Parallel Sequencer Synth: 17 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tämä on opas yksinkertaisen sekvensserin luomiseen. Sekvensseri on laite, joka tuottaa syklisesti sarjan vaiheita, jotka sitten käyttävät oskillaattoria. Jokainen vaihe voidaan määrittää eri äänelle ja siten luoda mielenkiintoisia sekvenssejä tai äänitehosteita. Kutsuin sitä rinnakkaissekvensseriksi, koska sitä ei ohjaa yksi oskillaattori kussakin vaiheessa, vaan kaksi oskillaattoria samanaikaisesti.

Vaihe 1: Lohkokaavio

Aloitetaan lohkokaaviosta.

Laite saa virtansa 9 voltin paristosta ja ohjain alentaa tämän jännitteen 5 volttiin.

Erillinen oskillaattori tuottaa matalan taajuuden eli tempon, joka toimii sekvensserin kellona. Tempoa on mahdollista säätää potentiometrillä.

Sekvensserissä on mahdollista asettaa nollausvaihe ja sekvenssitila vaihtokytkimillä.

Sekvensserin lähtö on 4 vaihetta, joka ohjaa sitten kahta rinnakkain kytkettyä oskillaattoria, joiden taajuudet asetetaan potentiometreillä. Jokaista vaihetta edustaa yksi LED. Oskillaattoreissa on mahdollista vaihtaa kahden taajuusalueen välillä.

Lähdön äänenvoimakkuutta säädetään potentiometrillä.

Vaihe 2: Leipälevy

Suunnittelin ensin piirin leipälevylle. Kokeilin muutamaa vaihtoehtoista tempooskillaattorin versiota eri piireillä sekä useita kokoonpanoja desimaali- tai binäärisekvensserillä demultiplekserillä. Oskilloskoopista on apua suunnittelussa ja vianetsinnässä.

Vaihe 3: Kaaviot

*linkki pääkonttorikuviin

*Jos löydät selityksen kaavioista tarpeettomiksi, voit siirtyä seuraavaan vaiheeseen - Osaluettelo (BOM)

Virta 9 V: n akusta siirretään piiriin pääkytkimen S1 kautta, joka sijaitsee paneelissa. Lineaarinen säädin IC1 alentaa noin 9 V: n jännitteen 5 V: ksi. On myös mahdollista käyttää DC-DC-buck-muunninta jännitteen vähentämiseksi, haittana voi olla järjestelmään syötetty korkeataajuinen kohina. Kondensaattorit C1, C3, C15 ja C16 auttavat vaimentamaan häiriöitä ja C2 tasoittamaan lähtöjännitteen.

Tempooskillaattori / matalataajuusoskillaattori (LFO) generoidaan käyttämällä schmitt-liipaisinta invertteriä IC 40106 (IC2). VR9 -potentiometri tarjoaa säädettävän lähtötaajuuden. Yhdistämällä C5 ja VR9 on mahdollista valita haluttu alue (tässä tapauksessa noin 0,2 Hz - 50 Hz). Lähtötaajuutta voidaan lisätä valitsemalla pienempi potentiometri VR9 tai pienentämällä kondensaattorin C5 arvoa. R2 rajoittaa ylätaajuusaluetta, jos potentiometri on asetettu n. 0 ohmia. Käyttämättömät IC 40106 -portit on sidottava maahan.

LFO -generaattori voi olla myös IC 4093, 555 tai operaatiovahvistin.

LFO eli kellosignaali syötetään desimaalisekvenssiin 4017. CLK- ja RST-sisääntulot on suojattu häiriöitä vastaan vetovastusvastuksilla R39 ja R5. ENA -nasta on sidottava maahan, jotta sekvensseri voi toimia. Sekvensseri toimii seuraavasti: Joka kerta, kun CLK muuttuu matalasta korkeaksi, sekvensseri kytkee päälle yhden ulostulonappien järjestyksessä Q0, Q1, Q2… Q9. Vain yksi ulostulonapista Q0 - Q9 on aina aktiivinen. Siten sekvensseri toistaa syklisesti nämä kymmenen tilaa. Kuitenkin mikä tahansa lähtö voidaan kytkeä RST -nastaan sekvensserin nollaamiseksi tässä vaiheessa. Jos esimerkiksi liitämme Q4 RST -nastaan, järjestys on seuraava: (Q) 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3… Tämä ominaisuus IC: tä käytetään kolmiasentoisen kytkimen S2 kanssa, joka tarjoaa joko 10 askelta (keskiasento, nollaus sidottu vain maahan), tai palautetaan Q4: ään (4 vaihetta) tai palautetaan Q6 (6 askelta) -tilaan. Koska laite on 4-vaiheinen sekvensseri, IC: n nollaaminen vaiheessa 4 johtaa jatkuvaan sarjaan ilman taukoa, IC: n nollaaminen vaiheessa 6 johtaa 4 vaiheen jaksoon ja 2 vaiheen taukoon ja lopuksi kolmas vaihtoehto on IC: n nollaaminen vaiheessa 10. Tämä johtaa 4 vaiheen sarjaan ja 6 askeleen taukoon. Kytkimen S2 antama tauko lisätään aina vasta, kun vaiheet (1234 _, 1234 _… tai 1234 _, 1234 _…) on suoritettu.

