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

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

Zynthian je otevřený projekt s cílem vytvořit platformu Open Synth založenou na Free Software a Open Hardware Specifications & Designs (pokud jsou k dispozici). Je to projekt řízený komunitou.

Zásoby

Tento tutoriál je založen na Zynthian Basic Kit v2, který najdete v Zynthian Shop.

Pokud jste hudebník nebo nadšenec a máte omezené elektronické dovednosti, jsou k dispozici i další KIT. Podívejte se na případy úspěchu.

Krok 1: Kusovník, požadované dovednosti a nástroje

Kusovník

• Základní sada Zynthian (vlastní desky plošných spojů, elektronické součástky, zapojení a knoflíky)
• Sada kufrů
• Raspberry Pi 3 (nebo Raspberry Pi 2)
• HifiBerry DAC+ souncard
• 3,5 "dotykový displej OzzMaker PiScreen
• Napájecí adaptér pro Raspberry Pi (5,1 v 2,4 A s konektorem microUSB)
• 16 GB SD karta (dobrá, prosím!)

Požadované dovednosti

Pro stavbu hardwaru byste měli mít následující základní kompetence:

• Pájení
• Základní porozumění čtení základních schémat elektronických obvodů
• Radost z práce s elektronickým hardwarem a součástmi

Nástroje

A toto je seznam požadovaných a doporučených nástrojů:

• Páječka
• Cínová pájka
• Štípačky
• Malý kleště
• Šroubováky Philips
• Klíč na matice potenciometru (doporučeno)
• Držák desky plošných spojů pro pájení (velmi doporučeno!)
• Malý železný kartáč (velmi doporučeno!)
• Zvětšovací sklo (doporučeno)
• Svěrák (doporučeno)
• Ruční pila na kov (doporučeno)
• Multimetr (doporučeno!)

Krok 2: Sestavení modulů ovladače

Sada řídicího modulu se skládá z:

• 4 x PCB řadiče
• 4 x rotační kodér s přepínačem (PEC11R-4215K-S0024)
• 4 x keramický kondenzátor 100nF (C1)
• 8 x keramický kondenzátor 10nF (c2, c3)
• 4 x 4pinový konektor JST s vnějším úhlem

Tyto komponenty se používají k sestavení 4 modulů řadiče, které tvoří vstupní stranu fyzického uživatelského rozhraní Zynthian. Každý ovladač obsahuje inkrementální rotační kodér a přepínač, takže pro jeho připojení jsou zapotřebí 4 vodiče (A, B, SW, GND).

Toto jsou kroky pro vytvoření jednoho modulu:

1. Ohněte zajišťovací jazýčky kodéru na 75 stupňů, abyste jej mohli vložit do horní části desky plošných spojů (označená strana!). Při ohýbání jazýčků buďte velmi opatrní, protože pouzdro kodéru je velmi křehké a mohlo by dojít k jeho deformaci. Doporučuji použít malý kleště a nedosahovat 90 stupňů.
2. Umístěte kondenzátor 100nF do polohy C1 (nejvíce vpravo!). Slouží k odpojení tlačítka (SW).
3. Umístěte kondenzátory 2 x 10nF do poloh C2 a C3. Slouží k odpojení kontaktů rotačního snímače (A, B).
4. Kodér a kondenzátory pečlivě připájejte.
5. Umístěte konektor JST do spodní části desky plošných spojů tak, aby úhlové kolíky směřovaly dovnitř (podívejte se na fotografii!)
6. Opatrně pájejte konektor JST.
7. Pomocí kleště znovu zavřete karty kodéru a pokuste se „chytit“desku plošných spojů.

Musíte postavit 4 moduly řadiče, takže budete muset kroky opakovat 4krát.

