Bachelor's Thesis

Experimental hardware electro-acoustic musical instrument in the form of a game controller

Final Thesis 2.84 MB Appendix 265.08 kB

Author of thesis: Štěpán Škrabánek

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. MgA. Mgr. Dan Dlouhý, Ph.D.

Reviewer: MgA. Michal Indrák, Ph.D.

Abstract:

The thesis is divided into three main segments: a theoretical introduction, the instrument design, and the realization of the device. The theoretical introduction describes the core elements of the instrument, such as audio effects and granular synthesis, within the context of digital audio processing, alongside a description of the necessary components, their parameters, and implementation possibilities. The design section focuses on the practical application of this theory, detailing the specific design of the instrument and its structural solutions. The final section, realization, covers the manufacturing of the instrument, software implementation, and an overall evaluation of the final prototype.

Keywords:

Sampler, Microcontroler, Gyroscope, Capacitive Senzors, Granular synthezis, Audio Effects

Date of defence

18.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Audio Engineering (BPC-AUD)

Specialization

Audio Production and Recording (AUDB-ZVUK)

Composition of Committee

prof. Ing. Kamil Říha, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. MgA. Mgr. Dan Dlouhý, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Pavel Hanák, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Švento (člen)
Ing. Patrik Nop (člen)

Cílem práce bylo vytvoření funkčního prototypu nástroje, navrženého v semestrální práci. Toto experimentální hardwarové zařízení v podobě quasi herní konzoly ovládá přehrávání zvuků, vzniklých na základě granulární syntézy, pomocí osmi tlačítek, propojených s platformou Teensy 4.1 a audio rozhraním. Ta registrují díky senzorům změnu kapacity při doteku a pohybu prstů; využit je i princip gyroskopu a akcelerometru. Vznikl tak funkční nástroj s velmi zajímavými experimentálními zvukovými výsledky, pečlivě v práci popsanými - zadání bylo tedy určitě splněno.
Teoretická část práce se týká všech podstatných tematických oblastí, po technické stránce je nadprůměrná (její součástí jsou schémata zapojení, tabulky apod.). V seznamu literatury lze nalézt drobné (byť minimální) nedostatky, jazyková úroveň je dostačující (velmi zřídka se vyskytne překlep nebo malá stylistická vada), rozsah textu výrazně přesahuje standardní požadavky. Student byl při přípravě práce aktivní. Points proposed by supervisor: 96

Grade proposed by supervisor: A

File inserted by supervisor Size
Posudek vedoucího práce [.pdf] 122,10 kB

Reviewer’s report
MgA. Michal Indrák, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací experimentálního elektroakustického
hudebního nástroje inspirovaného ergonomií herních konzolí. Cílem bylo vytvořit funkční hardwarový
prototyp využívající granulární syntézu, kapacitní senzory, gyroskopický modul a platformu Teensy 4.1.
Cíl práce byl splněn a výsledkem je funkční prototyp nástroje.
Práce je přehledně členěna do teoretické, návrhové a realizační části. Teoretický úvod poskytuje
dostatečný základ pro pochopení řešené problematiky a dokládá autorovu orientaci v oblasti
digitálního zpracování zvuku, mikrokontrolerových systémů a senzorických technologií.
Nejcennější část práce představuje vlastní návrh a realizace zařízení. Autor navrhl kompletní
hardwarovou architekturu, vytvořil plošné spoje, dotykovou klaviaturu, 3D tištěné šasi a software
umožňující řízení granulární syntézy pomocí kapacitních a pohybových senzorů. Z textu je patrné, že
se nejedná pouze o koncept, ale o funkční prototyp ověřený praktickým testováním. Rozsah
realizovaných činností přesahuje běžný standard bakalářských prací podobného zaměření.
Po formální stránce je práce zpracována na dobré úrovni. Obsahuje dostatek schémat, fotografické
dokumentace i technických ilustrací. Text je převážně srozumitelný, objevují se však drobné stylistické
nedostatky, méně obratné formulace a ojedinělé jazykové chyby. Tyto nedostatky však nemají zásadní
vliv na odbornou úroveň práce. Práce se opírá o odpovídající množství literatury a technických zdrojů,
citace jsou použity korektně.
Celkově hodnotím bakalářskou práci jako velmi zdařilou. Autor prokázal schopnost propojit znalosti z
oblasti audio techniky, programování, návrhu elektroniky i konstrukčního řešení do funkčního celku.
Zadání práce bylo splněno v plném rozsahu a výsledný nástroj představuje zajímavý příspěvek do
oblasti experimentálních Topics for thesis defence:
  1. Jaké byly hlavní limity platformy Teensy 4.1 při implementaci granulární syntézy v reálném čase a jakým způsobem byly řešeny?
  2. Které parametry granulární syntézy ovlivňované gyroskopem se při praktickém testování ukázaly jako hudebně nejzajímavější a proč?
  3. Jaké další funkce nebo rozšíření by autor implementoval v případné druhé generaci nástroje?
Points proposed by reviewer: 95

Grade proposed by reviewer: A

File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 62,33 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová