Τροφοδοτικό Eurorack Synthesizer: 8 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Καλώς ορίσατε στο Instructable μου για το πώς να φτιάξετε ένα DIY τροφοδοτικό για ένα συνθεσάιζερ Eurorack.

Λάβετε υπόψη ότι οι γνώσεις μου σχετικά με τον σχεδιασμό τροφοδοσίας και το συνθεσάιζερ Eurorack είναι ασύγκριτες. Πάρτε τις συμβουλές μου προσεκτικά. Δεν θα θεωρηθώ υπεύθυνος για την καταστροφή ή τη χειρότερη ακριβά μονάδες σας … Τέλος πάντων Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη διαδικασία που ακολούθησα για να φτάσω στο τελικό προϊόν, σας προσκαλώ να διαβάσετε περαιτέρω αυτό το Instructable.

Βήμα 1: Τι είναι το τροφοδοτικό Synthesizer Eurorack;

Πρώτα τι είναι το Eurorack Synthesizer; Το Eurorack είναι ένας τύπος αρθρωτού συστήματος που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία πολύ εξατομικευμένου Synthesizer. Σε αυτό το σύστημα η ηχητική σύνθεση επιτυγχάνεται με τη διασύνδεση αναλογικών σημάτων μεταξύ των διαφορετικών μονάδων. Το Eurorack παρουσιάστηκε για πρώτη φορά από τη γερμανική μάρκα Doepfer, τώρα έχει ξεπεράσει όλα τα άλλα αρθρωτά συστήματα synth.

Η "επιδιόρθωση" (γνωστή και ως καλωδίωση) των ενοτήτων επιτρέπει πολύ σύνθετη φωνή, διαμόρφωση ήχου και αλληλουχία.

Αυτό το είδος modular synth χρησιμοποιείται ευρέως στη μουσική ατμόσφαιρα (soundtrack Listen Stranger Things), στην ηλεκτρονική μουσική και στην ηλεκτρονική (Listen Colin Benders).

Τι γίνεται με το τροφοδοτικό;

Στο σύστημα Eurorack, η επιδιόρθωση ήχου και διαμόρφωσης γίνεται στον μπροστινό πίνακα της μονάδας χρησιμοποιώντας μονοφωνικές ή στερεοφωνικές υποδοχές 3,5 χιλιοστών. Προκειμένου το περιβάλλον εργασίας χρήστη να μην είναι πολύ ακατάστατο, όλη η παροχή ενέργειας γίνεται μέσω ενός συνδέσμου στο πίσω μέρος της μονάδας.

Συνήθως η ισχύς παρέχεται μέσω ενός διαύλου που τροφοδοτεί κάθε μονάδα παράλληλα με -12/+12 V, 5V και γείωση. Το λεωφορείο μεταφέρει επίσης σήματα ελέγχου γνωστά και ως CV (τάσεις ελέγχου) αλλά αυτά τα σήματα χρησιμοποιούνται σπάνια. Οι μονάδες Eurorack βασίζονται ευρέως σε αναλογικά ηλεκτρονικά, επομένως οι ράγες τάσης -12/+12 V. Αλλά καθώς οι σύγχρονες μονάδες DSP γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς (βλ. Mutable Instruments), η ανάγκη για μια καλή ράγα τροφοδοσίας 5V είναι πολύ σημαντική.

Γιατί να φτιάξετε ένα DIY τροφοδοτικό;

Η κοινότητα DIY γύρω από το Eurorack Synth είναι τεράστια. Αυτό καθιστά τους πόρους σχεδιασμού διαθέσιμους για όποιον θέλει να τους βρει.

Πρώτα είμαι ένας πλήρης αρχάριος στο modular synth και ήθελα να μάθω περισσότερα γι 'αυτό. Σκέφτηκα ότι ο σχεδιασμός ενός κομματιού του συνθεσάιζερ μου θα με μάθαινε περισσότερο από το να κάνω κύλιση βίντεο στο Youtube για ηλικίες, αλλά δεν ήμουν ακόμα έτοιμος να χρησιμοποιήσω τις πιθανότητές μου να σχεδιάσω μια μονάδα επεξεργασίας ήχου ακόμα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πήγα στο "εύκολο" μέρος: το τροφοδοτικό.

