Eurorack Synthesizer-voeding - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Welkom bij mijn Instructable over het maken van een DIY-voeding voor een Eurorack-synthesizer.

Houd er rekening mee dat mijn kennis van het ontwerpen van voedingen en Eurorack-synthesizer ongeëvenaard is. Neem mijn adviezen zorgvuldig. Ik kan niet verantwoordelijk worden gehouden voor het vernietigen van uw dure modules of het ergste … Hoe dan ook, als u meer wilt weten over het proces dat ik heb gevolgd om tot het eindproduct te komen, nodig ik u uit om deze Instructable verder te lezen.

Stap 1: Wat is een Eurorack-synthesizervoeding?

Ten eerste, wat is een Eurorack-synthesizer? Eurorack is een soort modulair systeem dat wordt gebruikt om zeer persoonlijke synthesizers te maken. In dit systeem wordt geluidssynthese bereikt door analoge signalen tussen de verschillende modules met elkaar te verbinden. Eurorack werd voor het eerst geïntroduceerd door het Duitse merk Doepfer, het is nu alle andere modulaire synthsystemen ontgroeid.

De "patching" (ook wel bedrading genoemd) van de modules zorgt voor zeer complexe intonatie, geluidsmodulatie en sequencing.

Dit soort modulaire synth wordt veel gebruikt in sfeermuziek (Listen Stranger Things soundtrack), in elektronische muziek en in generatieve elektronica (Listen Colin Benders).

Hoe zit het met de stroomvoorziening?

In het Eurorack-systeem gebeurt het patchen van geluid en modulatie op het voorpaneel van het apparaat met behulp van mono- of stereo 3,5 mm-aansluitingen. Om te voorkomen dat de gebruikersinterface te rommelig wordt, wordt alle stroomvoorziening gedaan via een connector aan de achterkant van de module.

Gewoonlijk wordt de stroom geleverd via een bus die elke module parallel voedt met -12/+12 V, 5V en aarde. De bus voert ook stuursignalen, ook wel CV (stuurspanningen) genoemd, maar die signalen worden zelden gebruikt. De Eurorack-modules zijn grotendeels gebaseerd op analoge elektronica, dus de -12/+12 V-spanningsrails. Maar aangezien moderne DSP-modules steeds populairder worden (zie Mutable Instruments), is de behoefte aan een goede 5V-voedingsrail erg belangrijk.

Waarom een doe-het-zelf voeding maken?

De doe-het-zelf-gemeenschap rond Eurorack Synth is enorm. Dat maakt de ontwerpbronnen beschikbaar voor iedereen die ze wil vinden.

Ten eerste ben ik een complete newbie in modulaire synth en wilde ik er meer over leren. Ik dacht dat het zelf ontwerpen van een stuk van mijn synthesizer me meer zou leren dan het jarenlang scrollen van YouTube-video's, maar ik was nog niet klaar om mijn risico's te nemen om een geluidsverwerkingsmodule te ontwerpen. Daarom ben ik voor het "makkelijke" gedeelte gegaan: de voeding.

Ten tweede wilde ik een op maat gemaakte behuizing met de voeding er mooi in geïntegreerd, zodat zowel de behuizing als de PSU ervoor zouden zorgen dat ik het gewenste resultaat zou krijgen (waarschijnlijk niet zo goed als standaardoplossingen, maar het kan me niet schelen te veel ik ben sowieso geen professionele muzikant). Ik zal de zaak maken zodra ik de kans krijg (kijk uit naar een toekomstige instructable).

Ten derde heb ik door mijn werk een licentie voor Altium designer en heb ik in het verleden PCB's gemaakt. Dit zou niet zo moeilijk moeten zijn om dit bord te laten werken.

Ten vierde en tot slot, ik ben een goedkope man, en ik dacht waarom niet een hoop besparen op de dure voedingsmodules. Dat gezegd hebbende, denk ik dat het misschien duurder zal zijn dan sommige van de meest populaire Eurorack-voedingen. Jammer voor mij.

Stap 2: Vereisten

Zoals we in de vorige paragraaf zagen bestaat de voeding uit 3 spanningsrails -12/+12V, 5V en natuurlijk massa (of 0V).

Er zijn twee populaire strategieën om hetzelfde resultaat te bereiken:

1. een op een transformator gebaseerd ontwerp met een middenaftakking om een zwevende grond te krijgen, zowel secundair worden gecorrigeerd en gereguleerd om de dubbele spanningsrail te creëren
2. een DC-voedingsontwerp dat vervolgens wordt omgezet naar -12/+12 V met schakelende regelaars

De eerste oplossing is geweldig omdat alles in de voeding is ingebouwd. Het heeft 115/230V AC als ingang nodig. Maar je moet bereid zijn om te rommelen met de hoofd-AC, en je hebt een omvangrijke transformator nodig in de Eurorack-behuizing. Of u hebt een AC-wandadapter nodig, die niet overal verkrijgbaar is zodra u meer stroom uit uw systeem wilt halen.