Jos haluamme kuitenkin lisätä tauon vaiheiden välille, meidän on järjestettävä uudelleen järjestys, jossa oskillaattoreita käytetään. Tästä huolehtii kytkin S3. Kun sekvensseri kytketään päälle oikeassa asennossa, se toimii edellä kuvatulla tavalla. Kuitenkin, jos se kytketään vastakkaiselle puolelle (vasemmalle), IC -sekvensserin vaiheesta 4 tulee oskillaattorin kolmas tulo ja vaiheesta 7 tulee oskillaattorin neljäs tulo. Järjestys näyttää siis tältä (S2 keskiasennossa): 12_3_4_, 12_3_4 _,…

Seuraavassa taulukossa kuvataan kaikki sekvenssivaihtoehdot, jotka molemmat kytkimet voivat luoda:

Vaihda S2 -asento	Vaihda S3 -asento	Syklinen jakso (_ tarkoittaa taukoa)
Ylös	Ylös	1234
Alas	Ylös	1234_
Keskellä	Ylös	1234_
Ylös	Alas	12_3
Alas	Alas	12_3_
Keskellä	Alas	12_3_4_

Yksi LED (LED3 - LED6) on määritetty kuhunkin vaiheeseen selkeyden vuoksi.

Rinnakkaisoskillaattorit on muodostettu NE556 -piiriin epävakaassa kokoonpanossa. Kytkimien S4 ja S5 valitsemat kondensaattorit ladataan ja puretaan vastuksen R6 ja R31 sekä potentiometrien VR1 - VR8 kautta. Sekvensseri kytkee transistorit Q1 - Q8 pareittain (Q1 ja Q5, Q2 ja Q6, Q3 ja Q7, Q4 ja Q8, toistuvasti) ja mahdollistaa siten kondensaattoreiden lataamisen ja purkamisen eri potentiometrien kautta. IC4 -piirin sisäinen logiikka, joka perustuu kondensaattoreiden jännitteeseen, kytkee ja katkaisee lähtönastat (nastat 5 ja 9). Yksittäisten vaiheiden taajuusaluetta voidaan säätää muuttamalla potentiometrien arvoja ja myös muuttamalla kondensaattoreiden C8 arvoksi C13. Jokaisen emitterin ja vastaavan potentiometrin väliin lisätään 1k vastus (R8, R11, R14…) ylemmän taajuuden rajoittamiseksi. Transistorien kantaan (R9, R12, R15…) kytketyt vastukset varmistavat transistorien toiminnan kyllästystilassa. Molempien oskillaattoreiden lähdöt on kytketty jännitejakajan VR10 (tilavuuspotti) kautta lähtöliitäntään.

Käyttämättömät merkit: R1, R3, R7, R10, R13, R16, R19, R22, R25, R28, R36, LED1

Vaihe 4: Osaluettelo (BOM)

• 5x LED
• 1x stereoliitin 6.35
• 1x 100k lineaarinen potentiometri
• 1x 50k lineaarinen potentiometri
• 8x 10k lineaarinen potentiometri
• 12x 100n keraaminen kondensaattori
• 1x 470R vastus
• 2x 100k vastus
• 2x 10k vastus
• 23x 1k vastus
• 2x 1uF elektrolyyttikondensaattori
• 1x 47uF elektrolyyttikondensaattori
• 1x 470uF elektrolyyttikondensaattori
• 8x 2N3904 NPN -transistori
• 1x IC 40106
• 1x IC 4017N
• 1x IC NE556N
• 1x lineaarinen säädin 7805
• 3x 2 asento 1 napainen vaihtokytkin
• 1x 2 asento 2 -napainen vaihtokytkin
• 1x 3 asento 1 napainen vaihtokytkin
• Prototyyppitaulu
• Johdot (24 awg)
• IC -pistorasiat (valinnainen)
• 9V akku
• 9V akun pidike

Työkalut juottamiseen ja puuntyöstöön:

• Juotin
• Juotos Juote
• Pihdit
• Merkki
• Yleismittari
• Jarrusatula
• Pinsetit
• Johtimien irrotuspihdit
• Muoviset nippusiteet
• Jarrusatula
• Hiomapaperi tai neulaviila
• Pensselit
• Vesiväri maalit

Vaihe 5: Puinen laatikko

Päätin rakentaa laitteen puulaatikoksi. Valinta on sinun, voit käyttää muovi- tai alumiinilaatikkoa tai tulostaa oman 3D -tulostimella. Valitsin laatikon, jonka koko on 16 x 12,5 x 4,5 cm (noin 6,3 x 4,9 x 1,8 tuumaa) ja jossa on ulosvedettävä aukko. Sain laatikon paikallisesta harrastekaupasta, sen on tehnyt KNORR Prandell (linkki).

