Mega Hardware-Controller für Yamaha FS1R

16. Januar 2021

Der wohl umfangreichste FM-Controller

Hardware-Controller für Yamaha FS1R

Hardware-Controller für Yamaha FS1R

Es ist einige Wochen her, da erhielt ich von Robert Skerjanc, seit Jahren unser Spezialist für FM-Klangsynthese, den ausführlichen Test zum neuen Korg opsix FM-Synthesizer. Bei der Nachbearbeitung des Artikels (Bilder, SEO etc.) stach mir im Hintergrund ein mir vollkommen unbekannter Synthesizer ins Auge. Wie sich auf meine Nachfrage bei Robert herausstellte, handelte es sich dabei aber nicht um einen Klangerzeuger, sondern um einen speziell angefertigten Controller für den Yamaha FS1R FM-Synthesizer. Meine Neugierde war geweckt und Robert stand mir sofort für Rede und Antwort parat.

Viel Spaß

Hardware-Controller für Yamaha FS1R

Peter:
Hallo Robert, im Test zum Korg opsix tauchte in einem deiner Bilder im Hintergrund ein interessanter Synthesizer auf, der mir aber vollkommen fremd ist. Worum handelt es sich dabei?

Robert:
Was da an einen großen EMU-Modularsynthesizer erinnert, ist tatsächlich ein MIDI-Controller für Yamahas FM-Synthesizer FS1R. Damit er erweiterbar bleibt und halbwegs sauber aussieht, wurden ein 196 HP Eurorack-Rahmen und Eurorack-Leerplatten verwendet.

Hardware-Controller für Yamaha FS1R

Der Yamaha FS1R FM-Synthesizer von 1998

Peter:
Ein Controller für den FS1R? Wow! Und wenn ich das richtig verstehe, hast du den selbst gebaut, korrekt?  Hat er auch einen Namen?

Robert:
Ja, Marke Eigenbau. Auf dem Panel heißt er schlichtweg FS1R Controller …

Peter:
Warum ausgerechnet für den FS1R?

Robert:
Zum FS1R verbindet mich schon lange Zeit eine gewisse Hassliebe. Ich hatte ihn vor 10 Jahren verkauft, weil ich meine freie Zeit nicht mit endlosen Parameter-Frickeleien verbringen wollte. Dann habe ich ihn mir vor 2 Jahren wieder geholt, er ist nun mal einfach faszinierend. Leider war der Gebrauchtmarktpreis dafür inzwischen deutlich gestiegen. Ich vermute, dass dieses Modell deshalb ein Flop für Yamaha war, weil die minimalistische Benutzerschnittstelle in keinem Verhältnis zur mächtigen Sound-Engine stand. Darum wird er bei den Benutzern meist nur als Preset-Abspieler verwendet.

Peter:
Es gibt viele User, die behaupten, der FS1R wäre der beste FM-Synthesizer, der je gebaut wurde. Wie siehst du das?

Robert:
Allein schon bei den sehr guten Preset-Sounds gibt es Klänge, die ich noch von keinem anderen Synthesizer gehört habe. Er hat ja nicht nur 8 FM-Operatoren, die gibt es auch in Yamahas HX-1 und Montage. Einzigartig ist neben den Schwingungsformen Sinus, Even, Odd usw. der Formant-Modus. Damit und mit der Filterbank der 8 Noise Operatoren befindet man sich plötzlich in einem ganz anderen Terrain, was mit FM weit hinausgeht, wie man es sonst kennt.

Hardware-Controller für Yamaha FS1R

Peter:
Magst du die Möglichkeiten des Controller mal kurz beschreiben?

Robert:
Nahezu jeder Parameter hat seinen eigenen Regler. Damit hat man die Zusammenhänge stets im Überblick und kann sofort hineingreifen, ohne im Menü suchen zu müssen. Ein Operator allein hat schon über 40 Regler und Schalter. Im Gegensatz zu den FM-Controllen der Firmen Jellinghaus oder Dtronics gibt es diese Operator-Reglergruppe nur einmal und ist auf die 8 bzw. 16 Operatoren umschaltbar. Damit bleibt der Controller übersichtlich und bezahlbar. Es gibt auch eine Gruppe von acht Drehreglern und LED-Displays, um einen bestimmten Parameter aller Operatoren nebeneinander zu verändern.

