Napájení syntetizátoru Eurorack: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Vítejte v mém Instructable o tom, jak vyrobit vlastní zdroj napájení pro syntetizátor Eurorack.

Uvědomte si prosím, že moje znalosti o návrhu napájecího zdroje a syntezátoru Eurorack jsou na špičkové úrovni. Vezměte mé rady opatrně. Nebudu nést odpovědnost za zničení vašich drahých modulů nebo za to nejhorší … Každopádně Pokud se chcete dozvědět více o procesu, který jsem sledoval, abych se dostal k hotovému produktu, zvu vás k dalšímu přečtení tohoto Instructable.

Krok 1: Co je to zdroj napájení syntetizátoru Eurorack?

Za prvé, co je to Eurorack Synthesizer? Eurorack je typ modulárního systému používaného k vytváření velmi personalizovaného syntetizátoru. V tomto systému je syntéza zvuku dosažena propojením analogových signálů mezi různými moduly. Eurorack byl poprvé představen německou značkou Doepfer, nyní přerostl všechny ostatní modulární syntetické systémy.

„Patchování“(aka zapojení) modulů umožňuje velmi složité vyjadřování, modulaci zvuku a sekvencování.

Tento druh modulárního syntezátoru je široce používán v atmosférické hudbě (soundtrack Listen Stranger Things), v elektronické hudbě a v generativní elektronické (Listen Colin Benders).

A co napájení?

V systému Eurorack se zvuk a modulace provádí na předním panelu jednotky pomocí mono nebo stereo 3,5 mm konektorů. Aby nebylo uživatelské rozhraní příliš přeplněné, veškeré napájení se provádí pomocí konektoru na zadní straně modulu.

Napájení je obvykle dodáváno po sběrnici, která napájí každý modul paralelně s -12/+12 V, 5V a zemí. Sběrnice nese také řídicí signály známé také jako CV (řídicí napětí), ale tyto signály se používají jen zřídka. Moduly Eurorack jsou široce založeny na analogové elektronice, tedy napěťových lištách -12/+12 V. Protože jsou ale moderní moduly DSP stále oblíbenější (viz Mutable Instruments), je potřeba dobré napájecí 5V napájecí lišty velmi důležitá.

Proč si vyrobit vlastní napájecí zdroj?

Komunita pro kutily kolem Eurorack Synth je obrovská. Díky tomu jsou zdroje pro projektování k dispozici každému, kdo je chce najít.

Nejprve jsem úplný nováček v modulárním syntetizátoru a chtěl jsem se o tom dozvědět více. Usoudil jsem, že navrhnout kousek mého syntetizátoru by mě naučilo víc než posouvat videa na Youtube po věky, ale nebyl jsem připraven riskovat při navrhování modulu pro zpracování zvuku. Proto jsem se rozhodl pro „snadnou“část: napájení.

Zadruhé jsem chtěl vlastní pouzdro s pěkně integrovaným napájecím zdrojem, takže pouzdro i napájecí zdroj by zajistily, že dosáhnu požadovaného výsledku (s největší pravděpodobností ne tak dobrý jako řešení mimo regály, ale je mi to jedno) příliš nejsem každopádně profesionální hudebník). Případ vyrobím, jakmile budu mít příležitost (hledám instruktáž do budoucna).

Za třetí mám díky své práci licenci pro Altium designer a v minulosti jsem vyráběl PCB. To by nemělo být příliš těžké, aby tato deska fungovala.

Začtvrté a konečně, jsem levný člověk a přišel jsem na to, proč spoustu ušetřit na drahých napájecích modulech. Jak již bylo řečeno, myslím, že by to mohlo být nakonec dražší než některé z nejpopulárnějších napájecích zdrojů Eurorack. Škoda pro mě.

Krok 2: Požadavky

Jak jsme viděli v předchozí části, napájecí zdroj se skládá ze 3 napěťových kolejnic -12/+12V, 5V a samozřejmě ze země (nebo 0V).

