Napájanie syntetizátora Eurorack: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Vitajte v mojom návode, ako vyrobiť napájací zdroj pre domácich majstrov pre syntetizátor Eurorack.

Uvedomte si prosím, že moje znalosti dizajnu napájania a syntetizátora Eurorack sú na špičkovej úrovni. Berte moje rady opatrne. Nebudem niesť zodpovednosť za zničenie vašich drahých modulov alebo za najhoršie … Každopádne Ak sa chcete dozvedieť viac o procese, ktorý som dodržal, aby som sa dostal k hotovému výrobku, pozývam vás na ďalšie prečítanie tohto návodu.

Krok 1: Čo je to zdroj napájania syntetizátora Eurorack?

Po prvé, čo je to syntetizátor Eurorack? Eurorack je typ modulárneho systému, ktorý sa používa na vytvorenie veľmi prispôsobeného syntetizátora. V tomto systéme sa syntéza zvuku dosahuje prepojením analógových signálov medzi rôznymi modulmi. Eurorack bol prvýkrát predstavený nemeckou značkou Doepfer, teraz prerástol všetky ostatné modulárne syntetické systémy.

„Patchovanie“(aka zapojenie) modulov umožňuje veľmi zložité vyjadrovanie, moduláciu zvuku a sekvenovanie.

Tento druh modulárneho syntetizátora je široko používaný v atmosférickej hudbe (soundtrack Listen Stranger Things), v elektronickej hudbe a v generatívnej elektronike (Listen Colin Benders).

Ako je to s napájaním?

V systéme Eurorack sa oprava zvuku a modulácie vykonáva na prednom paneli jednotky pomocou mono alebo stereo 3,5 mm konektorov. Aby nebolo používateľské rozhranie príliš preplnené, je dodávka energie vykonaná prostredníctvom konektora na zadnej strane modulu.

Napájanie sa zvyčajne dodáva prostredníctvom zbernice, ktorá napája každý modul paralelne s napätím -12/+12 V, 5 V a uzemnením. Zbernica nesie aj riadiace signály známe tiež ako CV (riadiace napätia), ale tieto signály sa používajú len zriedka. Moduly Eurorack sú široko založené na analógovej elektronike, teda napäťových koľajniciach -12/+12 V. Pretože sú však moderné moduly DSP stále obľúbenejšie (pozri Mutable Instruments), je veľmi dôležitá potreba dobrej 5V napájacej lišty.

Prečo si vyrobiť napájací zdroj pre domácich majstrov?

Komunita pre domácich majstrov okolo Eurorack Synth je obrovská. Vďaka tomu sú zdroje pre návrh k dispozícii každému, kto ich chce nájsť.

Najprv som úplný nováčik v modulárnom syntetizátore a chcel som sa o tom dozvedieť viac. Myslel som si, že navrhnutie časti môjho syntetizátora by ma naučilo viac ako dlhé roky posúvať videá na YouTube, ale ešte som nebol pripravený riskovať pri navrhovaní modulu na spracovanie zvuku. Preto som išiel na „jednoduchú“časť: napájanie.

Po druhé, chcel som vlastné puzdro s pekne integrovaným zdrojom napájania, takže puzdro aj zdroj zaistia, že dosiahnem požadovaný výsledok (s najväčšou pravdepodobnosťou nie tak dobrý ako riešenia mimo regálov, ale je mi to jedno) príliš veľa, aj tak nie som profesionálny hudobník). Prípad vyrobím hneď, ako budem mať príležitosť (hľadám inštrukcie pre budúcnosť).

Po tretie, mám prostredníctvom svojej práce licenciu na návrhára Altium a v minulosti som vyrábal dosky plošných spojov. Aby táto doska fungovala, nemalo by to byť príliš ťažké.

Po štvrté a nakoniec, som lacný človek a prišiel som na to, prečo veľa neušetriť na drahých moduloch napájania. To znamená, že si myslím, že to môže byť nakoniec drahšie ako niektoré z najpopulárnejších zdrojov napájania Eurorack. Škoda pre mňa.

Krok 2: Požiadavky

Ako sme videli v predchádzajúcej časti, napájací zdroj sa skladá z 3 napäťových koľajníc -12/+12V, 5V a samozrejme zo zeme (alebo 0V).

Na dosiahnutie rovnakého výsledku sú obľúbené dve stratégie:

1. transformátorový dizajn so stredovým kohútikom na dosiahnutie plávajúcej zeme, sekundárne sa usmerňujú a regulujú, aby sa vytvorila koľajnica s dvojitým napätím
2. konštrukcia napájania jednosmerným prúdom, ktorá sa potom pomocou spínacích regulátorov prevedie na -12/+12 V

Prvé riešenie je skvelé, pretože všetko je zabudované do napájacieho zdroja. Na vstup je potrebných 115/230V AC. Musíte však byť ochotní hrať sa s hlavným striedavým prúdom a vo vnútri skrinky Eurorack budete potrebovať objemný transformátor. Alebo budete potrebovať sieťový adaptér striedavého prúdu, ktorý nie je bežne dostupný, akonáhle chcete, aby váš systém mal viac energie.

