Zynthian: Platforma Open Synth (Zynthian Basic KIT V2): 19 krokov

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-13 06:58

Zynthian je otvorený projekt s cieľom vytvoriť platformu Open Synth založenú na slobodnom softvéri a otvorených hardvérových špecifikáciách a dizajnoch (ak sú k dispozícii). Je to komunitný projekt.

Zásoby

Tento návod je založený na Zynthian Basic Kit v2, ktorý nájdete v obchode Zynthian.

K dispozícii sú aj ďalšie súpravy, ak ste hudobník alebo nadšenec a vaše elektronické znalosti sú obmedzené. Pozrite sa na prípady úspechu.

Krok 1: Kusovník, požadované zručnosti a nástroje

Kusovník

• Základná sada Zynthian (vlastné dosky plošných spojov, elektronické súčiastky, zapojenie a gombíky)
• Sada kufrov
• Raspberry Pi 3 (alebo Raspberry Pi 2)
• HifiBerry DAC+ souncard
• 3,5-palcový dotykový displej OzzMaker PiScreen
• Napájací adaptér pre Raspberry Pi (5,1 v 2,4 A s konektorom microUSB)
• 16 GB karta SD (dobrá, prosím!)

Požadované schopnosti

Na stavbu hardvéru by ste mali mať nasledujúce základné kompetencie:

• Spájkovanie
• Základné porozumenie čítania základných schém elektronických obvodov
• Radosť z práce s elektronickým hardvérom a súčiastkami

Nástroje

A toto je zoznam požadovaných a odporúčaných nástrojov:

• Spájkovačka
• Cínová spájka
• Drôtová rezačka
• Malý kliešť
• Skrutkovače Philips
• Kľúč na matice potenciometra (odporúča sa)
• Držiak DPS na spájkovanie (veľmi odporúčané!)
• Malá železná kefa (veľmi odporúčané!)
• Lupa (odporúča sa)
• Zverák (odporúča sa)
• Ručná píla na kov (odporúča sa)
• Multimetr (odporúča sa!)

Krok 2: Zostavenie modulov ovládača

Súprava modulov ovládača pozostáva z:

• 4 x PCB radiča
• 4 x rotačné snímače s vypínačom (PEC11R-4215K-S0024)
• 4 x keramický kondenzátor 100nF (C1)
• 8 x keramický kondenzátor 10nF (c2, c3)
• 4 x 4-kolíkový konektor JST s vonkajším uhlom

Tieto komponenty sa používajú na zostavenie 4 modulov radiča, ktoré tvoria vstupnú stranu fyzického používateľského rozhrania Zynthian. Každý ovládač obsahuje inkrementálny rotačný snímač a spínač, takže na jeho pripojenie sú potrebné 4 vodiče (A, B, SW, GND).

Toto sú kroky na zostavenie jedného modulu:

1. Ohnite zaisťovacie západky kodéra na 75 °, aby ste ho mohli vložiť do hornej časti dosky plošných spojov (označená strana!). Pri ohýbaní chlopní buďte veľmi opatrní, pretože puzdro kodéra je dosť krehké a môže sa zdeformovať. Odporúčam použiť malú klieštinu, ktorá nesmie dosiahnuť 90 stupňov.
2. Umiestnite kondenzátor 100nF do polohy C1 (úplne vpravo!). Toto je na odpojenie tlačidlového spínača (SW).
3. Umiestnite kondenzátory 2 x 10 nF do polohy C2 a C3. Tieto slúžia na odblokovanie kontaktov rotačného snímača (A, B).
4. Kodér a kondenzátory opatrne spájkujte.
5. Umiestnite konektor JST do spodnej časti dosky plošných spojov uhlovými kolíkmi smerom dovnútra (pozrite si fotografiu!)
6. Konektor JST opatrne spájkujte.
7. Pomocou klieští znova zatvorte karty kodéra a pokúste sa "chytiť" DPS.

Musíte zostaviť 4 moduly ovládača, takže budete musieť kroky zopakovať 4 -krát.