K dosažení stejného výsledku jsou populární dvě strategie:

1. transformátorový design se středovým kohoutkem pro získání plovoucí země, jak sekundární, tak i usměrněné a regulované pro vytvoření duální napěťové lišty
2. stejnosměrný napájecí zdroj, který je poté převeden na -12/+12 V pomocí spínacích regulátorů

První řešení je skvělé, protože vše je zabudováno do napájecího zdroje. Jako vstup je zapotřebí 115/230V AC. Musíte však být ochotni si pohrávat s hlavním střídavým proudem a uvnitř skříně Eurorack budete potřebovat objemný transformátor. Nebo byste potřebovali napájecí adaptér na zeď, který není běžně dostupný, jakmile chcete ze systému dostat více energie.

Druhé řešení je skvělé, protože může používat výkonný notebook jako napájecí cihla. Ale spínací regulátor bude bohužel trochu hlučnější než jeho lineární protějšek, který lze použít v předchozím řešení. Také OEM napájecí cihla může být docela drahá.

V žádném případě nechci řešit zdroje správného transformátoru ani nechci být zapojen do tavení síťového napětí. Napájecí zdroj, který budeme vyrábět, bude tedy založen na spínacím režimu. Požadavky:

výkon kolem 1A @ -12V, 1A @ +12V a 2A @ 5V pro ohromný celkový součet kolem 34W plus nějaké teplo (pravděpodobně ušetříme na vytápění domácnosti)

• být řetězově propojitelné, aby bylo možné použít jednu napájecí kostku pro více napájecích zdrojů
• být kompatibilní jako přední jednotka nebo namontované uvnitř pouzdra syntetizátoru
• mají přizpůsobený design, všechny vyrobené z obvodových desek
• vypínač
• Stav napěťových lišt LED
• pokud je to možné, nízké šumové výstupní napětí

Krok 3: Schémata

Abychom vytvořili schéma pro tento napájecí zdroj, musíme najít spínané regulátory schopné dodávat +12V a -12V z jednoho zdroje. Můžeme mít dva různé integrované obvody (IC) pro kladnou a zápornou napěťovou lištu, ale mít stejné by zjednodušilo konstrukci.

Elektronické součástky obvykle hledám pomocí Digikey nebo Mouser. Oba nabízejí opravdu výkonný filtrační systém k vyhledání konkrétních dílů.

Moje volba regulátoru pro -12/+12 V je LM2576S -12 od TI.

Obecně řečeno, pokud výrobce IC chce, abyste použili jeho část, bude mít pěkné schéma se vším, co potřebujete k správnému schématu. Ve schématu pro tuto součást je popsáno kladné napájecí vedení, záporné napájecí vedení a dokonce implementace výstupního filtru.

Pro kolejnici 5V půjdeme s LM2576-5 od TI. Toto není nejekonomičtější možnost, ale šetří čas při návrhu desky, protože všechny pasivy jsou stejné jako u verze 12V. Také stopy jsou stejné, což šetří spoustu času.

K dispozici jsou 3 stavové LED diody, z nichž každá je připojena k napěťové liště, aby uživateli oznámila, zda vše funguje nebo ne.

Další podrobnosti naleznete v přiloženém schématu

Krok 4: Rozložení

Vytvoření rozvržení není snadné, ale ani těžké. Vždy to závisí na omezeních.

Mým hlavním úkolem tentokrát bylo udržet vše uvnitř obdélníku 100 mm x 60 mm. Důvody pro tyto konkrétní rozměry jsou následující:

• méně než 100 mm na délku, protože systém cenových nabídek výroby desek plošných spojů pro malý objem, který upřednostňuje výrazně menší než 100 mm (šířku nebo délku) provedení, mějte na paměti, že jsem levný člověk: P
• šířka menší než 60 mm, protože chci, aby se modul vešel do „skifového“pouzdra Eurorack, které má obvykle velmi omezenou hloubku.

Šířka, na kterou jsem mohl vysledovat obrys své desky plošných spojů, naplnit ji a vytvořit všechny požadované stopy.

Všimněte si, že se jedná o oboustrannou desku, která má 4 vrstvy, by proces rozložení usnadnilo, ale stálo by více. Abych měl stále pěknou půdu, nechal jsem většinu svých stop na vrchní vrstvě a na obou stranách položil zeminu. Obě nálevky jsou spojeny mnoha průchody, aby bylo zajištěno optimální uzemnění, čímž se minimalizuje hluk (doufejme).

Vždy je užitečné mít na paměti 3D stopu vaší komponenty, protože při práci s napájecími zdroji jsou tyto komponenty obvykle dost velké.

