Übergang von einer Waveform zur nächsten, was interessante dynamische Klangstrukturen ermöglicht. Die vordefinierten Wellenform-Tabellen (Wavetables) lassen sich üblicherweise vom Musiker um eigene Tabellen ergänzen. Zu diesem Zweck existieren entsprechende Editoren bzw. Wavetable-Editors. Dadurch bleibt der Musiker Herr über die Klangvielfalt seines Synthesizers.

Vektor-Synthesizer

erlauben die Vorgabe von (meistens vier) unterschiedlichen Wellenformen. Mittels eines Bedienelements wie zum Beispiel einem Joystick können Musiker beliebig zwischen diesen Wellenformen wechseln. Die Wechsel erfolgen dabei abrupt und nicht interpoliert.

Additive Synthese

Als Basis fungiert hier ein Grundton, auf dem weitere harmonische Elemente (Wellenformen) aufgesetzt werden. Der Anwender kann einstellen, welche Anteile mehr oder weniger Aufmerksamkeit bekommen sollen. Diese Art von Synthese erleichtert das inkrementelle Kreieren bestimmte Klänge.

Spektral-Synthese

Bei der spektralen Synthese wird ein eintreffender Klang in Spektralbänder zerlegt. Durch mehr oder weniger Betonung der einzelnen Spektralbänder können Musiker additiv oder subtraktiv den gewünschten Klang formen.

Physical Modelling

beinhaltet das Simulieren gewünschter Klänge, etwa das Generieren der Klänge von Streichinstrumenten, Gitarren, Orgeln, … Als Fundament für die Kreation bestimmter Klänge fungieren DSPs (Digital Sound Processors). Getrennt wird dabei in Exciter (zum Beispiel eine Klaviertaste), Resonance Body (zum Beispiel der Korpus des Klaviers) und in die Position und Art wie der Exciter den Resonance Body anregt (zum Beispiel welche Taste wie gedrückt wurde).

Granular-Synthese

Der Synthesizer zerlegt einen vorgebenen Klang in seine kleinsten mikroskopischen Bestandteile, die sogenannten Grants. Diese Grants lassen sich verändern, loopen oder umpositionieren. Dadurch ist es möglich, komplett neue Klangwelten zu erschaffen.

West-Coast-Synthese

verfolgt einen mehr additiven Ansatz. Über einen Oszillator wird ein Grundklang erzeugt. Ein Waveshaper (bzw. Wavefolder) wendet eine mathematische Funktion an und erzeugt eine neue Wellenfunktion. Die so erzeugten Wellenformen und Klangfarben lassen sich durch Low-Pass-Gates filtern, die eine Mischung aus einem Filter und einen Verstärker darstellen. Sogenannte Functions bilden das Pendant zu einem ADSR-Envelope-Generator, sind aber weitaus flexibler. Wer preisgünstig in die West-Coast-Synthese einsteigen will, kann dies mit dem semimodularen Synthesizer KORG volca modular tun, dessen Straßenpreis etwa 160 Euro beträgt. Die genaueren Unterschiede zwischen East-Coast- und West-Coast-Synthese sowie deren Eigenschaften lassen sich zum Beispiel hier nachlesen.

Wenn die Benutzerin alle Einstellungen für einen bestimmten Sound jedesmal erneut vorzunehmen hätte, müsste sie sich diese Einstellungen (= Presets) aufwändig auf Notizzetteln merken. Daher besitzen Synthesizer Speicherbänke, um vordefinierte und benutzerdefinierte Presets abzuspeichern. Diese Presets sind über die Bedienoberfläche abrufbar, was die Arbeit signifikant erleichtert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich mittlerweile ein Markt für Preset-Sammlungen für diverse Synthesizer etabliert hat. Auf (semi)-modularen Synthesizern kann der Musiker über Patchkabel oder Modulationsmatrizen den Signalpfad nach eigenen Vorstellungen konfigurieren. Erstere Patches müssen natürlich manuell erfolgen, während letztere Teil des abspeicherbaren Presets sind.

Da es unerschwinglich wäre, wollte ein Hobbyist alle obigen Synthesevarianten mit Hardware abdecken, bietet es sich an, mit virtuellen Instrumenten zu arbeiten. Softwaresynthesizer gibt es für alle Preissegmente von kostenlos bis extrem teuer, und für alle Geräteklassen von Desktop bis Smartphone. Auch stehen entsprechende Plugins (VST, AU, AAX) für die Integration in kommerzielle DAWs und auch in kostenlose DAWs wie Garageband (Mac, iOS, iPadOS), Ardour (Linux) oder Cakewalk (Windows) zur Verfügung. Nicht nur für die ersten Explorationen genügen freie Produkte allemal, zumal sie zum Teil erstaunliche Leistungen und Funktionen bieten.