Krok 3: Zostavenie modulu All-In-One

Súprava modulov All-In-One pozostáva z:

• 1 x doska plošných spojov All-In-One
• 1 x GPIO expandér MCP23017 => 28-kolíkový IC
• 3 x optočlen H11L1 (OC1, OC2, OC3) => 6-kolíkový IC
• 3 x dióda 1N4148 (D1, D3, D4)
• 1 x dióda 1N5819 (D2)
• 3 x odpor 1K (R3, R4, R9) => hnedo-čierno-červený (*)
• 1 x odpor 10K (R10) => hnedo-čierno-oranžový (*)
• 1 x odpor 100 (R1) => hnedo-čierno-hnedý (*)
• 2 x odpor 4K7 (R5, R7) => žlto-purpurovo-červený (*)
• 3 x odpor 470 (R2, R6, R8) => žlto-purpurovo-hnedý (*)
• 4 x keramický kondenzátor 100nF (C1, C2, C3, C4)
• 7 x 4-kolíkový konektor JST male
• 1 x 40-kolíkový dvojradový zástrčkový konektor

(*) Čítajte zľava doprava s tolerančným krúžkom (zlatým alebo strieborným) vpravo.

Toto sú kroky na zostavenie modulu All-In-One:

1. Pasívne komponenty (odpory a kondenzátory) umiestnite na vrchnú stranu dosky plošných spojov (označená strana!).
2. Súčasti opatrne spájkujte. Vždy sa vyhnite prehriatiu!
3. Integrované obvody a diódy umiestnite na vrchnú stranu dosky plošných spojov (označená strana!). Dávajte pozor na orientáciu týchto komponentov !!
4. Súčasti opatrne spájkujte. Vždy sa vyhnite prehriatiu! (*)
5. Konektory umiestnite na vrchnú stranu dosky plošných spojov (označená strana!).
6. Súčasti opatrne spájkujte. Vždy sa vyhnite prehriatiu! (*)

(*) Na upevnenie komponentov počas spájkovania môžete použiť pásku, špeciálne pre integrované obvody a konektory.

Krok 4: Vyladenie zvukovej karty HifiBerry DAC+

Ak používate zvukovú kartu HifiBerry DAC+ (tiež verzie lite & pro), mali by ste na dosku pridať ďalšie 2 konektory:

• 40-kolíkový konektor GPIO samec, na pripojenie hlavného plochého kábla zbernice
• 3-kolíkový konektor, pre pripojenie ďalších konektorov Jack pre zvukový výstup

Oba konektory musia byť umiestnené na hornej strane dosky, takže kontakty by ste mali spájkovať na spodnej strane.

VÝSTRAHA! Spájkovanie veľkého 40-kolíkového konektora môže byť náročné, ak nemáte dostatok praxe.

Krok 5: Vyladenie 3,5-palcového dotykového displeja OzzMaker PiScreen

Štandardný 3,5-palcový dotykový displej OzzMaker PiScreen má 2 konektory: ženský konektor pripravený na pripojenie displeja ako klobúk a mužský konektor umiestnený na boku. Oficiálne hliníkové puzdro a plochý kábel sú navrhnuté pre konektor bočného konektora. Zásuvka môže byť nepríjemná a mala by byť odstránená, aby sa lepšie uzatvorilo puzdro.

Ak ste dostali svoj PiScreen zo súpravy „Bundle-All“, pravdepodobne nemáte tento otravný ženský konektor, takže máte šťastie a nemusíte tu nič robiť. Ak ho máte, vezmite pílu a opatrne vyberte konektor.

Ostatné zvukové karty a displeje Ak používate inú zvukovú kartu alebo displej, budete musieť nájsť najlepší spôsob, ako ich integrovať.

Krok 6: Zostavenie konektorov MIDI-IN/OUT/THRU

Pred montážou konektorov MIDI-IN/OUT/THRU do puzdra spájkujeme potrebné vodiče, ktoré umožňujú jeho pripojenie k obvodu All-In-One pomocou konektora JST. Robiť to týmto spôsobom je oveľa pohodlnejšie ako pokúšať sa spájkovať vo vnútri puzdra so všetkým neporiadkom v zapojení.

