Zasilacz syntezatora Eurorack: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Witaj w moim Instruktażowym, jak zrobić DIY zasilacz do syntezatora Eurorack.

Proszę mieć świadomość, że moja wiedza na temat projektowania zasilaczy i syntezatora Eurorack nie ma sobie równych. Ostrożnie słuchaj moich rad. Nie będę ponosić odpowiedzialności za zniszczenie lub najgorsze twoje drogie moduły… W każdym razie Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o procesie, który zastosowałem, aby dostać się do gotowego produktu, zapraszam do dalszego przeczytania tej instrukcji.

Krok 1: Co to jest zasilacz syntezatora Eurorack?

Po pierwsze, czym jest Syntezator Eurorack? Eurorack jest rodzajem systemu modułowego używanego do tworzenia bardzo spersonalizowanego Syntezatora. W tym systemie syntezę dźwięku uzyskuje się poprzez połączenie sygnałów analogowych między różnymi modułami. Eurorack został po raz pierwszy wprowadzony przez niemiecką markę Doepfer, teraz przerósł wszystkie inne modułowe systemy syntezatorów.

„Połatanie” (czyli okablowanie) modułów pozwala na bardzo złożone udźwiękowienie, modulację dźwięku i sekwencjonowanie.

Ten rodzaj syntezatora modułowego jest szeroko stosowany w muzyce ambiance (ścieżka dźwiękowa Listen Stranger Things), w muzyce elektronicznej i elektronice generatywnej (Listen Colin Benders).

A co z zasilaniem?

W systemie Eurorack patchowanie dźwięku i modulacji odbywa się na przednim panelu urządzenia za pomocą gniazd mono lub stereo 3,5 mm. Aby interfejs użytkownika nie był zbyt zaśmiecony, całe zasilanie odbywa się przez złącze z tyłu modułu.

Zazwyczaj zasilanie jest dostarczane przez magistralę, która zasila każdy moduł równolegle z napięciem -12/+12 V, 5 V i masą. Magistrala przenosi również sygnały sterujące znane również jako CV (napięcia sterujące), ale sygnały te są rzadko używane. Moduły Eurorack są szeroko oparte na elektronice analogowej, stąd szyny napięciowe -12/+12 V. Ale ponieważ nowoczesne moduły DSP stają się coraz bardziej popularne (patrz Mutable Instruments), potrzeba dobrej szyny zasilającej 5 V jest bardzo ważna.

Po co robić zasilacz DIY?

Społeczność DIY wokół Eurorack Synth jest ogromna. Dzięki temu zasoby projektowe są dostępne dla każdego, kto chce je znaleźć.

Najpierw jestem kompletnym nowicjuszem w syntezatorach modułowych i chciałem dowiedzieć się więcej na ten temat. Pomyślałem, że samodzielne zaprojektowanie fragmentu mojego syntezatora nauczy mnie więcej niż przewijanie filmów na Youtube przez wieki, ale nie byłem jeszcze gotowy, aby zaryzykować zaprojektowanie modułu przetwarzania dźwięku. Dlatego wybrałem część „łatwą”: zasilacz.

Po drugie, chciałem mieć niestandardową obudowę z ładnie zintegrowanym z nią zasilaczem, dzięki czemu zarówno obudowa, jak i zasilacz zapewniłyby mi pożądany rezultat (najprawdopodobniej nie tak dobry, jak rozwiązania z półki, ale nie obchodzi mnie to za bardzo i tak nie jestem zawodowym muzykiem). Zrobię sprawę, gdy tylko dostanę szansę (uważaj na przyszłe instrukcje).

3. Posiadam licencję na projektanta Altium poprzez swoją pracę iw przeszłości robiłem płytki PCB. Nie powinno to być zbyt trudne, aby ta tablica działała.

Po czwarte i wreszcie, jestem tanim facetem i pomyślałem, dlaczego nie zaoszczędzić na drogich modułach zasilających. Biorąc to pod uwagę, myślę, że może być droższy niż niektóre z najpopularniejszych zasilaczy Eurorack. Szkoda dla mnie.

Krok 2: Wymagania

Jak widzieliśmy w poprzednim rozdziale, zasilacz składa się z 3 szyn napięciowych -12/+12V, 5V i oczywiście masy (lub 0V).

Istnieją dwie popularne strategie, które pozwalają osiągnąć ten sam wynik:

1. konstrukcja oparta na transformatorze z odczepem środkowym, aby uzyskać pływającą masę, zarówno wtórne są prostowane i regulowane, aby utworzyć podwójną szynę napięciową;
2. konstrukcja zasilacza DC, który jest następnie konwertowany do -12/+12 V z regulatorami impulsowymi

Pierwsze rozwiązanie jest świetne, bo wszystko jest wbudowane w zasilacz. Jako wejście pobiera napięcie 115/230 V AC. Ale musisz chcieć bawić się z głównym prądem przemiennym, a będziesz potrzebować nieporęcznego transformatora wewnątrz obudowy Eurorack. Lub potrzebujesz adaptera ściennego AC, który nie jest powszechnie dostępny, gdy tylko chcesz, aby Twój system miał więcej mocy.

