Zynthian: Open Synth Platform (Zynthian Basic KIT V2): 19 kroków

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

Zynthian to otwarty projekt, którego celem jest stworzenie platformy Open Synth opartej na wolnym oprogramowaniu i otwartych specyfikacjach i projektach sprzętu (jeśli są dostępne). To projekt oparty na społeczności.

Kieszonkowe dzieci

Ten samouczek jest oparty na Zynthian Basic Kit v2, który można znaleźć w sklepie Zynthian.

Inne zestawy są również dostępne, jeśli jesteś muzykiem lub miłośnikiem, a twoje umiejętności elektroniczne są ograniczone. Zapoznaj się z przypadkami sukcesu.

Krok 1: Zestawienie materiałów, wymagane umiejętności i narzędzia

Zestawienie materiałów

• Zynthian Basic Kit (niestandardowe płytki PCB, części elektroniczne, okablowanie i pokrętła)
• Zestaw etui
• Raspberry Pi 3 (lub Raspberry Pi 2)
• Karta dźwiękowa HifiBerry DAC+
• OzzMaker PiScreen 3,5-calowy wyświetlacz dotykowy
• Zasilacz do Raspberry Pi (5.1v 2.4A ze złączem microUSB)
• Karta SD 16 GB (dobra, proszę!)

Wymagane umiejętności

Do budowy sprzętu powinieneś posiadać następujące podstawowe kompetencje:

• Lutowanie
• Podstawowe rozumienie czytania podstawowych schematów obwodów elektronicznych
• Przyjemność pracy ze sprzętem i częściami elektronicznymi

Narzędzia

A oto lista wymaganych i zalecanych narzędzi:

• Lutownica
• lut cynowy
• Przecinak do drutu
• Małe szczypce
• Wkrętaki Philips
• Klucz do nakrętek potencjometrów (zalecany)
• Uchwyt PCB do lutowania (bardzo polecam!)
• Mała żelazna szczotka (bardzo polecana!)
• Szkło powiększające (zalecane)
• Imadło (zalecane)
• Piła ręczna do metalu (zalecane)
• Multimetr (zalecane!)

Krok 2: Montaż modułów kontrolera

Zestaw modułu sterownika składa się z:

• 4 x płytki kontrolera
• 4 x enkodery obrotowe z przełącznikiem (PEC11R-4215K-S0024)
• 4 x kondensator ceramiczny 100nF (C1)
• 8 x kondensator ceramiczny 10nF (c2, c3)
• 4 x 4-pinowe męskie złącze kątowe JST

Te komponenty są używane do budowy 4 modułów kontrolera, które tworzą stronę wejściową fizycznego interfejsu użytkownika Zynthian. Każdy sterownik zawiera inkrementalny enkoder obrotowy i przełącznik, więc do jego podłączenia potrzebne są 4 przewody (A, B, SW, GND).

Oto kroki do zbudowania jednego modułu:

1. Zagnij zaczepy zabezpieczające enkodera do 75º, aby można było włożyć go w górną stronę płytki PCB (strona oznaczona!). Proszę zachować szczególną ostrożność podczas zginania zakładek, ponieważ obudowa enkodera jest dość delikatna i może ulec deformacji. Polecam używać małych szczypiec i nie sięgających do 90º.
2. Ustaw kondensator 100nF w pozycji C1 (najbardziej w prawo!). Służy do odbicia przełącznika wciskanego (SW).
3. Umieść kondensatory 2 x 10nF w pozycjach C2 i C3. Służą one do odbicia styków enkodera obrotowego (A, B).
4. Ostrożnie przylutuj enkoder i kondensatory.
5. Umieść złącze JST na spodzie płytki PCB, bolcami kątowymi skierowanymi do wewnątrz (patrz zdjęcie!)
6. Ostrożnie przylutuj złącze JST.
7. Za pomocą szczypiec ponownie zamknij zakładki enkodera, próbując „złapać” płytkę drukowaną.

Musisz zbudować 4 moduły kontrolera, więc musisz powtórzyć kroki 4 razy.