Krok 3: Sestavení modulu All-In-One

Sada modulů All-In-One se skládá z:

• 1 x All-In-One PCB
• 1 x GPIO-expandér MCP23017 => 28pinový IC
• 3 x optočlen H11L1 (OC1, OC2, OC3) => 6pinový IC
• 3 x dioda 1N4148 (D1, D3, D4)
• 1 x dioda 1N5819 (D2)
• 3 x odpor 1K (R3, R4, R9) => hnědočerno-červený (*)
• 1 x odpor 10K (R10) => hnědo-černo-oranžový (*)
• 1 x odpor 100 (R1) => hnědočernohnědý (*)
• 2 x odpor 4K7 (R5, R7) => žluto-purpurově červený (*)
• 3 x odpor 470 (R2, R6, R8) => žluto-purpurově hnědý (*)
• 4 x keramický kondenzátor 100nF (C1, C2, C3, C4)
• 7 x 4pinový konektor JST male
• 1 x 40pinový dvouřadý zástrčkový konektor

(*) Čtěte zleva doprava s tolerančním kroužkem (zlatým nebo stříbrným) vpravo.

Toto jsou kroky pro sestavení modulu All-In-One:

1. Umístěte pasivní součásti (odpory a kondenzátory) do horní části desky plošných spojů (označená strana!).
2. Pájejte součásti opatrně. Vždy se vyhněte přehřátí!
3. Umístěte integrované obvody a diody na horní stranu desky plošných spojů (označená strana!). Dávejte pozor na orientaci těchto komponent !!
4. Pájejte součásti opatrně. Vždy se vyhněte přehřátí! (*)
5. Umístěte konektory do horní části desky plošných spojů (označená strana!).
6. Pájejte součásti opatrně. Vždy se vyhněte přehřátí! (*)

(*) K upevnění součástí při pájení můžete použít pásku, speciálně pro integrované obvody a konektory.

Krok 4: Vylepšení zvukové karty HifiBerry DAC+

Pokud používáte zvukovou kartu HifiBerry DAC+ (také verze lite & pro), měli byste na desku přidat další 2 konektory:

• 40řádkový pinový GPIO konektor, pro připojení kabelu hlavní sběrnicové sběrnice
• 3pinový konektor záhlaví, pro připojení dalších konektorů Jack pro zvukový výstup

Oba konektory musí být umístěny na horní straně desky, takže kontakty byste měli pájet na spodní straně.

VAROVÁNÍ! Pájení velkého 40pólového konektoru může být obtížné, pokud nemáte dostatek praxe.

Krok 5: Vylepšení 3,5palcového dotykového displeje OzzMaker PiScreen

Standardní 3,5palcový dotykový displej OzzMaker PiScreen má 2 konektory: zásuvku připravenou pro připojení displeje jako klobouk a zástrčku umístěnou na boku. Oficiální hliníkové pouzdro a plochý kabel jsou určeny pro boční konektor. Zásuvka může být nepříjemná a měla by být odstraněna, aby se lépe uzavřelo pouzdro.

Pokud jste svůj PiScreen získali ze sady „Bundle-All“, pravděpodobně tento otravný ženský konektor nemáte, takže máte štěstí a nemusíte zde nic dělat. Pokud ho máte, vezměte pilu a opatrně vyjměte konektor.

Jiné zvukové karty a displeje Pokud používáte jinou zvukovou kartu nebo displej, budete muset vidět nejlepší způsob, jak je integrovat.

Krok 6: Sestavení konektorů MIDI-IN/OUT/THRU

Před montáží konektorů MIDI-IN/OUT/THRU do pouzdra připájíme potřebné vodiče, které umožňují jeho připojení k obvodu All-In-One pomocí konektoru JST. Dělat to tímto způsobem je mnohem pohodlnější, než se pokoušet pájet uvnitř pouzdra se všemi kabely.

JST Konektorové vodiče

• JST bílá (1) => anoda LED (červený vodič LED/dlouhý vodič)
• JST Žlutá (2) => Katoda LED (černý vodič LED/krátký vodič)
• JST Black (3) => pin 5 MIDI konektoru
• JST červená (4) => pin 4 MIDI konektoru

Pokud chcete (vřele doporučuji, udělejte to!), Můžete kontakty ochránit pomocí teplem smrštitelné objímky (červené kusy pouzdra na fotografii). V takovém případě nezapomeňte před pájením vložit kusy pouzdra;-)

Krok 7: Sestavení konektorů JACK Audio-Out

Stejným způsobem před montáží konektorů Jack do pouzdra připájíme potřebné vodiče. Můžete také použít smršťovací návlek.

Krok 8: Namontujte LED diody aktivity MIDI

Vložte 3 LED diody do otvorů v pouzdru. Možná budete chtít zatlačit diody LED něčím pevnějším, než je váš prst. Rukojeť šroubováku by mohla být v pořádku.

Když je hotovo, musíte pájet 2 vodiče LED (červená/černá) pomocí 2 náhradních vodičů na kabelovém svazku MIDI JST (bílá/žlutá). Polarita je důležitá, proto nepřekračujte dráty:

• JST bílý vodič (1) => anoda LED (červený vodič LED/dlouhý vodič)
• JST Žlutý vodič (2) => Katoda LED (černý vodič LED/krátký vodič)

Po pájení všech 3 LED diod budete možná chtít chránit spojení pomocí smršťovací bužírky, lepicí pásky nebo tavného lepidla.

Krok 9: Montáž na pouzdro (volitelně)

Pokud používáte sadu Zynthian Aluminium Case Kit, která je kompatibilní se Zynthian Basic Kit v2, můžete postupovat podle následujících kroků (podrobné kroky najdete zde):

Sestavení hlavního výpočetního bloku Hlavní výpočetní blok tvoří RBPi a zvuková karta HifiBerry.

Zabezpečení hlavního výpočetního bloku Po sestavení hlavního výpočetního bloku byste jej měli zajistit k pouzdru. Použijte 4 černé šrouby M2,5

Zajistěte modul All-In-One Modul All-In-One zajistěte k pouzdru pomocí 4 x oddělovačů a 8 x šroubů M2,5.

Zajistěte konektory Jack Umístěte kroužky na vnější stranu pouzdra, aby nedošlo k poškození povrchu pouzdra při utahování matic.

Zajistěte konektory MIDI-IN/OUT/THRU

Stačí zasunout konektor s vodičem JST z vnější strany pouzdra a maticí z vnitřní strany. K utažení může být užitečná dvojice kleští.

Namontujte LED diody aktivity MIDI (popsáno výše)

Zabezpečte displej

Skládá se ze 4 šroubů, 4 matic a 4 nylonových oddělovačů. Před upevněním obrazovky nezapomeňte odstranit ochrannou plastovou fólii.

Zajistěte řadiče Upevněte 4 řídicí moduly na kryt pouzdra pomocí 4 šroubů a podložek připevněných ke každému rotačnímu kodéru. DŮLEŽITÉ: Aby se předešlo problémům při zavírání skříně, doporučuji namontovat moduly řadiče tak, aby konektory směřovaly k sobě.

Vložte knoflíky Před zavřením pouzdra byste měli knoflíky vložit do kodérů. Tím se vyhnete přílišnému vynucování kodérů, jinak byste je mohli zlomit.

Krok 10: Připojte hlavní pásovou sběrnici

Připojte kabel hlavní stužkové sběrnice ke 40kolíkovému konektoru RBPi a také k modulu All-In-One

Krok 11: Připojte ovladače k zařízení All-In-One

Připojte 4 dvojité kabely JST ke 4 konektorům řadiče na modulu All-In-One (CTRL1, CTRL2, CTRL3, CTRL4)

Krok 12: Připojte MIDI

Připojte 2 kabely JST z konektorů MIDI ke konektorům MIDI-IN, MIDI-OUT a MIDI-THRU na modulu All-In-One.

Krok 13: Připojte 4 x řídicí moduly

Připojte 4 x řídicí moduly podle správného číslování: shora dolů a zleva doprava.