Vaihe 6: Osien asettelu ja porauksen valmistelu

Järjestin potentiometrit, jääpidikkeet ja kytkimen mutterit laatikkoon ja järjestin ne haluamani tavalla. Otin asettelun ja peitin laatikon maalarinteipillä ylhäältä ja toiselta puolelta, jossa on reikä 6,35 mm: n liittimelle. Merkitsin reiät ja niiden koon maalarinteipille.

Vaihe 7: Poraus

Laatikon yläseinä oli suhteellisen ohut, joten porasin hitaasti ja laajensin poraa vähitellen. Reikien poraamisen jälkeen oli tarpeen käsitellä ne hiekkapaperilla tai neulaviilalla.

Vaihe 8: Pohjamaali

Ensimmäisenä maalikerroksena - pohjakerroksena - levitin vihreää. Pohjakerros peitetään vaaleanruskealla ja oranssilla värillä. Käytin vesivärejä. Jokaisen kerroksen jälkeen annoin laatikon kuivua muutama tunti, kun puu imee tarpeeksi vettä.

Vaihe 9: Toinen maalikerros

Levittelin vaaleanruskean ja pehmeän oranssin yhdistelmän vihreään pohjakerrokseen. Levitin maalin vaakasuorilla liikkeillä ja mihin halusin saada enemmän selkeitä tahroja, levitin niin vähän vettä ja enemmän maalia (vähemmän laimennettua maalia).

* Kuvien värit tässä vaiheessa eroavat muista kuvista, koska niiden väri ei ole vielä kuivunut.

Vaihe 10: Piirilevyn tekeminen

Päätin luoda painetun piirilevyn yleiskortille. Se on paljon nopeampaa kuin räätälöityjen piirilevyjen lähetyksen odottaminen, ja prototyyppinä tämä riittää. Jos joku on kiinnostunut, voin myös luoda ja lisätä täydellisiä gerber -tiedostoja.

Leikkasin yleisestä piirilevystä kapean, pidemmän nauhan, joka sopi laatikon pituuteen. Juotin piirin vähitellen pienemmissä osissa. Merkitsin paikat, joissa johdot yhdistetään mustilla ympyröillä.

Vaihe 11: Vianetsintä ja piirilevyn valmistusprosessi

Ei eksy, kun luot piirilevyn, on joskus vaikeaa. Olen oppinut muutamia temppuja, jotka auttavat minua.

Paneeliin tai levylle asennetut komponentit on merkitty kaavioihin sinisten (mustien) suorakulmioiden sisään. Tämä varmistaa johdon tai liittimien valmistelun ja niiden sijainnin selkeyden. Jokainen suorakaiteen leikkaava viiva tarkoittaa siis yhtä johdinta, joka on liitettävä myöhemmin.

On myös hyödyllistä huomata jo asennettujen osien liitännät ja asennus. (Käytän siihen keltaista korostuskynää). Tämä erottaa selvästi, mitkä osat ja liitännät ovat jo olemassa ja jotka on vielä tehtävä.

Vaihe 12: PCB

Niille, jotka haluavat tehdä tai tilata piirilevyn, liitan.brd -tiedoston. Painetun piirilevyn mitat ovat 127 x 25 mm, lisäsin kaksi reikää M3 -ruuveille. Voit luoda omia tiedostoja halutun gerber -muodon mukaan.

Vaihe 13: Osien asennus laatikkoon

Laitoin ja kiinnitin komponentit, jotka tulevat yläpaneeliin - potentiometrit, kytkimet, LEDit ja lähtöliitin. LEDit asetettiin muovipidikkeille, jotka kiinnitin kuumaliimalla.

On suositeltavaa lisätä potentiometrin nupit myöhemmin, jotta ne eivät naarmuunnu juotettaessa koskettimia ja käsiteltäessä laatikkoa.

Vaihe 14: Johdotus

Johdot juotettiin osiin. Irrotin ja tinoin johdot aina ennen kuin liitän ne paneelin osiin. Jatkoin ylhäältä alas niin, että johdot eivät jääneet jumiin työn aikana, ja varmistin myös langaniput nippusiteillä.

Vaihe 15: Akun ja kortin asettaminen laatikon sisään

Laitoin piirilevyn laatikon sisään ja eristin sen etupaneelista ohuella vaahtomuovilla. Jotta kaapelit eivät taipuisi ja pitäisi kaikkea tiukasti kiinni, sitoin niput nippusiteellä. Lopuksi liitin 9V pariston piiriin ja suljin laatikon.

Vaihe 16: Potentiometrin nuppien asennus

Viimeinen vaihe on nuppien asentaminen potentiometreihin. Osien asetteluun valitsemieni sijasta asensin metalliset hopeanmustat nupit. Kaiken kaikkiaan pidin siitä enemmän kuin muoviset, kirkkaan keltainen matta väri.

Vaihe 17: Projekti valmis

Rinnakkaisjärjestyksen syntetisaattori on nyt valmis. Hauskaa luoda erilaisia äänitehosteita.

Pysy terveenä ja turvassa.

Toinen sija Audio Challenge 2020 -kilpailussa