Druhé riešenie je skvelé, pretože môže používať výkonný prenosný počítač. Spínací regulátor však bohužiaľ bude o niečo hlučnejší ako jeho lineárny náprotivok, ktorý je možné použiť v predchádzajúcom riešení. Tiež tehla napájania OEM môže byť dosť drahá.

V každom prípade sa nechcem zaoberať získavaním správneho transformátora ani sa nechcem podieľať na tavení sieťového napätia. Napájanie, ktoré budeme vyrábať, bude teda založené na spínacom režime. Požiadavky:

výkon okolo 1A @ -12V, 1A @ +12V a 2A @ 5V pre neuveriteľných 344 W plus nejaké teplo (pravdepodobne ušetríme na vykurovaní domácnosti)

• byť zapojené do reťazca, aby bolo možné jednu napájaciu kocku použiť na viacnásobné napájanie
• byť kompatibilné ako predná jednotka alebo namontované vo vnútri puzdra syntetizátora
• majú prispôsobený dizajn, všetky vyrobené z obvodových dosiek
• vypínač
• Stav napäťových koľajníc LED
• výstupné napätie s nízkym šumom, ak je to možné

Krok 3: Schémy

Aby sme vytvorili schému pre tento zdroj napájania, musíme nájsť spínacie regulátory schopné dodávať +12V a -12V z jedného zdroja. Môžeme mať dva rôzne integrované obvody (IC) pre kladnú a zápornú napäťovú lištu, ale to isté by zjednodušilo návrh.

Elektronické súčiastky obvykle hľadám pomocou Digikey alebo Mouser. Oba ponúkajú skutočne výkonný filtračný systém na nájdenie konkrétnych dielov.

Môj výber regulátora pre -12/+12 V je LM2576S -12 od TI.

Všeobecne povedané, ak výrobca IC chce, aby ste použili jeho časť, bude mať peknú schému so všetkým, čo potrebujete na správne schematické zapojenie. V schéme pre tento komponent je popísané kladné napájacie vedenie, záporné napájacie vedenie a dokonca aj implementácia výstupného filtra.

Pre koľajnicu 5V pôjdeme s LM2576-5 od TI. Toto nie je najekonomickejšia možnosť, ale šetrí čas pri navrhovaní dosky, pretože všetky pasívne prvky sú rovnaké ako pre verziu 12V. Stopy sú tiež rovnaké, čo šetrí veľa času.

K dispozícii sú tri stavové diódy LED, z ktorých každá je pripojená k napäťovej lište, aby používateľovi oznámil, či všetko funguje alebo nie.

Bližšie informácie nájdete v priloženej schéme

Krok 4: Rozloženie

Vytvorenie rozloženia nie je jednoduché, ale ani ťažké. Vždy to závisí od obmedzení.

Mojou hlavnou zákazkou bolo tentokrát udržať všetko vo vnútri obdĺžnika s rozmermi 100 mm x 60 mm. Dôvody týchto konkrétnych rozmerov sú nasledujúce:

• dĺžka je menšia ako 100 mm, pretože v systéme citácií výroby plošných spojov pre nízky objem, ktorý výrazne podporuje návrhy do 100 mm (šírky alebo dĺžky), pamätajte, že som lacný človek: P
• šírka menej ako 60 mm, pretože chcem, aby sa modul zmestil do „skifa“puzdra Eurorack, ktoré má zvyčajne veľmi obmedzenú hĺbku.

Šírka, v mysli, že by som mohol vystopovať obrys svojej DPS, naplniť ju a vytvoriť všetky požadované stopy.

Všimnite si, že ide o obojstrannú dosku, ktorá má 4 vrstvy, by uľahčilo proces rozloženia, ale bolo by drahšie. Aby som mal stále peknú pôdu, nechal som väčšinu svojich stôp na vrchnej vrstve a z oboch strán som nalial zem. Obe výlevky sú zošité mnohými priechodmi, aby sa zaistilo optimálne uzemnenie, čím sa minimalizuje hluk (dúfajme).

Vždy je užitočné mať na pamäti 3D stopu vášho komponentu, pretože pri napájaní sú tieto komponenty zvyčajne dosť veľké.