De tweede oplossing is geweldig omdat het krachtige laptops zoals power bricks kan gebruiken. Maar de schakelende regelaar zal helaas iets meer lawaai maken dan zijn lineaire tegenhanger die in de vorige oplossing kan worden gebruikt. Ook OEM-voedingsstenen kunnen behoorlijk duur zijn.

In ieder geval wil ik me niet bezig houden met het aanschaffen van de juiste transformator, noch wil ik betrokken zijn bij het zekeren van netspanning. Dus de voeding die we gaan maken, zal gebaseerd zijn op een switch-mode. De vereisten:

output rond 1A @ -12V, 1A @ +12V en 2A @ 5V voor maar liefst rond 34W plus wat warmte (we zullen waarschijnlijk besparen op de huishoudelijke verwarming)

• doorgelust zijn zodat een enkele power brick kan worden gebruikt voor meerdere voedingen
• compatibel zijn als een front-based unit of gemonteerd in de synthesizerbehuizing
• een persoonlijk ontwerp hebben, allemaal gemaakt van printplaten
• aan / uit knop
• Status led-spanningsrails
• geluidsarme uitgangsspanning indien mogelijk

Stap 3: Schema's

Om het schema voor deze voeding te maken, moeten we switch-mode-regelaars vinden die +12V en -12V kunnen leveren vanuit een enkele voeding. We kunnen twee verschillende IC's (geïntegreerde circuits) hebben voor de positieve en negatieve spanningsrail, maar hetzelfde zou het ontwerp vereenvoudigen.

Ik zoek meestal naar elektronische componenten met Digikey of Mouser. Beide bieden een echt krachtig filtersysteem om specifieke onderdelen te vinden.

Mijn keuze van regelaar voor de -12/+12 V is de LM2576S-12 van TI.

Als een IC-fabrikant wil dat je hun onderdeel gebruikt, hebben ze over het algemeen een mooi schema met alles wat je nodig hebt om het schema goed te krijgen. In het schema voor dit onderdeel wordt een positieve voedingsbedrading, een negatieve voedingsbedrading en zelfs een uitvoerfilterimplementatie beschreven.

Voor de 5V rail gaan we voor de LM2576-5 van TI. Dit is niet de meest economische optie, maar het bespaart tijd tijdens het ontwerp van het bord omdat alle passieven hetzelfde zijn als bij de 12V-versie. Ook zijn de voetafdrukken hetzelfde, wat een hoop tijd bespaart.

Er zijn 3 status-LED's die elk zijn aangesloten op een spanningsrail om aan de gebruiker te melden of alles werkt of niet.

Bekijk het bijgevoegde schema voor meer details

Stap 4: Lay-out

Het maken van de lay-out is niet eenvoudig, maar ook niet moeilijk. Het hangt altijd af van de beperkingen.

Mijn belangrijkste beperking deze keer was om alles binnen een rechthoek van 100 mm bij 60 mm te houden. De redenen voor deze specifieke afmetingen zijn de volgende:

• minder dan 100 mm lengte vanwege het PCB-productieoffertesysteem voor een laag volume dat de voorkeur geeft aan ontwerpen van minder dan 100 mm (breedte of lengte), onthoud, ik ben een goedkope man: P
• minder dan 60 mm breed omdat ik wil dat de module in een "skiff" Eurorack-behuizing past die meestal een zeer beperkte diepte heeft.

Breedte dat ik in gedachten de omtrek van mijn PCB kon volgen, deze kon vullen en alle vereiste sporen kon maken.

Merk op dat het een dubbelzijdig bord is, het hebben van 4 lagen zou het lay-outproces gemakkelijker maken, maar zou meer kosten. Om toch een mooie ondergrond te krijgen heb ik de meeste van mijn sporen op de toplaag gehouden en aan beide kanten een gietmal gelegd. Beide schenkingen zijn gestikt met veel via's om een optimale aarding te garanderen, waardoor ruis (hopelijk) wordt geminimaliseerd.

Het is altijd handig om de 3D-voetafdruk van uw component in gedachten te houden, aangezien deze componenten bij voedingen meestal behoorlijk groot zijn.