Jakmile je rozvržení hotové, můžeme nyní odesílat soubory Gerber a odesílat je našemu oblíbenému výrobci. V mém případě posílám soubory do PCBWay (nejsem přidružený, ale v minulosti jsem s nimi měl vždy štěstí). Proces objednávání je velmi jednoduchý.

Gerbery jsou připevněny níže

Krok 5: Přední panel

Aby byl napájecí modul správným modulem Eurorack, potřebuje přední panel. A když už si objednávám desku plošných spojů, proč ji nevyrobit i samotnou desku plošných spojů … Vytvořil jsem tedy nový projekt a rozložil své kresby. Není to super skvělé, ale svou práci to zvládne.

Zde si všimnete, že jsem musel upustit od řetězení mého systému kvůli nedostatku místa. Všechna umělecká díla byla vytvořena v inkscape, poté převedena na dxf a importována do altia. Díky tomu to rychle fungovalo.

Pro LED jsem se rozhodl zkusit je prosvítit přes přední panel. Za tímto účelem jsem úplně nalil horní vrstvu a vytvořil kruhové otvory s malým uměleckým dílem uvnitř. Nikdy jsem to nezkoušel, nemusí to fungovat.

Vzhledem k tomu, že tento zdroj je pro hudební nástroj, pokusil jsem se zapojit malé hudební téma. Možná to bylo chromé, ale bylo snadné to udělat pomocí fontu hudebních symbolů.

Gerber pro přední panel najdete níže

Krok 6: Součásti

Nyní, když máme naše desky na cestě, musíme si dělat starosti s nákupem zbývajících komponent. A k tomu si musíte vybrat distributora. V mém případě měl Mouser nejlepší výběr komponent pro to, co jsem potřeboval:

• Síťový adaptér (418-TRH100A13502E126)
• Konektor DC barel je snad kompatibilní s výše uvedenou položkou (502-721AFMS)
• Kolébkový spínač (691-651122-BB-1V)
• Reg LM2576-12 (926-LM2576S-12/NOPB)
• Dioda 1N5822 (511-1N5822)
• Induktor (673-PF0382.223NLT)
• Kondenzátor (661-APSG160E222MJ20S)
• Kondenzátor (661-APXG250A101MHA0G)
• Induktor (994-MSS1583-683MED)
• Kondenzátor (80-A750MS108M1CAAE13)
• Záhlaví (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)
• Šroubová svorka (534-7689-3)

Zbytek jsou složky želé:

• 250 Ohm 0603 odpor
• Rezistor 0603 100 Ohm
• Rezistor 0603 330 Ohm

Další podrobnosti naleznete v přiloženém pdf (množství upravte podle schématu)

Krok 7: Sestavení

Proces montáže je obyčejné staré nudné pájení.

Nebudu se o tom příliš rozepisovat, protože na toto téma je věnováno tolik pokynů.

Všechny součásti by měly být připájeny na správném místě a vše by mělo fungovat dobře.

Krok 8: Hotovo

Tady jsme okamžik pravdy! Zapíná se? Před napájením jakýchkoli modulů byste měli vše zkontrolovat multimetrem. Jsem velmi spokojen s LED, která svítí skrz hudební klávesy! Je to nádherné

Celkově byl tento projekt velkým úspěchem, ale brzy by měla přijít aktualizace, která by opravila některé problémy, které by měly zlepšit přizpůsobení kolejnicím Eurorack. Ale jako boční zdroj je perfektní.

Zde je melodie vytvořená z mého čerstvě postaveného nástroje. Pokud vás zajímá, jak by mohl znít modulární syntezátor, poslouchejte. Modulární koncepce je vytvořit nástroj, který je přizpůsoben pro vás. Což je docela unikátní a já miluji myšlenku mít jedinečně znějící nástroj.

Nebyl jsem si příliš jistý, že bych šel do tohoto modulárního trendu, protože nemám žádné předchozí zkušenosti se syntezátory. Ale nelituji. A pokud váháte, doporučil bych vám to vyzkoušet. Prodat moduly je docela snadné, a pokud si jej sami postavíte co nejvíce, není to dražší než jakýkoli jiný kvalitní nástroj.

Nějakou hudbu vytvořenou tímto syntezátorem najdete zde:

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

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

soundcloud.com/benjamin-bonnal/unboldechil…

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