Daneben gibt es Gruppen zur Regelung der 2 LFOs, Filter, Pitch-EG, Scaling, Formant-Sequenz, Equalizer und Mixer für die Effekte. Da der Synthesizer 4-fach multitimbral ist, gibt es noch einen kleinen Part-Mixer. Für die  Darstellung der 88 Algorithmen gibt es noch ein Touch-Display, auf dem die Operatoren selektiert werden können.

Auch der direkte Zugriff auf die Part-Makros Tone, Formant, V/U Balance, Common Attack, Decay, Release ist möglich. Das ist eine wunderbare Möglichkeit, den Klang für alle acht Operatoren mit einem Regler zusammen zu ändern. In dem Zusammenhang hatte ich noch eigene Ideen verwirklicht, z. B. um Parameter-Spreizung und -Offset aller Operatoren mit einem Drehknopf durchzuführen.

Hardware-Controller für Yamaha FS1R

Hardware-Controller (unten) für Yamaha FS1R (oben)

Peter:
Wie kam es zu diesem außergewöhnlichen Projekt?

Robert:
Es gibt inzwischen gute Controller-Software, z. B. den FS1REditor für Windows oder PatchBase für iOS. Aber mit der Klickerei auf dem Bildschirm kam nie richtig Freude auf.

Auch hatte ich schon einige MIDI-Fader von Peavey und Behringer. Aber das ist auch nicht das Richtige, denn mit einem Haufen dichtgedrängter Regler geht der Überblick selbst mit beschrifteten Aufklebern schnell verloren. Erst wenn die Regler in funktionalen Gruppen und mit Abstand dazwischen richtig angeordnet sind, kommt der „Sound Design Flow“ bei mir erst richtig in Gang.

Ich hatte etwas Erfahrung mit Arduino-Projekten gesammelt. Das sind kleine preiswerte DIY-Einplatinen-Computer mit jeder Menge Schnittstellen und einer ausgereiften Entwicklungsumgebung. Ich bin auf einen Baustein gestoßen, um mit wenig Aufwand sehr viele Potentiometer abzufragen, was dann noch als MIDI-Sysex ausgegeben wird. So habe ich nach und nach Bauteile bestellt und experimentiert, bis mir klar wurde, dass damit ein Controller dieser Größe realisiert werden kann.

Als ich 2020 wegen einer Grippe mehrere Wochen nicht zur Arbeit durfte, hatte ich schließlich Zeit, das Projekt zu beenden.

Hardware-Controller für Yamaha FS1R

Peter:
Wie aufwendig war das Ganze und wie viel Zeit hast du dafür benötigt?

Robert:
Alleine die Planung war schon langwierig, auch der Entwurf und Anordnung der Regler auf den Frontplatten. Im Laufe der Zeit stellte sich heraus, dass manche Parameter anderes funktionierten als gedacht, andere sind relativ unwichtig und wieder andere hatte ich komplett übersehen.

Die Umsetzung in Hardware war in 2-3 Wochen getan. Am meisten Zeit brauchte die Software, weil der Speicherplatz beschränkt und nebenläufige Prozesse auf dieser Plattform umständlich zu programmieren sind. Letztendlich hat das Projekt etwa ein halbes Jahr an vielen Wochenenden gedauert, wobei es immer wieder neue Ideen gibt, die ich derzeit noch umsetze.

Peter:
Rein theoretisch müssten sich mit dem Controller auch andere FM-Klangerzeuger fantastisch bedienen lassen, oder?

Robert:
Durch den Austausch von einigen Tabellen innerhalb der Software könnte damit z. B. auch ein SY99- oder Montage-Programmer möglich sein. Ein paar Knöpfe werden dann unbelegt bleiben.

Peter:
Hast du schon Anfragen von Freunden bekommen, ob du ihnen auch so ein Teil baust?