Δεύτερον, ήθελα μια προσαρμοσμένη θήκη με το τροφοδοτικό όμορφα ενσωματωμένο σε αυτό, οπότε τόσο η θήκη όσο και το τροφοδοτικό θα διασφάλιζαν ότι θα είχα το αποτέλεσμα που ήθελα (πιθανότατα όχι τόσο καλό όσο οι λύσεις στα ράφια, αλλά δεν με νοιάζει έτσι κι αλλιώς δεν είμαι επαγγελματίας μουσικός). Θα κάνω την υπόθεση μόλις μου δοθεί η ευκαιρία (επιφυλακτικός για ένα μελλοντικό διδακτικό).

Τρίτον, έχω άδεια για Altium designer μέσω της δουλειάς μου και έχω φτιάξει PCB στο παρελθόν. Αυτό δεν πρέπει να είναι πολύ δύσκολο για να λειτουργήσει αυτός ο πίνακας.

Τέταρτον και τέλος, είμαι ένας φτηνός τύπος και σκέφτηκα γιατί να μην εξοικονομήσω ένα σωρό από τις ακριβές μονάδες τροφοδοσίας. Τούτου λεχθέντος, νομίζω ότι μπορεί να καταλήξει να είναι πιο ακριβό από μερικά από τα πιο δημοφιλή τροφοδοτικά Eurorack. Κρίμα για μένα.

Βήμα 2: Απαιτήσεις

Όπως είδαμε στην προηγούμενη ενότητα το τροφοδοτικό αποτελείται από 3 ράγες τάσης -12/+12V, 5V και φυσικά γείωση (ή 0V).

Υπάρχουν δύο δημοφιλείς στρατηγικές για να επιτευχθεί το ίδιο αποτέλεσμα:

1. σχεδιασμός βασισμένος σε μετασχηματιστή με κεντρική βρύση για να επιπλέει, και οι δύο δευτερεύοντες διορθώνονται και ρυθμίζονται για τη δημιουργία της ράγας διπλής τάσης
2. ένα σχέδιο τροφοδοσίας DC το οποίο στη συνέχεια μετατρέπεται σε -12/+12 V με ρυθμιστές λειτουργίας διακοπτών

Η πρώτη λύση είναι εξαιρετική αφού όλα είναι ενσωματωμένα στο τροφοδοτικό. Παίρνει 115/230V AC ως είσοδο. Αλλά πρέπει να είστε πρόθυμοι να μπλέξετε με το κύριο AC και θα χρειαστείτε έναν ογκώδη μετασχηματιστή μέσα στη θήκη Eurorack. Or θα χρειαζόσασταν έναν προσαρμογέα τοίχου εναλλασσόμενου ρεύματος, οι οποίοι δεν είναι ευρέως διαθέσιμοι μόλις θέλετε περισσότερη ενέργεια από το σύστημά σας.

Η δεύτερη λύση είναι εξαιρετική αφού μπορεί να χρησιμοποιήσει ισχυρό φορητό υπολογιστή όπως power brick. Αλλά ο ρυθμιστής μεταγωγής θα είναι δυστυχώς λίγο πιο θορυβώδης από τον γραμμικό αντίστοιχο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην προηγούμενη λύση. Επίσης το τούβλο τροφοδοσίας ΚΑΕ μπορεί να είναι αρκετά ακριβό.