Krok 3: Montaż modułu All-In-One

Zestaw modułu All-In-One składa się z:

• 1 x płytka PCB typu „wszystko w jednym”
• 1 x ekspander GPIO MCP23017 => 28-pinowy układ scalony
• 3 x transoptor H11L1 (OC1, OC2, OC3) => 6-pin IC
• 3 x dioda 1N4148 (D1, D3, D4)
• 1 x dioda 1N5819 (D2)
• 3 x rezystor 1K (R3, R4, R9) => brązowo-czarno-czerwony (*)
• 1 x rezystor 10K (R10) => brązowo-czarno-pomarańczowy (*)
• 1 x rezystor 100 (R1) => brązowo-czarno-brązowy (*)
• 2 x rezystor 4K7 (R5, R7) => żółto-fioletowo-czerwony (*)
• 3 x rezystor 470 (R2, R6, R8) => żółto-fioletowo-brązowy (*)
• 4 x kondensator ceramiczny 100nF (C1, C2, C3, C4)
• 7 x 4-pinowe złącze męskie JST
• 1 x 40-stykowe dwurzędowe złącze męskie

(*) Czytaj od lewej do prawej z pierścieniem tolerancji (złoty lub srebrny) po prawej stronie.

Oto kroki do zbudowania modułu All-In-One:

1. Umieść elementy pasywne (rezystory i kondensatory) w górnej części płytki drukowanej (strona oznaczona!).
2. Ostrożnie lutuj elementy. Zawsze unikaj przegrzania!
3. Umieść układy scalone i diody w górnej części płytki drukowanej (strona oznaczona!). Zwróć uwagę na orientację tych elementów!!
4. Ostrożnie lutuj elementy. Zawsze unikaj przegrzania! (*)
5. Umieść złącza w górnej części PCB (strona oznaczona!).
6. Ostrożnie lutuj elementy. Zawsze unikaj przegrzania! (*)

(*) Możesz użyć taśmy do mocowania elementów podczas lutowania, szczególnie do układów scalonych i złączy.

Krok 4: Poprawienie karty dźwiękowej HifiBerry DAC+

Jeśli używasz karty dźwiękowej HifiBerry DAC+ (również wersji lite i pro), powinieneś dodać 2 dodatkowe złącza do płyty:

• 40-rzędowe złącze męskie GPIO, do podłączenia głównej magistrali taśmowej
• 3-pinowe złącze nagłówkowe, do podłączenia dodatkowych złączy jack wyjścia liniowego audio

Oba złącza muszą być umieszczone na górnej stronie płytki, więc styki należy przylutować od spodu.

OSTRZEŻENIE! Lutowanie dużego 40-pinowego złącza może być trudne, jeśli nie masz wystarczającej praktyki.

Krok 5: Poprawienie wyświetlacza dotykowego OzzMaker PiScreen 3,5 cala

Standardowy wyświetlacz dotykowy OzzMaker PiScreen 3,5” posiada 2 złącza: złącze żeńskie gotowe do podłączenia wyświetlacza w postaci kapelusza oraz złącze męskie umieszczone z boku. Oficjalna aluminiowa obudowa i kabel taśmowy są przeznaczone do bocznego złącza męskiego. Złącze żeńskie może być denerwujące i powinno zostać usunięte, aby lepiej zamknąć obudowę.

Jeśli dostałeś swój PiScreen z zestawu "Bundle-All", prawdopodobnie nie masz tego irytującego złącza żeńskiego, więc masz szczęście i nie musisz tutaj nic robić. Jeśli go masz, weź piłę i ostrożnie wyjmij złącze.

Inne karty dźwiękowe i wyświetlacze Jeśli używasz innej karty dźwiękowej lub wyświetlacza, musisz znaleźć najlepszy sposób na jej zintegrowanie.

Krok 6: Budowa złączy MIDI-IN/OUT/THRU

Przed zamontowaniem złączy MIDI-IN/OUT/THRU do obudowy przylutujemy potrzebne przewody, które umożliwią podłączenie go do układu All-In-One za pomocą złącza JST. Robienie tego w ten sposób jest raczej wygodniejsze niż próba lutowania wewnątrz obudowy z całym bałaganem okablowania.