Robert:
Ja, es haben schon mehrere angefragt, die den auch haben oder nachbauen möchten. Aber alleine, um das Projekt so zu dokumentieren, damit es jemand nachbauen kann, würde das mindestens 2 Wochen brauchen.

Hardware-Controller für Yamaha FS1R

Der FS1R Controller in bester Gesellschaft :)

Peter
Soll das ein reines Privatprojekt bleiben oder könntest du dir bei genügend Nachfrage auch vorstellen, eine Serie aufzulegen?

Robert:
Eine kleine Serie damit aufzulegen, würde mich schon reizen, auch wenn der Markt dafür sicherlich nicht groß ist. Für den Aufwand, etwa ein professionelles Front-Panel bis hin zur Kleinserie ist es natürlich noch ein weiter Weg. Aber auch andere individuelle Controller für bestimmte Hardware- oder Software-Synthesizer wären denkbar. Momentan denke ich über einen Controller für andere Geräte nach …

Peter:
Vielleicht melden sich auf Grund des Artikels nun genügend Interessenten, um doch noch eine Kleinserie aufzulegen. So ein Projekt würden wir gerne unterstützen – also rühr dich bitte, wenn es evtl. doch noch in die Planung geht :)
Ich wünsche dir jedenfalls viel Erfolg mit deinen Projekten!!!

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Forum
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    lightman  AHU

    Absolut faszinierend, ich habe großen Respekt vor Leuten, die sowas bauen können. Da sieht man auch mal, wie komplex der FS1R wirklich ist, das habe ich bei meiner Beschäftigung mit dem Synth selbst erfahren dürfen. Super Teil, auch wenn die derzeitigen Gebrauchtpreise meines Erachtens unangemessen sind.

  2. Profilbild
    TobyB  RED

    Sehr genial! Auf die Idee muss man erstmal kommen. Das auf Arduino zu realisieren ist schon sehr smart.

  3. Profilbild
    Emmbot  AHU

    Respekt!!! Das ist schon ne ordentliche Arbeit. Gerade mit eigener Softwareerstellung.

    Eigentlich schon zu schön um als „Einzelkind“ durch die Welt zu gehen.
    Viel Spaß mit dem Gerät.

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    rio  

    Sieht sehr schick aus – auch die Farbwahl der Abschnitte…. Nicht ganz glaubhaft sind die Angaben für die zeitlichen Aufwände.

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    KrauTronicA  RED

    RE: „ … Erst wenn die Regler in funktionalen Gruppen und mit Abstand dazwischen richtig angeordnet sind, kommt der „Sound Design Flow“ bei mir erst richtig in Gang. …“

    Du sprichst mir aus der Seele; und großes Kompliment an die durchdachte Strukturierung!
    So läßt sich selbst große Komplexität durchschaubar und im wahrsten Sinne des Wortes begreifbar machen.

    Meiner Meinung ist das größte Manko der meisten am Markt verfügbaren Controller für Synths, daß sie weitestgehend „gesichtslos“ sind. Heißt sehr oft die gleiche, rein Platz- und Kostengründen geschuldete funktionale 8 x 1 / 4 x 2 / etc. Anordnung von Potis, Encodern und Fadern. Dann zur Krönung noch Durchsteppen durch zig pages mit zwei Pfeiltasten. Ja, natürlich kann man damit an (Soft-)Synths schrauben; und freaks holen auch damit das Letzte aus den Geräten / Programmen heraus.

    Eine gut strukturierte Oberfläche wie hier erleichtert das Erfassen und Merken von Funktionen aber viel schneller und ermöglicht damit intuitiv(er)es Arbeiten.

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    gaffer  AHU

    Finde ich auch ein klasse Projekt. Meine Hochachtung, so was bis zum Ende durchgezogen zu haben. Auch kein „Hier disaint der Schäff“ Aussehen. Prima. Und der Synth verdient das.