Σε κάθε περίπτωση δεν θέλω να ασχοληθώ με την προμήθεια του κατάλληλου μετασχηματιστή ούτε θέλω να εμπλακώ στην τήξη τάσης δικτύου. Έτσι, το τροφοδοτικό που πρόκειται να κάνουμε θα είναι ένα βασισμένο σε λειτουργία μεταγωγής. Οι απαιτήσεις:

Ισχύς περίπου 1A @ -12V, 1A @ +12V και 2A @ 5V για ένα υπέροχο συνολικό περίπου 34W συν κάποια θερμότητα (πιθανότατα θα εξοικονομήσουμε θέρμανση στο σπίτι)

• να είναι αλυσιδωτή μαργαρίτα έτσι ώστε ένα μόνο τούβλο ισχύος να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολλαπλή παροχή ρεύματος
• να είναι συμβατό ως μπροστινή μονάδα ή να τοποθετείται μέσα στη θήκη του συνθεσάιζερ
• έχουν εξατομικευμένο σχέδιο όλα κατασκευασμένα από πλακέτες
• διακόπτης έναρξης / λήξης
• Κατάσταση ράγες LED τάσης
• χαμηλή τάση εξόδου θορύβου εάν είναι δυνατόν

Βήμα 3: Διαγράμματα

Για να δημιουργήσουμε το σχηματικό σχήμα για αυτό το τροφοδοτικό, πρέπει να βρούμε ρυθμιστές λειτουργίας μεταγωγής που να μπορούν να παρέχουν +12V και -12V από μία μόνο παροχή. Μπορούμε να έχουμε δύο διαφορετικά IC (ολοκληρωμένα κυκλώματα) για τη ράγα θετικής και αρνητικής τάσης, αλλά το ίδιο θα απλοποιούσε τον σχεδιασμό.

Συνήθως αναζητώ ηλεκτρονικά εξαρτήματα χρησιμοποιώντας είτε Digikey είτε Mouser. Και τα δύο προσφέρουν πραγματικά ισχυρό σύστημα φιλτραρίσματος για την εύρεση συγκεκριμένων εξαρτημάτων.

Η επιλογή μου ρυθμιστή για το -12/+12 V είναι το LM2576S -12 από την TI.

Σε γενικές γραμμές, εάν ένας κατασκευαστής IC θέλει να χρησιμοποιήσετε το μέρος του, θα έχει ένα ωραίο σχηματικό με ό, τι χρειάζεστε για να κάνετε το σχηματικό σωστό. Στο σχήμα για αυτό το στοιχείο περιγράφεται μια θετική καλωδίωση τροφοδοσίας, μια αρνητική καλωδίωση τροφοδοσίας και ακόμη και μια εφαρμογή φίλτρου εξόδου.

Για τη ράγα 5V θα πάμε με το LM2576-5 από την TI. Αυτή δεν είναι η πιο οικονομική επιλογή, αλλά εξοικονομεί χρόνο κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού της πλακέτας, καθώς όλα τα παθητικά είναι ίδια με την έκδοση 12V. Επίσης τα ίχνη είναι τα ίδια που εξοικονομεί ένα σωρό χρόνο.

Υπάρχουν 3 LED κατάστασης τα οποία συνδέονται το καθένα με μια ράγα τάσης για να αναφέρουν στον χρήστη εάν όλα λειτουργούν ή όχι.

Παρακαλούμε δείτε το σχηματικό συνημμένο για περισσότερες λεπτομέρειες

Βήμα 4: Διάταξη

Η δημιουργία της διάταξης δεν είναι εύκολη, αλλά ούτε και δύσκολη. Εξαρτάται πάντα από τους περιορισμούς.

Ο κύριος αντίλογός μου αυτή τη φορά ήταν να κρατήσω τα πάντα μέσα σε ένα ορθογώνιο 100mm επί 60mm. Οι λόγοι για τις συγκεκριμένες διαστάσεις είναι οι εξής:

• λιγότερο από 100 χιλιοστά μήκος λόγω του συστήματος εισαγωγής PCB για χαμηλή ένταση που ευνοεί εξαιρετικά τα σχέδια κάτω των 100 χιλιοστών (πλάτος ή μήκος), θυμηθείτε, είμαι ένας φτηνός τύπος: P
• λιγότερο από 60mm πλάτος αφού θέλω η μονάδα να ταιριάζει μέσα σε μια θήκη Eurorack "skiff" που συνήθως έχουν πολύ περιορισμένο βάθος.