Przewody połączeniowe JST

• JST Biały (1) => Anoda LED (czerwony przewód/długi przewód LED)
• JST Żółty (2) => Katoda LED (czarny przewód/krótki przewód LED)
• JST Czarny (3) => pin 5 złącza MIDI
• JST Czerwony (4) => pin 4 złącza MIDI

Jeśli chcesz (zdecydowanie polecam!), możesz zabezpieczyć styki za pomocą koszulki termokurczliwej (czerwone fragmenty tulei na zdjęciu). W takim razie pamiętaj o włożeniu tulejek przed lutowaniem;-)

Krok 7: Budowa złączy wyjścia audio JACK

W ten sam sposób przed zamontowaniem złącz Jack w obudowie przylutujemy potrzebne przewody. Możesz również użyć rękawa termokurczliwego.

Krok 8: Zamontuj diody LED aktywności MIDI

Włóż 3 diody LED w otwory obudowy. Możesz naciskać diody LED czymś sztywniejszym niż palec. Uchwyt śrubokręta może być w porządku.

Po zakończeniu należy przylutować 2 przewody LED (czerwony/czarny) z 2 zapasowymi przewodami w wiązce MIDI JST (biały/żółty). Polaryzacja jest ważna, więc nie krzyżuj przewodów:

• JST Biały przewód (1) => Anoda LED (czerwony przewód/długi przewód)
• JST Żółty przewód (2) => Katoda LED (czarny przewód/krótki przewód LED)

Po przylutowaniu wszystkich 3 diod, warto zabezpieczyć połączenie koszulką termokurczliwą, taśmą klejącą lub klejem termotopliwym.

Krok 9: Montaż obudowy (opcjonalnie)

Jeśli używasz Zynthian Aluminium Case Kit, który jest kompatybilny z Zynthian Basic Kit v2, możesz wykonać kolejne kroki (szczegółowe kroki znajdziesz tutaj):

Złóż główny blok obliczeniowy Główny blok obliczeniowy składa się z RBPi i karty dźwiękowej HifiBerry.

Zabezpiecz główny blok obliczeniowy Po złożeniu głównego bloku obliczeniowego należy go przymocować do obudowy. Użyj 4 czarnych śrub M2,5

Zamocuj moduł All-In-OneZamocuj moduł All-In-One do obudowy za pomocą 4 separatorów i 8 śrub M2,5.

Zabezpiecz złącza Jack Umieść pierścienie na zewnętrznej stronie obudowy, aby uniknąć uszkodzenia powierzchni obudowy podczas dokręcania nakrętek.

Zabezpiecz złącza MIDI-IN/OUT/THRU

Wystarczy włożyć złącze z przewodem JST od zewnętrznej strony obudowy i nakrętkę od wewnętrznej strony. Do zaciśnięcia może być przydatna para szczypiec.

Zamontuj diody LED aktywności MIDI (opis powyżej)

Zabezpiecz wyświetlacz

Składa się z 4 śrub, 4 nakrętek i 4 nylonowych przekładek. Przed zamocowaniem ekranu nie zapomnij usunąć plastikowego arkusza ochronnego.

Przymocuj kontrolery Zamocuj 4 moduły kontrolera do pokrywy obudowy za pomocą 4 śrub i podkładek dołączonych do każdego enkodera obrotowego. WAŻNE: Aby uniknąć problemów przy zamykaniu obudowy, zalecam montowanie modułów kontrolera złączami skierowanymi do siebie.

Włóż gałki Pokrętła należy włożyć do enkoderów przed zamknięciem obudowy. Pozwoli to uniknąć nadmiernego forsowania enkoderów, ponieważ w przeciwnym razie możesz je złamać.

Krok 10: Podłącz główną magistralę wstęgową

Podłącz kabel głównej magistrali wstęgowej do 40-stykowego złącza RBPi, a także do modułu All-In-One

Krok 11: Podłącz kontrolery do urządzenia wielofunkcyjnego

Podłącz 4 podwójne kable JST do 4 złączy kontrolera w module All-In-One (CTRL1, CTRL2, CTRL3, CTRL4)

Krok 12: Podłącz MIDI

Podłącz 2 kable JST ze złączy MIDI do złączy MIDI-IN, MIDI-OUT i MIDI-THRU w module All-In-One.

Krok 13: Podłącz 4 moduły kontrolera

Połącz 4 moduły kontrolera zgodnie z właściwą numeracją: od góry do dołu i od lewej do prawej.