Akonáhle je rozloženie hotové, môžeme teraz vygenerovať súbory gerber a odoslať ich nášmu obľúbenému výrobcovi. V mojom prípade posielam súbory do PCBWay (nie som pridružený, ale v minulosti som s nimi mal vždy šťastie). Proces objednávania je veľmi jednoduchý.

Gerbery sú pripevnené nižšie

Krok 5: Predný panel

Aby bol napájací zdroj správnym modulom Eurorack, potrebuje predný panel. A keď už si objednávam DPS, prečo nevyrobiť aj samotný DPS … Vytvoril som teda nový projekt a rozložil svoje výtvarné dielo. Nie je to super skvelé, ale svoju prácu to zvládne.

Tu si všimnete, že som musel kvôli nedostatku miesta prerušiť reťazivosť svojho systému. Všetky umelecké diela boli vytvorené v inkscape, potom boli prevedené na dxf a importované do altia. Vďaka tomu sa to rýchlo podarilo.

Pokiaľ ide o LED diódy, rozhodol som sa ich skúsiť presvitať cez predný panel. Aby som to urobil, nalial som úplne hornú vrstvu a urobil kruhové otvory s malým umeleckým dielom vo vnútri. Nikdy som to neskúsil, možno to nebude fungovať.

Pretože tento zdroj je pre hudobný nástroj, pokúsil som sa uviesť malú hudobnú tému. Možno to bolo chromé, ale bolo ľahké to urobiť pomocou písma so symbolom hudby.

Gerber pre predný panel nájdete nižšie

Krok 6: Komponenty

Teraz, keď sú naše dosky na ceste, musíme sa starať o nákup zostávajúcich komponentov. A na to si musíte vybrať distribútora. V mojom prípade mal Mouser najlepší výber komponentov pre to, čo som potreboval:

• Sieťový adaptér (418-TRH100A13502E126)
• Hlavný konektor DC je pravdepodobne kompatibilný s vyššie uvedenou položkou (502-721AFMS)
• Kolískový spínač (691-651122-BB-1V)
• Reg LM2576-12 (926-LM2576S-12/NOPB)
• Dióda 1N5822 (511-1N5822)
• Induktor (673-PF0382.223NLT)
• Kondenzátor (661-APSG160E222MJ20S)
• Kondenzátor (661-APXG250A101MHA0G)
• Induktor (994-MSS1583-683MED)
• Kondenzátor (80-A750MS108M1CAAE13)
• Hlavička (517-30316-6002)
• Terminál (571-624091)
• Krimpovací konektor (571-6409051)
• Reg LM2576-5 (998-LM2576-5.0WU)
• LED (710-155124VS73200A)
• LED (710-155124RS73200A)
• LED (710-155124YS73200A)
• Skrutkový terminál (534-7689-3)

Ostatné sú zložky želé:

• Odpor 250 Ohm 0603
• Rezistor 0603 100 Ohm
• Odpor 0603 330 Ohm

Bližšie informácie nájdete v priloženom pdf (množstvo upravte podľa schémy)

Krok 7: Zostavenie

Proces montáže je obyčajné nudné spájkovanie.

Nebudem sa o tom podrobnejšie zaoberať, pretože na túto tému je venovaných toľko návodov.

Všetky komponenty by mali byť spájkované na správnom mieste a všetko by malo fungovať dobre.

Krok 8: Hotovo

Tu sme okamih pravdy! Zapína sa? Predtým, ako začnete napájať akékoľvek moduly, by ste mali všetko skontrolovať multimetrom. Som veľmi spokojný s diódou LED, ktorá svieti cez hudobné klávesy! Je to nádherné

Celkovo bol tento projekt veľkým úspechom, ale čoskoro by mala prísť aktualizácia, aby sa napravili niektoré problémy, ktoré by mali zlepšiť prispôsobenie koľajniciam Eurorack. Ako bočný napájací zdroj je však perfektný.

Tu je melódia vyrobená z môjho čerstvo postaveného nástroja. Ak vás zaujíma, ako by mohol znieť modulárny syntetizátor, počúvajte. Modulárny koncept je vytvoriť nástroj, ktorý je prispôsobený vám. Vďaka tomu je to celkom jedinečné a milujem myšlienku mať jedinečne znejúci nástroj.

Nebol som si istý, či ísť do tohto modulárneho trendu, pretože nemám žiadne predchádzajúce skúsenosti so syntetizátormi. Ale neľutujem. A ak váhate, povzbudil by som vás, aby ste to vyskúšali. Predať moduly je celkom jednoduché a ak si ich sami čo najviac postavíte, nie je drahšie ako ktorýkoľvek iný kvalitný nástroj.

Niektorú hudbu vytvorenú týmto syntetizátorom nájdete tu:

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

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

soundcloud.com/benjamin-bonnal/unboldechil…

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