Κατά πλάτος, θα μπορούσα να εντοπίσω το περίγραμμα του PCB μου, να το συμπληρώσω και να δημιουργήσω όλα τα απαιτούμενα ίχνη.

Παρατηρήστε ότι είναι ένας πίνακας διπλής όψης, το να έχετε 4 στρώματα θα διευκολύνει τη διαδικασία διάταξης, αλλά θα κοστίσει περισσότερο. Για να αποκτήσω ακόμα ένα ωραίο έδαφος, κράτησα τα περισσότερα ίχνη μου στο πάνω στρώμα και έστρωσα ένα έδαφος και από τις δύο πλευρές. Και οι δύο ροές είναι ραμμένες με πολλές οθόνες για να εξασφαλιστεί η βέλτιστη γείωση, ελαχιστοποιώντας έτσι τον θόρυβο (ελπίζουμε).

Είναι πάντα χρήσιμο να έχετε κατά νου το τρισδιάστατο αποτύπωμα του εξαρτήματός σας, καθώς όταν ασχολείστε με τροφοδοτικά αυτά τα εξαρτήματα είναι συνήθως αρκετά μεγάλα.

Μόλις ολοκληρωθεί η διάταξη, μπορούμε τώρα να βγάλουμε τα αρχεία gerber και να τα στείλουμε στον αγαπημένο μας κατασκευαστή. Στην περίπτωσή μου στέλνω τα αρχεία στο PCBWay (δεν είμαι συνδεδεμένος, αλλά είχα πάντα καλή τύχη μαζί τους στο παρελθόν). Η διαδικασία παραγγελίας είναι απλή.

Τα Gerbers είναι προσαρτημένα παρακάτω

Βήμα 5: Πρόσοψη

Για να είναι μια σωστή μονάδα Eurorack, το τροφοδοτικό χρειάζεται έναν μπροστινό πίνακα. Και δεδομένου ότι παραγγέλνω ήδη ένα PCB γιατί να μην το κάνει να έχει και το ίδιο το PCB … Έτσι δημιούργησα ένα νέο έργο που παρουσίασε το έργο μου. Δεν είναι υπέροχο, αλλά θα κάνει τη δουλειά του.

Θα παρατηρήσετε εδώ ότι έπρεπε να εγκαταλείψω την ικανότητα αλυσίδας του συστήματος μου λόγω έλλειψης χώρου. Όλα τα έργα τέχνης δημιουργήθηκαν σε inkscape και στη συνέχεια μετατράπηκαν σε dxf και εισήχθησαν σε υψόμετρο. Αυτό έκανε γρήγορη δουλειά.

Για το led αποφάσισα να προσπαθήσω να τα κάνω να λάμψουν μέσα από τον μπροστινό πίνακα. Για να το κάνω αυτό έριξα εξ ολοκλήρου το πάνω στρώμα και έκανα ανοίγματα κύκλου με λίγα έργα τέχνης μέσα. Δεν το έχω ξαναδοκιμάσει αυτό, μπορεί να μην λειτουργήσει.

Δεδομένου ότι αυτό το τροφοδοτικό είναι για ένα μουσικό όργανο, προσπάθησα να έχω ένα μικρό θέμα μουσικής. Μπορεί να ήταν κουτσό, αλλά ήταν εύκολο να το φτιάξετε με μια γραμματοσειρά συμβόλου μουσικής.

