Napajanje Eurorack sintetizatora: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Dobrodošli u moj Instructable o tome kako napraviti DIY napajanje za Eurorack sintisajzer.

Imajte na umu da moje znanje o dizajnu napajanja i Eurorack sintisajzeru nema premca. Pažljivo uzmite moje savjete. Neću biti odgovoran za to što su vam skupi moduli uništeni ili najgore … U svakom slučaju, ako želite saznati više o procesu koji sam slijedio da bih došao do gotovog proizvoda, pozivam vas da dodatno pročitate ovaj Instructable.

Korak 1: Šta je napajanje Eurorack sintetizatorom?

Prvo šta je Eurorack sintetizator Eurorack je tip modularnog sistema koji se koristi za kreiranje vrlo personalizovanog sintetizatora. U ovom sistemu sinteza zvuka postiže se povezivanjem analognih signala između različitih modula. Eurorack je prvi put predstavio njemački brend Doepfer, a sada je prerastao sve ostale modularne sintetičke sisteme.

"Zakrpavanje" (tzv. Ožičenje) modula omogućava vrlo složeno izražavanje, modulaciju zvuka i sekvenciranje.

Ova vrsta modularnog sintetizatora naširoko se koristi u ambijentalnoj muzici (Listen Stranger Things soundtrack), u elektronskoj muzici i generativnoj elektronici (Listen Colin Benders).

Šta je sa napajanjem?

U sistemu Eurorack zakrpa zvuka i modulacije vrši se na prednjoj ploči jedinice pomoću mono ili stereo priključaka od 3,5 mm. Kako se korisničko sučelje ne bi previše zatrpalo, isporuka energije vrši se preko konektora na stražnjoj strani modula.

Obično se napajanje isporučuje putem sabirnice koja napaja svaki modul paralelno sa -12/+12 V, 5V i masom. Sabirnica prenosi i kontrolne signale poznate i kao CV (upravljački naponi), ali se ti signali rijetko koriste. Eurorack moduli široko su zasnovani na analognoj elektronici, pa su tako i naponske šine -12/+12 V. No kako suvremeni DSP moduli postaju sve popularniji (vidi Promjenljivi instrumenti), potreba za dobrom opskrbnom šinom od 5 V vrlo je važna.

Zašto napraviti napajanje vlastitim rukama?

DIY zajednica oko Eurorack Synth -a je ogromna. Zbog toga su resursi za projektiranje dostupni svima koji ih žele pronaći.

Prvo sam potpuno novak u modularnom sintetizaru i htio sam saznati više o tome. Pretpostavio sam da će me dizajniranje dijela mog sintisajzera naučiti više od pomicanja Youtube videa godinama, ali još nisam bio spreman riskirati u dizajniranju modula za obradu zvuka. Zato sam se odlučio za "lakši" dio: napajanje.

Drugo, želio sam prilagođenu futrolu s lijepo integriranim izvorom napajanja, čime bi i kućište i napojna jedinica osigurali da dobijem željeni rezultat (najvjerojatnije ne tako dobro kao rješenja s polica, ali nije me briga ionako previše nisam profesionalni muzičar). Iznijet ću slučaj čim dobijem priliku (tražim buduće instrukcije).

Treće, imam licencu za Altium dizajnera kroz svoj rad i već sam pravio PCB -e. Ovo ne bi trebalo biti previše teško kako bi ova ploča radila.

Četvrto i na kraju, ja sam jeftin čovjek, i zaključio sam zašto ne bih uštedio hrpu na skupim modulima za napajanje. S obzirom na to, mislim da bi to moglo biti skuplje od nekih od najpopularnijih Eurorack izvora napajanja. Šteta za mene.

Korak 2: Zahtjevi

Kao što smo vidjeli u prethodnom odjeljku, napajanje se sastoji od 3 naponske šine -12/+12V, 5V i naravno uzemljenja (ili 0V).

Postoje dvije popularne strategije za postizanje istog rezultata:

1. dizajn baziran na transformatoru sa središnjom slavinom za dobivanje plutajućeg tla, i sekundarne se ispravljaju i reguliraju za stvaranje dvonaponske šine
2. dizajn istosmjernog napajanja koji se zatim pretvara u -12/+12 V pomoću regulatora prekidača

Prvo rješenje je odlično jer je sve ugrađeno u izvor napajanja. Za ulaz je potrebno 115/230V AC. Ali morate biti spremni za petljanje s glavnim AC -om, a trebat će vam glomazan transformator unutar kućišta Eurorack. Ili vam je potreban zidni adapter naizmjenične struje, koji nije široko dostupan čim želite više energije iz sistema.

