サウンドフォントを使用できるMIDI音源デバイスが欲しいと思い、Raspberry Piを使用して作ってみました。
PCからはUSB-MIDIデバイスとして認識されます。
今回はRaspberry Pi Zero 2Wを使用しましたが、他の機種でも同じ方法でできると思います。
DAC
音声はI2S,I2C接続のDACから出力するようにしました。
今回使用したのは、Waveshare PCM5122-Audio-Board-Aです。
I2S,I2C接続のDACであれば同様の方法で使用できると思います。
OS
OSはTrixieやBookwormは動作が重く、もうすぐサポートが切れてしまいますが、bullseyeのLiteを使用しました。
downloads.raspberrypi.org
手順
I2C有効化
raspi-configでInterface OptionsよりI2Cを有効化してください。
sudo raspi-config
設定後、再起動します。
sudo reboot
パッケージ更新
とりあえず、最新化します。
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
I2Cツールのインストール
sudo apt install -y i2c-tools
Waveshare PCM5122-Audio-Board-Aのセットアップ
PCM5122が検出されることを確認（通常は0x4C, 0x4D, 0x4E, 0x4F のいずれか）
sudo i2cdetect -y 1
PCM5122デバイスが card 1 として「IQaudIODAC」で表示されることを確認：
card 1: IQaudIODAC [IQaudIODAC], device 0: IQaudIO DAC HiFi pcm512x-hifi-0
ALSA 設定
/etc/asound.conf を編集して以下を記述してください。(管理者権限 sudo でエディタ実行)
pcm.!default {
type hw
card 1
}
ctl.!default {
type hw
card 1
}
FluidSynth インストールと設定
インストール
sudo apt install -y fluidsynth fluid-soundfont-gm alsa-utils
FluidSynth スクリプト作成
mkdir -p ~/midi-synthesizer
~/midi-synthesizer/midi_synth.sh を編集(新規作成)して以下を記述してください。
#!/bin/bash exec /usr/bin/fluidsynth -s -a alsa -m alsa_seq \ -o audio.alsa.device=hw:1,0 \ -o synth.polyphony=128 \ -o synth.gain=0.8 \ /usr/share/sounds/sf2/FluidR3_GM.sf2
スクリプトを実行可能にする
chmod +x ~/midi-synthesizer/midi_synth.sh
テスト実行
~/midi-synthesizer/midi_synth.sh
プロンプト > が表示されたら成功（Ctrl+C で終了）
USB-MIDI設定
/boot/config.txt を編集して以下を記述してください。(管理者権限 sudo でエディタ実行)
末尾に追加
# USB OTG for MIDI dtoverlay=dwc2
/boot/cmdline.txt を編集して以下を記述してください。(管理者権限 sudo でエディタ実行)
rootwait の後に追加
modules-load=dwc2,g_midi
編集する行の全文です。
編集前：
console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=xxx rootfstype=ext4 fsck.repair=yes rootwait
編集後：
console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=xxx rootfstype=ext4 fsck.repair=yes rootwait modules-load=dwc2,g_midi
再起動
sudo reboot
USB-MIDIデバイス確認
sleep 5 && aconnect -l
出力例：
client 24: 'f_midi' [type=kernel,card=2]
0 'f_midi 'f_midi が表示されたら成功です
FluidSynth起動
~/midi-synthesizer/midi_synth.sh
別のターミナルで MIDI ポートを接続
aconnect 24 128
確認：
aconnect -l
出力例：
client 24: 'f_midi' [type=kernel,card=2]
0 'f_midi '
Connecting To: 128:0
client 128: 'FLUID Synth (736)' [type=user,pid=736]
0 'Synth input port (736:0)'
Connected From: 24:0上手く接続できない場合は、aconnect -lでクライアント番号を確認して、aconnect [f_midiのクライアント番号] [FLUID Synthクライアント番号]を実行してください。
PC側で USB-MIDI デバイスが認識されることを確認
Windowsの場合、デバイスマネージャーを起動し、「サウンド、ビデオ、およびゲームコントローラー」にMIDIデバイスが存在することを確認する。
デバイス名は環境によって違うようですが、手元のWindows11のPCでは「MIDI function」として認識されました。
自動起動 (サービス化)
自動起動サービス作成
/etc/systemd/system/midi-synth.service を編集(新規作成)して以下を記述してください。(管理者権限 sudo でエディタ実行)
以下を記述（実行ユーザ は自分のユーザー名に置き換え）：
[Unit] Description=Raspberry Pi MIDI Synthesizer After=network.target sound.target Wants=network-online.target [Service] Type=simple User=実行ユーザ ExecStart=/home/atsuhisa/midi-synthesizer/midi_synth.sh Restart=on-failure RestartSec=5s StandardOutput=journal StandardError=journal [Install] WantedBy=multi-user.target
自動接続スクリプト作成
~/midi-synthesizer/auto-connect.sh を編集(新規作成)して以下を記述してください。
#!/bin/bash sleep 6 aconnect 24 128 2>/dev/null
実行権限追加
chmod +x ~/midi-synthesizer/auto-connect.sh
自動接続サービス作成
/etc/systemd/system/midi-auto-connect.service を編集(新規作成)して以下を記述してください。(管理者権限 sudo でエディタ実行)
以下を記述（実行ユーザ は自分のユーザー名に置き換え）：
[Unit] Description=Auto-connect MIDI ports After=midi-synth.service Wants=midi-synth.service [Service] Type=oneshot User=実行ユーザ ExecStart=/bin/bash -c 'sleep 6 && /home/atsuhisa/midi-synthesizer/auto-connect.sh' RemainAfterExit=true [Install] WantedBy=multi-user.target
サービス有効化
sudo systemctl daemon-reload sudo systemctl enable midi-synth.service sudo systemctl enable midi-auto-connect.service sudo systemctl start midi-synth.service sudo systemctl start midi-auto-connect.service
確認
sleep 10 && aconnect -l
出力例：
client 24: 'f_midi'
Connecting To: 128:0
client 128: 'FLUID Synth (853)'
Connected From: 24:0f_midi が FLUID Synth に自動接続されていることを確認
再起動確認
sudo reboot
再起動後：
sleep 10 && aconnect -l
f_midi が自動接続されていることを確認
サウンドフォントファイルの変更
サウンドフォントファイルを変更したい場合は、~/midi-synthesizer/midi_synth.sh のsf2ファイルのパスを変更してください。
今回の設定例で/usr/share/sounds/sf2/FluidR3_GM.sf2の部分を変更してください。
#!/bin/bash exec /usr/bin/fluidsynth -s -a alsa -m alsa_seq \ -o audio.alsa.device=hw:1,0 \ -o synth.polyphony=128 \ -o synth.gain=0.8 \ /usr/share/sounds/sf2/FluidR3_GM.sf2