Auch wenn das ZeKit bei einigen Musikshops wegen der verwendeten digitalen Wellenerzeugung als digitaler Synthesizer firmiert, ist es genau genommen ein Hybrid, da andere Teile wie die Envelop-Generatoren, der Verstärker VCA (Voltage-Controlled Amplifier), oder der Filter VCF (= Voltage-Controlled Filter) analog vorliegen.

Der Synthesizer ist im Prinzip polyphon, das heißt bis zu vier Stimmen können gleichzeitig erklingen. Da sich aber alle Stimmen Komponenten wie den VCF und die Hüllkurvengenerator teilen, gilt ZeKit als paraphoner Synthesizer. Die Synthese der digital erzeugten Wellenformen erfolgt als Kombination von Sägezahnkurven. Generieren lassen sich in diesem Zusammenhang je 8 einstellbare monophone & paraphone Wellenformen. ZeKit integriert einen Sequenzer mit 96 Steps und 4 Noten per Step. Benutzer können zudem bis zu 16 Patterns definieren.

Wer einen Vorgeschmack auf die Möglichkeiten des ZeKit bekommen will, besucht am besten die Produktseite, auf der sich einige Klangbeispiele finden.

Als Schnittstellen offeriert ZeKit einen Midi-Eingang, der beispielsweise den Anschluss eines Midi-Keyboards oder eines Sequenzers erlaubt. Andere Tonquellen sind über einen Audioeingang anschließbar. An einen Audioausgang können Anwender Kopfhörer, Lautsprecher oder weiteres Equipment verbinden, um das vom ZeKit generierte Audiosignal zu verarbeiten. Ein Clock-Eingang erlaubt die Synchronisation des ZeKit mit anderen Geräten.

Herz des ZeKit ist ein 16-bit-Prozessor der Microchip-Produktfamilie PIC24F. Der Mikrocontroller läuft mit 16 MHz. Die PIC24F-Produktfamilie implementiert diverse Anschlussmöglichkeiten wie USB, SPI, UART, I2C, PWMs (Pulse-Width Modulators) und Timer, zudem ADCs (Analog-Digital Converter) und DACs (Digital-Analog Converter). Über I2S lassen sich zwischen dem Mikrocontroller und anderen Komponenten Audiodaten übertragen. Das F in PIC24F steht dafür, dass die Mikrocontroller dieser Familie Flashspeicher integrieren. Programmierbar sind die PIC-Mikrocontroller entweder mit C oder Basic. Microchip stellt für die Programmierung eine integrierte Umgebung namens MPLAB X für Windows, macOS und Linux bereit, die auf einer Java-Runtime beruht.

Montage

Interessierte können den ZeKit-Synthesizer zwar auch fertig montiert für 189 Euro erwerben, aber mehr Spaß und Einblicke in das Innenleben eines Synthesizers bietet das Selbstbaukit für preisgünstige 139 Euro. Letzteres lag mir – Fred sei dank – zum Test vor. Zur Stromversorgung benötigt der ZeKit-Anwender noch ein Netzteil, das 5 bis 9 Volt Versorgungsspannung liefert.

Zwar ist die Montage des ZeKit mit moderater Lötarbeit verbunden, aber das ist selbst für Maker machbar, die keine Lötvirtuosen sind, da sich alle SMD-Komponenten bereits vormontiert auf der Platine des Synthesizers befinden. Zu verlöten sind lediglich passive Teile mit Through-Hole-Bauform wie Kondensatoren, Potentiometer, IC-Sockel, oder LEDs, was aber in dem beiliegenden Handbuch gut beschrieben ist. Insbesondere bei den wenigen Bauteilen, bei denen es auf die richtige Polarität ankommt – beim ZeKit sind das LEDs und Schalter mit LEDs – sollten Maker etwas mehr Sorgfalt walten lassen. Der Rest ist fast ein Kinderspiel. Im Handbuch gibt es sogar Passagen für weniger elektronikaffine Zeitgenossen, um das richtige Löten zu illustrieren. Unerfahrene sollten rund 1,5 bis 2,5 Stunden Zeitaufwand einkalkulieren, Erfahrene etwa eine Stunde.