Krok 14: Připojte konektor Jack

Připojte konektor Jack k pomocnému konektoru zvukového výstupu na zvukové kartě HifiBerry. Je to 3pinový konektor JST, který jste dříve pájili.

Krok 15: Připojte displej

A nakonec připojte 26kolíkový konektor pásky k zástrčce na straně displeje. Věnujte pozornost orientaci. Červený vodič by měl být kolík 1, který je označen na povrchu desky plošných spojů displeje.

Krok 16: Znovu zkontrolujte sestavení a zapojení dílu

Při sestavování dílů nebo připojování vodičů je snadné udělat chybu. Některé chyby mohou být pro elektronické součástky nebezpečné (zkraty, některé specifické kombinace špatného zapojení), takže je lepší mít jistotu, že je vše správně sestaveno a připojeno.

Zvláštní pozornost věnujte připojení sběrnice s páskou a ověřte, zda je na pinu 1 každého konektoru červený vodič. Věnujte také pozornost konektorům zvukového konektoru a zkontrolujte, zda jsou správně připojeny ke zvukové kartě Hifiberry.

Krok 17: První spuštění

Když jste si jisti, že je vše na svém místě, je čas spustit počítač, takže:

1. Vložte kartu SD se zynthianským obrázkem připraveným ke spuštění. Pokud ještě žádné nemáte, přečtěte si toto. SD kartu můžete vložit „oknem“na spodní straně pouzdra. Pokud je případ stále otevřený, můžete to udělat shora.
2. Zapojte napájecí konektor mini-USB. Doporučuje se dobrá 5V micro-USB nabíječka (> 2 A).

Toto jsou fáze, které byste měli při zavádění vidět:

1. Po 5-10 sekundách se zobrazí úvodní obrazovka Zynthian
2. Po 3-4 sekundách zčerná
3. Pokud používáte nový zynthianský obrázek a je to první spuštění, fáze 1 a 2 se budou opakovat
4. Po 5-10 sekundách se zobrazí zynthianské uživatelské rozhraní

Pokud získáte uživatelské rozhraní Zynthian, gratulujeme !!! K tomu máte opravdu blízko !!

Pokud se vám nezobrazí chybová obrazovka nebo prázdná obrazovka, smůla! Pravděpodobně jste udělali nějakou chybu během procesu montáže. Musíte problém najít a vyřešit.

Pokud používáte obrázek Aruk RC-3 SD (měli byste!), Všimnete si, že ovladače vůbec nefungují. Tento obrázek SD je předkonfigurován pro práci se sadou v2, takže musíte nakonfigurovat software pro práci se sadou v3. Nejjednodušší způsob, jak to udělat, je použít nástroj webconf:

• Připojte svůj zynthian k místní síti pomocí ethernetového kabelu (RJ-45).
• Z webového prohlížeče otevřete nástroj webconf zynthian zadáním „zynthian.local“do adresního řádku. Pokud to pro vás nefunguje, měli byste to zkusit s IP. IP adresu svého zynthian můžete získat tak, že přejdete do nabídky Admin a kliknete na „Informace o síti“. Toho byste měli dosáhnout pomocí „dotykového“rozhraní: Klikněte na horní lištu (nebo nehtem, pokud není příliš široký), dokud se nedostanete do nabídky Správce. Jakmile jste tam, přejděte dolů a klikněte na „Informace o síti“.
• Do nástroje webconf zadejte heslo (malina) pro přihlášení.
• Jakmile jste přihlášeni, musíte vstoupit do Hardware-> Kit a vybrat „Kit V3“.
• Uložte změny a restartujte Zynthian.

Krok 18: Testování vašeho Zynthian Boxu

1. Otestujte ovladače a uživatelské rozhraní
2. Otestujte zvukový výstup
3. Otestujte subsystém MIDI
4. Otestujte vstupy MIDI-USB
5. Otestujte konektor MIDI-IN

Krok 19: Reference

Všechny stavební kroky najdete na wiki.zynthian.org.