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    Son of MooG  AHU

    Für den FS1R hätte Yamaha schon seinerzeit selbst einen Programmer anbieten sollen. So blieb er nur für extreme FM-Spezialisten bedienbar, ansonsten wurde er meist zur reinen Preset-Maschine degradiert. Respekt für jeden, der sich selbst einen Controller bauen kann…

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    Green Dino  AHU

    Beeindruckend…traumhafter Controller!

    „Als ich 2020 wegen einer Grippe mehrere Wochen nicht zur Arbeit durfte, hatte ich schließlich Zeit, das Projekt zu beenden.“

    Wie soll man das verstehen?

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      Robert Skerjanc  RED

      Influenza, nicht richtig auskuriert, Herzmuskelentzündung. Ab da fängt man an, intensiver über das Leben nachzudenken. Ich kann jedem ü30 empfehlen, die Impfungen wahrzunehmen.

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        Green Dino  AHU

        Oh, ja sowas ist echt übel….hoffe du hast es gut überstanden…

        Der Controller ist wirklich traumhaft! Wie du ja selbst sagst, die generische Struktur von Midi Controllern ist da wirklich kontraproduktiv – selbst wenn man Overlays nutzt, oder sich viel Mühe bei der Beschriftung gibt – auch Controller mit Display die Parameterbezeichnungen anzeigen können lösen das Problem nicht.
        Man muss das Layout schon in funktionale Gruppen unterteilen und am besten noch zusätzlich absetzen (farblich z.B.).
        Es muss auch irgendwie zur Struktur des Synths passen…viel Arbeit. :)

        Ich werde deinen Artikel auf jeden Fall als Ansporn nehmen um meine eigenen Controller Projekte, die zur Zeit auf Eis liegen wieder aufzunehmen (oder auch nicht, lol….man muß ja auch die Zeit haben^^).

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        falconi  RED

        Auf jeden Fall großartig – ich bin wirklich begeistert!

        Der Baloran The River ist übrigens auch ein „Arduino-Projekt“. Das Arduino Due-Board übernimmt sozusagen für jedes der acht Voiceboars die Aufgaben des „Z80“ im Moog Source, übergibt aber auch die Steuerkommandos der Bedienoberfläche an den Atmel „Co-Prozessor“ auf dem verkleinerten, aber elektrisch weitgehend unveränderten, „Triko“-Effektboard.

        Und noch vieles mehr: Display, Schnittstellen, Sequencer usw.

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    falconi  RED

    Mitte der Neunziger wird Yamaha entschieden haben, eine erweiterte – additive, mischende, „modulierende“ – FM-Engine in Hard- und Software zu entwickeln. Im Zuge der Entwicklung wird man schnell erkannt haben, dass diese – typisch FM – erneut viel schwieriger zu beherrschen ist als die einfach zu beherrschenden, „vorhersehbaren“, subtraktiv arbeitenden VA-Synthesizer, die damals gerade boomten. Yamaha war mit dem AN1X auch dabei, wenn auch nicht besonders erfolgreich.

    Es war und ist bekannt, dass der Weltmarkt für echte Synthesizer relativ klein ist; Entertainer-Keyboards, Workstations und Digital Pianos verkaufen sich in viel höheren Stückzahlen. Das Produkt Management wird also errechnet haben, dass der in Aussicht stehende Markt viel zu klein ist, um die neue Engine mit einer adäquaten Highend-Bedienoberfläche (s.o.) zu launchen und zu vermarkten. (Beispiel: Der Korg Z1 mit „MOSS“ war auch kein Verkaufsschlager.). Das Projekt wurde dann immerhin nicht komplett gecancelt, sondern in ein simples 1HE-Gehäuse im Look&Feel der typischen ROMpler-Rackmodule der großen Yamaha-Workstations gequetscht. Nicht zuletzt deswegen hat sich das fertige „Produkt“ dann noch schlechter verkauft.

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      gaffer  AHU

      Du hast es auf den Punkt gebracht. Auch wenn richtige Synths in Nischen wie hier angesagt sind. Das bildet nicht annähernd die Masse der potentiellen Käufer ab. Ich glaube die „Bedienerfreundlichkeit“ toppte noch deutlich den diesbezüglich schon unterirdischen TG500.