JST Konektorové vodiče

• JST biela (1) => anóda LED (červený vodič LED/dlhý vodič)
• JST žltá (2) => katóda LED (čierny vodič/krátky vodič LED)
• JST čierna (3) => pin 5 konektora MIDI
• JST červená (4) => pin 4 konektora MIDI

Ak chcete (dôrazne odporúčam, aby ste to urobili!), Môžete chrániť kontakty pomocou teplom zmrštiteľného puzdra (kusy červeného puzdra na fotografii). V takom prípade nezabudnite pred spájkovaním vložiť kusy puzdra;-)

Krok 7: Zostavenie konektorov zvukového výstupu JACK

Rovnakým spôsobom pred montážou konektorov Jack do puzdra spájkujeme potrebné vodiče. Môžete tiež použiť teplom zmrštiteľné puzdro.

Krok 8: Namontujte LED diódy činnosti MIDI

Vložte 3 diódy LED do otvorov v puzdre. Možno budete chcieť zatlačiť diódy LED niečím tuhším, ako je váš prst. Rukoväť skrutkovača môže byť v poriadku.

Keď je hotovo, musíte spájkovať 2 vodiče LED (červené/čierne) s 2 náhradnými vodičmi na zväzku MIDI JST (biely/žltý). Polarita je dôležitá, preto neprekračujte drôty:

• JST Biely drôt (1) => Anóda LED (červený vodič LED/dlhý vodič)
• JST Žltý drôt (2) => Katóda LED (čierny drôt LED/krátky vodič)

Po spájkovaní všetkých 3 LED diód možno budete chcieť chrániť spojenie teplom zmrštiteľnou objímkou, lepiacou páskou alebo tavným lepidlom.

Krok 9: Montáž na puzdro (voliteľné)

Ak používate súpravu Zynthian Aluminium Case Kit, ktorá je kompatibilná so Zynthian Basic Kit v2, môžete postupovať podľa ďalších krokov (podrobné kroky nájdete tu):

Zostavte hlavný výpočtový blokHlavný výpočtový blok je zložený z RBPi a zvukovej karty HifiBerry.

Zabezpečenie hlavného výpočtového bloku Po zostavení hlavného výpočtového bloku by ste ho mali zaistiť k puzdru. Použite 4 čierne skrutky M2,5

Zaistite modul All-In-One Zaistite modul All-In-One k puzdru pomocou 4 x oddeľovačov a 8 x skrutiek M2,5.

Zaistite konektory Jack. Krúžky umiestnite na vonkajšiu stranu puzdra, aby ste pri utiahnutí matíc zabránili poškodeniu povrchu puzdra.

Zaistite konektory MIDI-IN/OUT/THRU

Stačí zasunúť konektor s vodičom JST z vonkajšej strany puzdra a maticou z vnútornej strany. Na dotiahnutie môže byť užitočný pár klieští.

Namontujte LED diódy činnosti MIDI (popísané vyššie)

Zaistite displej

Skladá sa zo 4 skrutiek, 4 matíc a 4 nylonových oddeľovačov. Pred upevnením obrazovky nezabudnite odstrániť ochrannú plastovú fóliu.

Zaistite regulátory 4 modulmi ovládača ku krytu skrinky pomocou 4 skrutiek a podložiek pripevnených ku každému rotačnému snímaču. DÔLEŽITÉ: Aby sa predišlo problémom pri zatváraní skrinky, odporúčam namontovať moduly ovládača konektormi oproti sebe.

Pred zatvorením puzdra by ste mali gombíky vložiť do kódovačov. Vyhnete sa tým prílišnému namáhaniu kodérov, pretože inak by ste ich mohli zlomiť.

Krok 10: Pripojte hlavnú páskovú zbernicu

Pripojte kábel hlavnej stužkovej k 40-kolíkovému konektoru RBPi a tiež k modulu All-In-One

Krok 11: Pripojte ovládače k zariadeniu All-In-One

Pripojte 4 dvojité káble JST k 4 konektorom ovládača na module All-In-One (CTRL1, CTRL2, CTRL3, CTRL4)

Krok 12: Pripojte MIDI

Pripojte 2 káble JST z konektorov MIDI ku konektorom MIDI-IN, MIDI-OUT a MIDI-THRU na module All-In-One.

Krok 13: Pripojte 4 x riadiace moduly

Pripojte 4 x riadiace moduly podľa správneho číslovania: zhora nadol a zľava doprava.