Nun ist es an der Zeit, die Lötstation anzufeuern.

Schritt für Schritt

Gehen wir die einzelnen Schritte des Zusammenbaus durch, um aus den Bauteilen einen betriebsbereiten Synthesizer zu schaffen.

Zuvor aber ein paar Hinweise:

Hinweis 1: Klebeband ist hilfreich, um Teile auf dem Board in Position zu halten, während wir deren Beinchen auf die Platine löten.

Hinweis 2: Nach dem Löten sollten Maker die überstehenden Beinchen der Komponenten mit einem kleinen Seiten- oder besser mit einem Mittenschneider entfernen.

Hinweis 3: Wie immer empfiehlt sich das Anbringen eines antielektrostatischen Bandes ans Handgelenk. Sicher ist sicher.

Teil I der Montage: Verlöten aller Bauteile auf der Vorderseite des Boards.

Im ersten Schritt bringen wir die Sockel für die ICs auf die Hauptplatine. Das Board symbolisiert den Platz für IC-Sockel mit einer an der Spitze halbkreisförmigen Aussparung. Da die IC-Sockel und die ICs ebenfalls eine solche Aussparung besitzen, kann es nur bei grober Unachtsamkeit zu Fehlern kommen.

Schritt 2 besteht darin, die blauen Filmkondensatoren (C15, C19, C21) auf das Board zu löten. Dieser Typ von Kondensator ist nicht polarisiert und kann daher in jeder Orientierung eingebaut werden. Allerdings sind die Bauelemente hitzeempfindlich. Wir sollten die Bausteine deshalb nicht länger als 5 Sekunden der Hitze des Lötkolbens aussetzen.

Schritt 3 beinhaltet das Löten der Schalter mit roter LED (SW5, SW6, SW7, SW8, SW2, SW3, SW4). Diese Schalter arbeiten in ihrer Funktion als Schalter natürlich in jeder Orientierung. Allerdings gilt das nicht für die eingebaute rote LED. Zum Glück ist auf dem Board ein Loch mit der Markierung “R” angebracht, ebenso wie eines der sechs Schalterbeinchen eine rote Markierung besitzt. Aus diesen Markierungen geht die Positionierung der Schalter eindeutig hervor.

Schritt 4: Die Kippschalter, die zwei stabile Einrastpositionen besitzen, lassen sich nun in beliebiger Orientierung einbauen.

Im Schritt 5 erfolgt das Löten der beiden Arten bereitgestellter Potentiometer. Die einen besitzen auf der Unterseite die Kennung “b103”, die anderen “b104”. Diese Zahlen definieren den Widerstandswert. Zum Beispiel bedeutet die Zahl 104 einen Widerstand von 10 * 10^4 KOhm = 100 KOhm, während 103 für 10 * 10^3 KOhm = 10 KOhm steht. Die Positionen dieser Widerstände sind eindeutig auf dem Board markiert.

Schlussendlich löten wir im Schritt 6 die rote LED (fungiert als Power-Anzeige) ein. Das längere Beinchen ist der Pluspol, das kürzere der Erdungspol. Das längere Beinchen muss näher am Berührungsschalter SW2 positioniert sein als das kürzere.

Teil II der Montage: Verlöten aller Bauteile auf der Rückseite des Boards.

Im achten Schritt löten wir alle verbleibenden Bauteile auf der Boardrückseite ein, also den blauen Trimmer, die Verbindungsstecker für Audio-In, Audio-Out, Netzteil, fünfpoligen Midi-Eingang sowie die schwarze Ein-/Austaste.

Im neunten Schritt stecken wir die ICs vorsichtig in die vorgesehenen Sockel. Auch hier gilt: Zur richtigen IC-Orientierung halbkreisförmige Aussparung am IC und Sockel beachten.

Teil III der Montage: Endfertigung

Im zehnten Schritt falten wir die beiliegenden Gehäuseteile zu einem Quader und montieren das Board mit vier Abstandhaltern ins Gehäuse, was nach kurzer Zeit erledigt ist. Das gilt auch für das Aufsetzen der Drehknöpfe auf die Potentiometer. Das Alublech lässt sich mit den Händen falten oder mit einer Zange und einem kleinen Schutztuch, um Kratzer zu vermeiden.

Schritt 11 inkludiert jetzt nur noch das Anbringen der klebbaren Kunststofffüßchen auf der Geräteunterseite. Damit ist der Zusammenbau beendet.

Die Spannung wächst – Inbetriebnahme des ZeKit

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. ()