Drugo rješenje je odlično jer može koristiti moćno prijenosno računalo poput električne cigle. No, prekidački regulator će nažalost biti malo bučniji od svog linearnog pandana koji se može koristiti u prethodnom rješenju. Također OEM cigla za napajanje može biti prilično skupa.

U svakom slučaju ne želim se baviti izvorima odgovarajućeg transformatora niti želim biti uključen u osiguranje mrežnog napona. Stoga će napajanje koje ćemo napraviti biti zasnovano na prekidaču. Zahtjevi:

izlaz oko 1A @ -12V, 1A @ +12V i 2A @ 5V za ogromnih ukupno oko 34W plus malo topline (vjerojatno ćemo uštedjeti na grijanju u domaćinstvu)

• mogu biti lajsne tako da se jedna cigla za napajanje može koristiti za višestruko napajanje
• biti kompatibilan kao prednja jedinica ili montiran unutar kućišta sintisajzera
• imaju personalizirani dizajn izrađen od ploča
• prekidač za uključivanje-isključivanje
• Status LED vodilica napona
• izlazni napon niske buke ako je moguće

Korak 3: Sheme

Da bismo stvorili shemu za ovo napajanje, moramo pronaći regulatore u sklopnom modu koji mogu isporučiti +12V i -12V iz jednog izvora napajanja. Možemo imati dva različita IC (integrirana kola) za pozitivnu i negativnu naponsku šinu, ali njihovo isto bi pojednostavilo dizajn.

Obično tražim elektroničke komponente pomoću Digikey -a ili Mousera. Oboje nude zaista moćan sistem filtriranja za pronalaženje određenih dijelova.

Moj izbor regulatora za -12/+12 V je LM2576S -12 iz TI -a.

Općenito govoreći, ako proizvođač IC -a želi da koristite njihov dio, imat će lijepu shemu sa svime što vam je potrebno da shemu ispravno postavite. Na shemi za ovu komponentu opisano je pozitivno ožičenje, negativno ožičenje pa čak i implementacija izlaznog filtera.

Za 5V šinu idemo s LM2576-5 iz TI-a. Ovo nije najekonomičnija opcija, ali štedi vrijeme tijekom dizajna ploče jer su svi pasivi isti kao i za verziju od 12V. Takođe, otisci stopala su isti što štedi hrpu vremena.

Postoje 3 statusne LED diode koje su spojene na naponsku šinu kako bi se korisniku javilo da li sve radi ili ne.

Za više detalja pogledajte shemu u prilogu

Korak 4: Raspored

Kreiranje izgleda nije lako, ali nije ni teško. Uvijek ovisi o ograničenjima.

Ovoga puta moj glavni kontrast bio je držati sve u pravokutniku 100 mm na 60 mm. Razlozi za ove posebne dimenzije su sljedeći:

• dužine manje od 100 mm zbog sistema kotiranja proizvodnje PCB -a za male količine koji favorizuje dizajn ispod 100 mm (širine ili dužine), zapamtite, ja sam jeftin čovjek: P
• širine manje od 60 mm jer želim da modul stane u "skiff" Eurorack kućište koje obično ima vrlo ograničenu dubinu.

S obzirom na to da sam na umu mogao pratiti obrise svog PCB -a, popuniti ga i napraviti sve potrebne tragove.

Primijetite da se radi o dvostranoj ploči, koja ima 4 sloja olakšala bi proces postavljanja, ali bi koštala više. Kako bih i dalje dobio lijepo tlo, zadržao sam većinu svojih tragova na gornjem sloju i položio zemlju sa obje strane. Oba izlijevanja su spojena s mnogo vija kako bi se osiguralo optimalno uzemljenje, čime se minimizira buka (nadamo se).

Uvijek je korisno imati na umu 3D otisak vaše komponente jer su, kada se radi o izvorima napajanja, te komponente obično prilično velike.

Nakon što je raspored gotov, sada možemo ispisati gerber datoteke i poslati ih našem omiljenom proizvođaču. U mom slučaju datoteke šaljem na PCBWay (nisam povezan, ali sam u prošlosti s njima uvijek imao sreće). Proces naručivanja je vrlo jednostavan.