Krok 14: Podłącz złącze Jack

Podłącz złącze Jack do pomocniczego złącza wyjścia audio na karcie dźwiękowej HifiBerry. To 3-pinowe złącze JST, które wcześniej wlutowałeś.

Krok 15: Podłącz wyświetlacz

I na koniec podłącz 26-stykowe złącze wstążki do męskiego złącza bocznego wyświetlacza. Zwróć uwagę na orientację. Czerwony przewód powinien być pinem 1 oznaczonym na powierzchni PCB wyświetlacza.

Krok 16: Dwukrotnie sprawdź montaż i okablowanie części

Łatwo o pomyłkę podczas montażu części lub podłączania przewodów. Niektóre błędy mogą być niebezpieczne dla elementów elektronicznych (zwarcie, niektóre specyficzne kombinacje złego okablowania), więc lepiej mieć pewność, że wszystko jest prawidłowo zmontowane i podłączone.

Zwróć szczególną uwagę na połączenie szyny wstęgowej i sprawdź, czy czerwony przewód znajduje się na styku 1 dla każdego złącza. Zwróć także uwagę na złącza audio jack i sprawdź, czy są prawidłowo podłączone do karty dźwiękowej Hifiberry.

Krok 17: Pierwsze uruchomienie

Kiedy masz pewność, że wszystko jest na swoim miejscu, czas uruchomić komputer, więc:

1. Włóż kartę SD z obrazem zynthian gotowym do uruchomienia. Jeśli jeszcze go nie masz, przeczytaj to. Kartę SD można włożyć przez „okno” na spodzie obudowy. Ponadto, jeśli sprawa jest nadal otwarta, możesz to zrobić od góry.
2. Podłącz złącze zasilania mini-usb. Zalecana jest dobra ładowarka micro-usb 5 V (> 2 A).

Oto etapy, które powinieneś zobaczyć podczas uruchamiania:

1. Po 5-10 sekundach pojawi się ekran powitalny Zynthian
2. Po 3-4 sekundach zrobi się czarny
3. Jeśli używasz świeżego obrazu zynthian i jest to pierwszy rozruch, etapy 1 i 2 zostaną powtórzone
4. Po 5-10 sekundach pojawi się zynthian UI

Jeśli zdobędziesz Zynthian UI, gratulacje!!! Jesteś naprawdę blisko!

Jeśli nie pojawi się ekran błędu lub pusty ekran, pech! Prawdopodobnie popełniłeś jakiś błąd podczas montażu. Musisz zlokalizować i rozwiązać problem(y).

Jeśli używasz obrazu SD Aruk RC-3 (powinieneś!), zauważysz, że kontrolery w ogóle nie działają. Ten obraz SD jest wstępnie skonfigurowany do pracy z zestawem v2, więc musisz skonfigurować oprogramowanie do pracy z zestawem v3. Najprostszym sposobem na to jest użycie narzędzia webconf:

• Podłącz zynthian do sieci lokalnej za pomocą kabla Ethernet (RJ-45).
• W przeglądarce internetowej uzyskaj dostęp do narzędzia webconf narzędzia zynthian, wpisując „zynthian.local” w pasku adresu. Jeśli to nie zadziała, spróbuj z adresem IP. Możesz uzyskać adres IP swojego zynthian, przechodząc do menu administracyjnego i klikając „Informacje o sieci”. Powinieneś to zrobić za pomocą interfejsu „dotykowego”: Kliknij górny pasek patyczkiem (lub paznokciem, jeśli nie jest zbyt szeroki), aż znajdziesz się w menu administratora. Gdy już tam będziesz, zejdź na dół i kliknij „Informacje o sieci”.
• Wpisz hasło (malinowe) do logowania do narzędzia webconf.
• Po zalogowaniu musisz przejść do Sprzęt->Zestaw i wybrać „Zestaw V3”.
• Zapisz zmiany i zrestartuj Zynthian.

Krok 18: Testowanie swojego Zynthian Box

1. Przetestuj kontrolery i interfejs użytkownika
2. Przetestuj wyjście audio
3. Przetestuj podsystem MIDI
4. Przetestuj wejścia MIDI-USB
5. Przetestuj złącze MIDI-IN

Krok 19: Referencje

Wszystkie kroki budowania znajdziesz na wiki.zynthian.org.