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    falconi  RED

    Wenn ich mich nicht täusche, war der FS1R bis heute der „letzte echte Yamaha-Synthesizer“. Würde man die Engine heute im Luxussegment positionieren, könnte sie – leicht gepimpt – wohl auch noch mit Quantum, Kyra, Solaris oder C15 mithalten. Aber auch die verkaufen sich nicht in Mengen, die Yamaha zum Wiedereinstieg in den Markt der „großen Synthesizer“ bewegen können.

    Alles eher spekulativ, aber ungefähr so wird es gewesen sein. Leider sind die „Big 4“ aus Japan ja nicht so auskunftsfreudig, was ihre Produktpolitik – auch aus der Vergangenheit – angeht. Vielleicht findet ja mal jemand einen kompetenten Interviewpartner aus der Entwicklung bei Yamaha, der fundierter Auskunft geben kann.

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      nativeVS  AHU

      Solang man sich nicht um RAM kuemmern muss ist das relativ einfach mit libraries wie Control Surface; da kann man mit etwas logischem verstaendnis sich das gut aus den beispielen zusammen kopieren.
      Gut, sowas kompliziertes wie der hier wird dann noch schwieriger, aber sonst einfach klein anfangen.

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      TobyB  RED

      Wie Kollege NativeVS sagt klein anfangen, die Entwicklungsumgebungen für Arduino oder Raspi sind so ausgelegt, dass man damit leicht anfangen kann. Und komplexer wirds dann von ganz alleine. Und für die Programmierung gibts sehr gute Tutorials. Schaltungsentwicklung kann mit einem Breadboard zusammen stecken und Sketches also Code Module dafür gibts sehr gute Tools. Mit Fritzing kannst du virtuell Schaltungen und Prototypen entwickeln. Die Arduino IDE gibt es für verschiedenste Level.

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    Stromer

    Was für herrlich abstrakte und komplexe Klänge, die durch den direkten Zugriff per Kontroller enorm gewinnen. Teilweise wie ein Mixtur-Trautonium zum Quadrat.

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    Florian Anwander  RED

    Hallo Robert,

    erstmal alles gute für Deine Gesundheit (ich hatte mit 22 eine saftige Myokarditis und habe Jahre gebraucht, bis ich wieder fit war)!

    Ich hätte drei Fragen:
    1.) Was für einen Baustein benutzt Du, um um „mit wenig Aufwand sehr viele Potentiometer abzufragen“?
    2.) Wie gehst Du beim Umschalten zwischen den Operatoren damit um, dass die Potentiometer nicht auf der Position des Parameter-Wertes stehen? Hast Du eine „Abhol“-Funktion eingebaut, oder lebst Du einfach damit, dass dann kurzfristig ein potentiell falscher Wert ausgegeben wird?
    Mit Endlosdrehgebern wäre das ja kein Problem.
    3.) Sehe ich richtig, dass da gegenüber von Schmidt und FS1R ein Mungo State Zero steht?

    Mit den besten Grüßen
    Florian

    • Profilbild
      Robert Skerjanc  RED

      Hallo Florian,
      es ist ein HP4067, 16-facher Analogmultiplexer.
      Die Potis sind ohne Abholfunktion, sobald an einem Poti gedreht wird, löst er ein Event aus. Wenn die Spannungsversorgung sauber ist und die Software das Jitter unterdrückt, klappt das recht gut.
      Und yes, State Zero, davon wurden leider nur 6 Stück gebaut.

      • Profilbild
        Florian Anwander  RED

        Hallo Robert,

        achso, der ganz normale 4067. Ich dachte irgendwas spezielles für Arduino.

        Und da fällt mir noch was ein: Ich besitze ja einen DTronics DT7 Controller. Der hat den kleinen Nachteil, dass die Hüllkurvenzeiten des DX7 bei 0 am längsten und bei 99 am kürzesten sind, die Potis des DT7 aber alle von 0 bei Linksanschlag bis 99 bei Rechtsanschlag arbeiten. Das führt dazu, dass die Attack-, Decay- und Release-Regler entgegen der üblichen Bediengewohnheiten arbeiten. Wäre diese Parametrisierung beim FS1R auch so und – wenn ja – hast Du sie berücksichtigt?