Gerberi su pričvršćeni ispod

Korak 5: Prednja ploča

Da bi bio pravilan Eurorack modul, napajanju je potrebna prednja ploča. A pošto već naručujem PCB, zašto ne bih napravio i sam PCB … Tako sam stvorio novi projekat i izložio svoja umjetnička djela. Nije super, ali će odraditi posao.

Ovdje ćete primijetiti da sam zbog nedostatka prostora morao odustati od lančanosti svog sistema. Sva umjetnička djela stvorena su u inkscape -u, zatim pretvorena u dxf i uvezena u altium. Ovo je brzo učinilo posao.

Za LED diode odlučio sam pokušati ih osvijetliti kroz prednju ploču. Da bih to učinio, u potpunosti sam izlio gornji sloj i napravio kružne otvore s malo umjetničkih djela unutra. Ovo nikada ranije nisam probao, možda neće uspjeti.

Pošto je ovo napajanje za muzički instrument, pokušao sam da pokrenem malu muzičku temu. Moglo bi biti šepavo, ali bilo je lako napraviti s fontom muzičkog simbola.

Gerber za prednju ploču možete pronaći ispod

Korak 6: Komponente

Sada kada su nam ploče na putu, moramo brinuti o kupovini preostalih komponenti. A za to morate izabrati distributera. U mom slučaju Mouser je imao najbolji izbor komponenti za ono što mi je trebalo:

• AC adapter (418-TRH100A13502E126)
• Konektor DC cijevi, nadamo se kompatibilan s gornjom stavkom (502-721AFMS)
• Preklopni prekidač (691-651122-BB-1V)
• Reg LM2576-12 (926-LM2576S-12/NOPB)
• Dioda 1N5822 (511-1N5822)
• Induktor (673-PF0382.223NLT)
• Kondenzator (661-APSG160E222MJ20S)
• Kondenzator (661-APXG250A101MHA0G)
• Induktor (994-MSS1583-683MED)
• Kondenzator (80-A750MS108M1CAAE13)
• Zaglavlje (517-30316-6002)
• Terminal (571-624091)
• Konektor za stezanje (571-6409051)
• Reg LM2576-5 (998-LM2576-5.0WU)
• Led (710-155124VS73200A)
• Led (710-155124RS73200A)
• Led (710-155124YS73200A)
• Vijčani terminal (534-7689-3)

Ostatak su komponente zrna želea:

• 250 Ohm 0603 otpornik
• 100 Ohm 0603 otpornik
• 330 Ohm 0603 otpornik

Za više detalja pogledajte priloženi pdf (količinu prilagodite prema shemi)

Korak 7: Montaža

Postupak montaže za ovo obično staro dosadno lemljenje.

Neću ulaziti u detalje o ovome jer postoji toliko instrukcija posvećenih ovoj temi.

Sve komponente trebaju biti lemljene na pravom mjestu i sve bi trebalo funkcionirati u redu.

Korak 8: Gotovo

Evo nas trenutak istine! Da li se napaja? Trebalo bi sve provjeriti multimetrom prije nego što očito uključite bilo koji modul. Vrlo sam zadovoljan LED diodom koja svijetli kroz muzičke tipke! To je prekrasno.

Sve u svemu, ovaj projekt je imao veliki uspjeh, ali bi uskoro trebalo doći i ažuriranje kako bi se ispravili neki problemi koji bi trebali poboljšati uklapanje na Eurorack šine. Ali kao bočno napajanje savršeno je.

Evo melodije napravljene s mojim tek izgrađenim instrumentom. Ako se pitate kako bi mogao zvučati modularni sintetizator, poslušajte. Koncept modularnog je stvaranje instrumenta koji je prilagođen vama. Ono što čini je prilično jedinstveno i sviđa mi se ideja da imam jedinstveno zvučni instrument.

Nisam bio baš siguran da ulazim u ovaj modularni trend jer nemam iskustva u sintetizatorima. Ali ne žalim. A ako oklijevate, ohrabrio bih vas da isprobate. Module je prilično lako preprodati, a ako ga sami izgradite što je više moguće, nije skuplji od bilo kojeg drugog instrumenta dobre kvalitete.

Nekoliko muzika napravljenih ovim sintisajzerom možete pronaći ovdje:

soundcloud.com/benjamin-bonnal/the-escape-…

soundcloud.com/benjamin-bonnal/the-lonely-…

soundcloud.com/benjamin-bonnal/unboldechil…

soundcloud.com/benjamin-bonnal/le-parallel…