Drugie rozwiązanie jest świetne, ponieważ może korzystać z potężnego laptopa, takiego jak cegła zasilająca. Ale regulator przełączający będzie niestety trochę bardziej głośny niż jego liniowy odpowiednik, który można zastosować w poprzednim rozwiązaniu. Również cegła zasilacza OEM może być dość droga.

W każdym razie nie chcę zajmować się pozyskiwaniem odpowiedniego transformatora ani angażować się w zabezpieczanie napięcia sieciowego. W związku z tym zasilacz, który zamierzamy wykonać będzie zasilaczem impulsowym. Wymagania:

moc wyjściowa około 1A @ -12V, 1A @ +12V i 2A @ 5V co daje oszałamiającą sumę około 34W plus trochę ciepła (prawdopodobnie zaoszczędzimy na ogrzewaniu domowym)

• możliwość łączenia łańcuchowego, dzięki czemu jeden klocek zasilający może być używany do wielu źródeł zasilania;
• być kompatybilne jako jednostka frontowa lub montowana wewnątrz obudowy syntezatora
• mieć spersonalizowany projekt, w całości wykonany z płytek drukowanych
• Przełącznik włącz / wyłącz
• Stan szyn napięciowych LED
• niskie napięcie wyjściowe hałasu, jeśli to możliwe;

Krok 3: Schematy

Aby stworzyć schemat dla tego zasilacza, musimy znaleźć regulatory impulsowe zdolne do dostarczania +12V i -12V z jednego zasilacza. Możemy mieć dwa różne układy scalone (układy scalone) dla szyny napięcia dodatniego i ujemnego, ale posiadanie tego samego uprościłoby projekt.

Zwykle szukam elementów elektronicznych za pomocą Digikey lub Mouser. Oba oferują naprawdę potężny system filtrowania, aby znaleźć określone części.

Mój wybór regulatora dla -12/+12 V to LM2576S-12 firmy TI.

Ogólnie rzecz biorąc, jeśli producent układów scalonych chce, abyś wykorzystał jego część, będzie miał ładny schemat ze wszystkim, czego potrzebujesz, aby schemat był prawidłowy. Na schemacie tego komponentu opisano dodatnie okablowanie zasilające, ujemne okablowanie zasilające, a nawet implementację filtra wyjściowego.

Na szynę 5V wybierzemy LM2576-5 od TI. Nie jest to najbardziej ekonomiczna opcja, ale oszczędza czas podczas projektowania płytki, ponieważ wszystkie pasywne elementy są takie same jak w wersji 12V. Również ślady stóp są takie same, co pozwala zaoszczędzić sporo czasu.

Istnieją 3 diody LED stanu, z których każda jest podłączona do szyny napięciowej, aby poinformować użytkownika, czy wszystko działa, czy nie.

Proszę spojrzeć na załączony schemat, aby uzyskać więcej informacji

Krok 4: Układ

Tworzenie layoutu nie jest łatwe, ale też nie jest trudne. To zawsze zależy od ograniczeń.

Tym razem moim głównym ograniczeniem było trzymanie wszystkiego w prostokącie o wymiarach 100mm na 60mm. Powody tych konkretnych wymiarów są następujące:

• mniej niż 100mm długości ze względu na system wyceny produkcji PCB dla małej objętości, który faworyzuje projekty o znacznie poniżej 100mm (szerokość lub długość), pamiętaj, że jestem tanim facetem:P
• mniej niż 60 mm szerokości, ponieważ chcę, aby moduł zmieścił się w obudowie Eurorack typu „skiff”, która zwykle ma bardzo ograniczoną głębokość.

Szerokość, dzięki której mogłem prześledzić zarys mojej płytki drukowanej, wypełnić ją i wykonać wszystkie wymagane ślady.

Zauważ, że jest to płyta dwustronna, posiadanie 4 warstw ułatwiłoby proces układania, ale kosztowałoby więcej. Aby nadal uzyskać ładną ziemię, większość moich śladów pozostawiłem na wierzchniej warstwie i rozłożyłem ziemię po obu stronach. Oba wylewy są zszyte wieloma przelotkami, aby zapewnić optymalne uziemienie, minimalizując w ten sposób hałas (miejmy nadzieję).

Zawsze warto mieć na uwadze ślad 3D twojego komponentu, ponieważ w przypadku zasilaczy te komponenty są zwykle dość duże.

Gdy układ jest gotowy, możemy teraz wyprowadzić pliki gerber i wysłać je do naszego ulubionego producenta. W moim przypadku pliki wysyłam do PCBWay (nie jestem zrzeszony, ale w przeszłości zawsze miałem z nimi szczęście). Proces zamawiania jest bardzo prosty.