Το Gerber για τον μπροστινό πίνακα βρίσκεται παρακάτω

Βήμα 6: Συστατικά

Τώρα που έχουμε τους πίνακες μας στο δρόμο τους, πρέπει να ανησυχούμε για την αγορά των υπόλοιπων εξαρτημάτων. Και για αυτό πρέπει να επιλέξετε διανομέα. Στην περίπτωσή μου, ο Mouser είχε την καλύτερη επιλογή εξαρτήματος για αυτό που χρειαζόμουν:

• Προσαρμογέας AC (418-TRH100A13502E126)
• Υποδοχή βαρελιού DC ελπιδοφόρα συμβατό με το παραπάνω στοιχείο (502-721AFMS)
• Rocker switch (691-651122-BB-1V)
• Reg LM2576-12 (926-LM2576S-12/NOPB)
• Δίοδος 1N5822 (511-1N5822)
• Επαγωγέας (673-PF0382.223NLT)
• Πυκνωτής (661-APSG160E222MJ20S)
• Πυκνωτής (661-APXG250A101MHA0G)
• Επαγωγέας (994-MSS1583-683MED)
• Πυκνωτής (80-A750MS108M1CAAE13)
• Κεφαλίδα (517-30316-6002)
• Τερματικό (571-624091)
• Βύσμα Crimp (571-6409051)
• Reg LM2576-5 (998-LM2576-5.0WU)
• Led (710-155124VS73200A)
• Led (710-155124RS73200A)
• Led (710-155124YS73200A)
• Βιδωτός ακροδέκτης (534-7689-3)

Τα υπόλοιπα είναι συστατικά ζελέ φασολιών:

• Αντίσταση 250 Ohm 0603
• Αντίσταση 100 Ohm 0603
• Αντίσταση 330 Ohm 0603

Δείτε το συνημμένο pdf για περισσότερες λεπτομέρειες (ρυθμίστε την ποσότητα σύμφωνα με το σχηματικό)

Βήμα 7: Συναρμολόγηση

Η διαδικασία συναρμολόγησης για αυτό είναι μια απλή παλιά βαρετή συγκόλληση.

Δεν θα αναφερθώ σε πολλές λεπτομέρειες σχετικά με αυτό, καθώς υπάρχουν τόσοι πολλοί οδηγοί αφιερωμένοι σε αυτό το θέμα.

Όλα τα εξαρτήματα πρέπει να κολληθούν στο σωστό σημείο και όλα πρέπει να λειτουργούν καλά.

Βήμα 8: Έγινε

Εδώ είμαστε η στιγμή της αλήθειας! Ισχύει; Θα πρέπει να ελέγξετε τα πάντα με ένα πολύμετρο προτού ενεργοποιήσετε οποιεσδήποτε μονάδες προφανώς. Είμαι πολύ ευχαριστημένος με το LED που λάμπει μέσα από τα πλήκτρα μουσικής! Είναι πανέμορφο.

Συνολικά αυτό το έργο είχε μεγάλη επιτυχία, αλλά σύντομα θα έρθει μια ενημέρωση προκειμένου να διορθωθούν ορισμένα ζητήματα που θα βελτιώσουν την προσαρμογή στις ράγες του Eurorack. Αλλά ως τροφοδοτικό στο πλάι είναι τέλειο.

Εδώ είναι μια μελωδία φτιαγμένη με το φρεσκοφτιαγμένο μου όργανο. Αν αναρωτιέστε πώς μπορεί να ακούγεται ένα modular synth, ακούστε το. Η έννοια του modular είναι να δημιουργήσετε ένα όργανο προσαρμοσμένο για εσάς. Αυτό που κάνει είναι πολύ μοναδικό και μου αρέσει η ιδέα να έχω ένα μοναδικά ηχητικό όργανο.

Δεν ήμουν πολύ σίγουρος για αυτήν την αρθρωτή τάση, καθώς δεν έχω προηγούμενη εμπειρία σε συνθεσάιζερ. Αλλά δεν έχω μετανιώσει. Και αν διστάζετε, θα σας ενθάρρυνα να το δοκιμάσετε. Είναι πολύ εύκολο να μεταπωλήσετε μονάδες και αν το φτιάξετε μόνοι σας όσο το δυνατόν περισσότερο, δεν είναι ακριβότερο από οποιοδήποτε άλλο όργανο καλής ποιότητας.

Κάποια μουσική φτιαγμένη με αυτό το συνθεσάιζερ μπορεί να βρεθεί εδώ:

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

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

soundcloud.com/benjamin-bonnal/unboldechil…

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