Zodra de lay-out klaar is, kunnen we nu de gerber-bestanden uitvoeren en deze naar onze favoriete fabrikant sturen. In mijn geval stuur ik de bestanden naar PCBWay (ik ben niet aangesloten, maar ik heb er in het verleden altijd veel geluk mee gehad). Het bestelproces is doodeenvoudig.

Gerbers zijn hieronder bevestigd

Stap 5: Voorpaneel

Om een goede Eurorack-module te zijn, heeft de voeding een frontpaneel nodig. En aangezien ik al een PCB bestel, waarom zou ik er dan niet voor zorgen dat hij zelf ook een PCB heeft … Zo heb ik een nieuw project gemaakt en mijn kunstwerk ingedeeld. Het is niet super geweldig, maar het zal zijn werk doen.

Je zult hier merken dat ik de serieschakeling van mijn systeem moest laten vallen vanwege ruimtegebrek. Alle illustraties zijn gemaakt in inkscape en vervolgens geconverteerd naar dxf en geïmporteerd in altium. Dit maakte er snel werk van.

Voor de led heb ik besloten om te proberen ze door het voorpaneel te laten schijnen. Om dit te doen heb ik de bovenste laag volledig gegoten en cirkelvormige openingen gemaakt met kleine kunstwerken erin. Ik heb dit nog nooit geprobeerd, misschien werkt het niet.

Aangezien deze voeding voor een muziekinstrument is, heb ik geprobeerd een klein muziekthema te hebben. Het is misschien zwak, maar het was gemakkelijk te maken met een lettertype met muzieksymbool.

Gerber voor het frontpaneel vind je hieronder

Stap 6: Componenten

Nu we onze boards onderweg hebben, moeten we ons zorgen maken over de aanschaf van de resterende componenten. En daarvoor moet je een distributeur kiezen. In mijn geval had Mouser de beste selectie van componenten voor wat ik nodig had:

• Wisselstroomadapter (418-TRH100A13502E126)
• DC-cilinderconnector hopelijk compatibel met het bovenstaande item (502-721AFMS)
• Tuimelschakelaar (691-651122-BB-1V)
• Reg. LM2576-12 (926-LM2576S-12/NOPB)
• Diode 1N5822 (511-1N5822)
• Spoel (673-PF0382.223NLT)
• Condensator (661-APSG160E222MJ20S)
• Condensator (661-APXG250A101MHA0G)
• Spoel (994-MSS1583-683MED)
• Condensator (80-A750MS108M1CAAE13)
• Koptekst (517-30316-6002)
• Aansluiting (571-624091)
• Krimpconnector (571-6409051)
• Reg. LM2576-5 (998-LM2576-5.0WU)
• Led (710-155124VS73200A)
• Led (710-155124RS73200A)
• Led (710-155124YS73200A)
• Schroefklem (534-7689-3)

De rest zijn jelly bean-componenten:

• 250 Ohm 0603 weerstand
• 100 Ohm 0603 weerstand
• 330 Ohm 0603 weerstand

Zie de bijgevoegde pdf voor meer details (pas de hoeveelheid aan volgens het schema)

Stap 7: Montage

Het montageproces hiervoor is gewoon ouderwets saai solderen.

Ik zal hier niet te veel op ingaan, omdat er zoveel instructables over dit onderwerp zijn gewijd.

Alle componenten moeten op de juiste plek worden gesoldeerd en alles moet goed werken.

Stap 8: Klaar

Hier zijn we het moment van de waarheid! Gaat het aan? Je moet alles natuurlijk met een multimeter controleren voordat je modules van stroom voorziet. Ik ben erg blij met de LED die door de muziektoetsen schijnt! Het is prachtig.

Over het algemeen was dit project een groot succes, maar er zou binnenkort een update komen om enkele problemen op te lossen die de pasvorm op de Eurorack-rails zouden moeten verbeteren. Maar als aan de zijkant gemonteerde voeding is het perfect.

Hier is een deuntje gemaakt met mijn pas gebouwde instrument. Als je je afvraagt hoe een modulaire synth klinkt, luister dan eens. Het concept van modulair is om een instrument te creëren dat voor u op maat is gemaakt. Dat maakt het vrijwel uniek, en ik hou van het idee om een uniek klinkend instrument te hebben.

Ik had niet zoveel vertrouwen in deze modulaire trend omdat ik geen eerdere ervaring met synthesizers heb. Maar ik heb geen spijt. En als je twijfelt, raad ik je aan om het eens te proberen. Het is vrij eenvoudig om modules door te verkopen, en als je het zoveel mogelijk zelf bouwt, is het niet duurder dan elk ander instrument van goede kwaliteit.

Sommige muziek gemaakt met deze synthesizer is hier te vinden:

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

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

soundcloud.com/benjamin-bonnal/unboldechil…

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