Gerbery są dołączone poniżej

Krok 5: Panel przedni

Aby zasilacz mógł być odpowiednim modułem Eurorack, potrzebny jest panel przedni. A skoro już zamawiam płytkę, dlaczego nie zrobić, żeby miała ona również samą płytkę… W ten sposób stworzyłem nowy projekt i rozłożyłem swoją grafikę. Nie jest super, ale spełni swoje zadanie.

Zauważysz tutaj, że musiałem porzucić daisy-chainability mojego systemu z powodu braku miejsca. Cała grafika została stworzona w Inkscape, a następnie przekonwertowana do formatu dxf i zaimportowana do Altium. To sprawiło, że praca była szybka.

W przypadku ledów postanowiłem postarać się, aby prześwitywały przez przedni panel. Aby to zrobić, wylałem całą górną warstwę i zrobiłem okrągłe otwory z niewielką ilością grafiki w środku. Nigdy wcześniej tego nie próbowałem, może to nie zadziałać.

Ponieważ ten zasilacz jest przeznaczony do instrumentu muzycznego, starałem się mieć trochę motywu muzycznego. To może być kiepskie, ale łatwo było zrobić z czcionką symboli muzycznych.

Gerber dla panelu przedniego można znaleźć poniżej

Krok 6: Komponenty

Teraz, gdy mamy już nasze deski w drodze, musimy martwić się zakupem pozostałych komponentów. A do tego trzeba wybrać dystrybutora. W moim przypadku Mouser miał najlepszy wybór komponentów do tego, czego potrzebowałem:

• Zasilacz sieciowy (418-TRH100A13502E126)
• Złącze beczki DC, mam nadzieję, że jest zgodne z powyższym punktem (502-721AFMS)
• Przełącznik kołyskowy (691-651122-BB-1V)
• Reg LM2576-12 (926-LM2576S-12/NOPB)
• Dioda 1N5822 (511-1N5822)
• Cewka indukcyjna (673-PF0382.223NLT)
• Kondensator (661-APSG160E222MJ20S)
• Kondensator (661-APXG250A101MHA0G)
• Cewka (994-MSS1583-683MED)
• Kondensator (80-A750MS108M1CAAE13)
• Nagłówek (517-30316-6002)
• Terminal (571-624091)
• Złącze zaciskane (571-6409051)
• Reg LM2576-5 (998-LM2576-5.0WU)
• Led (710-155124VS73200A)
• Led (710-155124RS73200A)
• Led (710-155124YS73200A)
• Zacisk śrubowy (534-7689-3)

Reszta to składniki żelki:

• Rezystor 250 Ohm 0603
• Rezystor 100 Ohm 0603
• Rezystor 330 Ohm 0603

Zobacz dołączony plik pdf, aby uzyskać więcej informacji (dostosuj ilość zgodnie ze schematem)

Krok 7: Montaż

Proces montażu to zwykłe, stare, nudne lutowanie.

Nie będę zagłębiał się w to szczegółowo, ponieważ istnieje tak wiele instrukcji poświęconych temu tematowi.

Wszystkie elementy powinny być przylutowane w odpowiednim miejscu i wszystko powinno działać bez zarzutu.

Krok 8: Gotowe

Oto chwila prawdy !Czy się włącza ?Oczywiście przed włączeniem jakichkolwiek modułów należy wszystko sprawdzić multimetrem. Jestem bardzo zadowolony z diody LED, która świeci przez klawisze muzyczne! Jest wspaniały.

Ogólnie rzecz biorąc, ten projekt był wielkim sukcesem, ale wkrótce powinna pojawić się aktualizacja, aby poprawić niektóre problemy, które powinny poprawić dopasowanie do szyn Eurorack. Ale jako zasilacz montowany z boku jest idealny.

Oto melodia wykonana na moim świeżo zbudowanym instrumencie. Jeśli zastanawiasz się, jak może brzmieć syntezator modułowy, posłuchaj. Koncepcja modułowości polega na stworzeniu instrumentu dostosowanego do Ciebie. To sprawia, że jest to dość wyjątkowe i uwielbiam pomysł posiadania wyjątkowo brzmiącego instrumentu.

Nie byłem zbyt pewny wchodzenia w ten modularny trend, ponieważ nie mam wcześniejszego doświadczenia z syntezatorami. Ale nie żałuję. A jeśli się wahasz, zachęcam do wypróbowania. Odsprzedawanie modułów jest dość łatwe, a jeśli zbudujesz je samemu tak bardzo, jak to możliwe, nie jest droższe niż jakikolwiek inny instrument dobrej jakości.

Niektóre utwory muzyczne wykonane tym syntezatorem można znaleźć tutaj:

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

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

soundcloud.com/benjamin-bonnal/unboldechil…

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