Krok 14: Pripojte konektor Jack

Pripojte konektor Jack k príbuznému konektoru zvukového výstupu na zvukovej karte HifiBerry. Je to 3-kolíkový konektor JST, ktorý ste predtým spájkovali.

Krok 15: Pripojte displej

A nakoniec pripojte 26-kolíkový konektor pásky k konektoru mužskej strany displeja. Dávajte pozor na orientáciu. Červený vodič by mal byť pin 1, ktorý je označený na povrchu dosky plošných spojov displeja.

Krok 16: Dvakrát skontrolujte montáž a zapojenie súčiastky

Pri montáži dielov alebo pripájaní drôtov je ľahké urobiť chybu. Niektoré chyby môžu byť nebezpečné pre elektronické súčiastky (skraty, niektoré špecifické kombinácie zlého zapojenia), preto je lepšie sa uistiť, že je všetko správne zostavené a zapojené.

Osobitnú pozornosť venujte prepojeniu pomocou pásikovej zbernice a overte, či je na kolíku 1 každého konektora červený vodič. Venujte pozornosť aj konektorom zvukového konektora a skontrolujte, či sú správne pripojené k zvukovej karte Hifiberry.

Krok 17: Prvé spustenie

Keď ste si istí, že je všetko na svojom mieste, je načase spustiť počítač, takže:

1. Vložte kartu SD so zynthianovým obrázkom pripraveným na spustenie. Ak ešte žiadny nemáte, prečítajte si toto. Kartu SD môžete vložiť cez „okienko“v spodnej časti puzdra. Ak je puzdro stále otvorené, môžete to urobiť zhora.
2. Pripojte napájací konektor mini-USB. Odporúča sa dobrá 5 V mikro USB nabíjačka (> 2 A).

Toto sú fázy, ktoré by ste pri zavádzaní mali vidieť:

1. Po 5-10 sekundách sa zobrazí úvodná obrazovka Zynthian
2. Po 3 až 4 sekundách sa zmení na čiernu
3. Ak používate nový zynthiansky obrázok a je to prvé spustenie, fázy 1 a 2 sa zopakujú
4. Po 5 až 10 sekundách sa zobrazí zynthianské používateľské rozhranie

Ak získate používateľské rozhranie Zynthian, gratulujeme !!! K jeho získaniu máte skutočne blízko !!

Ak sa vám nezobrazí chybová obrazovka alebo prázdna obrazovka, smola! Pravdepodobne ste urobili chybu v procese montáže. Musíte nájsť problém a vyriešiť ho.

Ak používate obrázok Aruk RC-3 SD (mali by ste!), Všimnite si toho, že ovládače vôbec nefungujú. Tento obrázok SD je vopred nakonfigurovaný na prácu so súpravou v2, takže musíte nakonfigurovať softvér na prácu so súpravou v3. Najjednoduchší spôsob, ako to urobiť, je použiť nástroj webconf:

• Pripojte svoj zynthian k miestnej sieti pomocou ethernetového kábla (RJ-45).
• Z webového prehliadača vstúpte do nástroja webconf zynthian zadaním „zynthian.local“do panela s adresou. Ak to pre vás nefunguje, mali by ste to skúsiť s IP. IP adresu svojho zynthiana získate tak, že prejdete do ponuky Správca a kliknete na položku „Informácie o sieti“. Mali by ste to urobiť pomocou „dotykového“rozhrania: Klikajte na hornú lištu palicou (alebo nechtom, ak nie je príliš široký), kým sa nedostanete do ponuky správcu. Akonáhle ste tam, choďte nadol a kliknite na „Informácie o sieti“.
• Do nástroja webconf zadajte heslo (malina) na prihlásenie.
• Akonáhle ste prihlásení, musíte vstúpiť do Hardware-> Kit a vybrať „Kit V3“.
• Uložte zmeny a reštartujte zariadenie Zynthian.

Krok 18: Testovanie Zynthian Boxu

1. Otestujte ovládače a používateľské rozhranie
2. Otestujte zvukový výstup
3. Otestujte MIDI subsystém
4. Otestujte vstupy MIDI-USB
5. Otestujte konektor MIDI-IN

Krok 19: Referencie

Všetky kroky stavby nájdete na wiki.zynthian.org.