        Beste Grüße
        Florian

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          Robert Skerjanc  RED

          Beim DX7 bis hin zum SY99 heißen diese Parameter „Rate“. Beim FS1R wurden sie interessanterweise umbenannt in „Time“, da macht der Rechtsanschlag mit 99 schon Sinn. So habe ich das auch umgesetzt.

          • Profilbild
            Krystian

            Super Produkt, Hut ab!!

            Ich besitze schon über 20 Jahre einen FS1R und finde den Synthesizer unglaublich. Die 2 Synthesen verschmelzen und die Klänge sind nicht von dieser Welt! Allerdings die Programmierung ist sehr schwer.
            Einige Parameter lassen Sie mit der Kawai K5000 Synthesizer Control Box (für die Rack Version) ändern.
            Ich besitze auch 2 Yamaha SY99 die ebenfalls sehr, sehr gute Synthesizer sind.

            Um es kurz zu fassen. Ich wäre sehr an so einem Controller interessiert.
            Die „Bauzeit“ spielt keine Rolle und ist nicht so wichtig, was wichtiger wäre, wie viel würde so ein Controller kosten?
            Könnte man even. den teilweise selber zusammenbauen. Die Holzrahmen könnte ich selber machen.
            Danke für kurze Nachricht.

  13. Profilbild
    LiquidChild

    Toller Produkt, ich würde mir wünschen dass dies auch käuflich zu erwerben wäre, ich als großer FM-Fan hätte wirklich Interesse!

  14. Profilbild
    t-hiho  RED

    Großartiger Controller und noch großartigere Sound-Schraubereien! Hut ab! Ich selbst nutze einen TX815 mit Dtronics Programmer, was mich abwechselnd immer wieder glücklich oder wahnsinnig macht. Hatte gar nicht mehr auf dem Schirm, wieviel unentdecktes Potenzial doch noch im FS1R steckt. Auch meiner Meinung nach – ähnlich wie der SY99 – ein total unterschätztes Gerät. Stellt sich mir die Frage, ob eine Veröffentlichung des Controllers eine größeres Interesse hervorbrächte, oder sogar die Erschaffung eines gänzlich neuen FM-Synths. Das was der FS1R unter der Haube tut ließe sich doch bstimmt inzwischen auch in Software machen. Ich denke da auch so grob Richtung Nonlinear Labs C15. Der begann AFAIK ja ursprünglich auch „nur“ als Reaktor-Projekt.

  15. Profilbild
    Gackoo

    Wie geil ist das denn?
    Ja ich habe de FS auch und bin stolz drauf. Leider Programmiere ich ihn selten und dann nur über ne Software.
    Leider sind im Netz kaum Sound zu finden. Ich meine nicht einfach konvertierte DX7 Sound wovon ich schon 100000 habe. Ich meine die auch die Performances richtig ausnutzen.
    Wer kennt was?

  16. Profilbild
    Violator  

    Dickes fettes Lob – Respekt und große Anerkennung.
    Ich würde mit dem Teil mal zu Yamaha fahren und ihnen zeigen, was alles möglich und zudem auch noch innovativ ist.
    Die „Fiesel-Programmierung“ am FS1R nervt, und demotiviert mich machmal, mich weiterhin mit dem Instrument zu beschäftigen.
    Aber der Klang und die Sounds ziehen mich immer wieder an dieses faszinierende Gerät zurück.
    Ganz ehrlich, ich will auch so einen Programmer haben.

  17. Profilbild
    atomicbull  

    der Controller ist im Grunde schon besser als der synth selber………………mehr worte braucht es nicht……………………
    wenn das mit ein paar templates geben würde………..2-4 synth reichen völlig dürfte es weltweit einnen markt geben, allein schon wegen diesem fetten anblick und massive ausmaße!

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