Parallel Sequencer Synth: 17 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Dette er en vejledning til oprettelse af en simpel sequencer. En sequencer er en enhed, der cyklisk producerer en række trin, der derefter driver en oscillator. Hvert trin kan tildeles en anden tone og dermed skabe interessante sekvenser eller lydeffekter. Jeg kaldte det en parallel sequencer, fordi den ikke drives af en oscillator i hvert trin, men af to oscillatorer på samme tid.

Trin 1: Blokdiagram

Lad os starte med blokdiagrammet.

Enheden får strøm fra et 9 volt batteri, og controlleren reducerer denne spænding til 5 volt.

En separat oscillator vil generere en lav frekvens, dvs. tempoet, som vil tjene som et ur til sequencer. Det vil være muligt at justere tempoet ved hjælp af potentiometeret.

I sequencer vil det være muligt at indstille nulstillingstrinnet og sekvenstilstand ved hjælp af vippekontakterne.

Output fra sequencer vil være 4 trin, som derefter styrer to parallelt tilsluttede oscillatorer, hvis frekvenser indstilles med potentiometre. Hvert trin vil blive repræsenteret af en LED. For oscillatorer vil det være muligt at skifte mellem to frekvensområder.

Udgangsvolumen reguleres af et potentiometer.

Trin 2: Brødbræt

Jeg designede først kredsløbet på et brødbræt. Jeg prøvede et par alternative versioner af tempooscillatoren med forskellige kredsløb samt flere konfigurationer med en decimal eller binær sequencer med en demultiplexer. Oscilloskopet er nyttigt både i design og i fejlfinding.

Trin 3: Skemaer

*link til HQ Image Schematics

*Hvis du finder en forklaring på skemaerne unødvendig, kan du gå videre til næste trin - Deleliste (stykliste)

Strøm fra 9V -batteriet overføres til kredsløbet via hovedafbryderen S1, som er placeret på panelet. Spændingen på cirka 9V reduceres til 5V af den lineære regulator IC1. Det er også muligt at bruge en DC-DC buck converter til at reducere spændingen, ulempen kan være den højfrekvente støj, der indføres i systemet. Kondensatorer C1, C3, C15 og C16 hjælper med at dæmpe interferensen og C2 udjævner udgangsspændingen.

Tempooscillatoren / lavfrekvente oscillatoren (LFO) genereres ved hjælp af en schmitt-trigger-inverter IC 40106 (IC2). VR9 -potentiometeret giver en justerbar udgangsfrekvens. Ved at kombinere C5 og VR9 er det muligt at vælge det ønskede område (i dette tilfælde fra ca. 0,2Hz til 50Hz). Udgangsfrekvensen kan øges ved at vælge et mindre potentiometer VR9 eller ved at reducere værdien af kondensator C5. R2 begrænser det øvre frekvensområde, hvis potentiometeret er indstillet til ca. 0 ohm. Ubrugte porte til IC 40106 skal bindes til jorden.

LFO -generatoren kan også være en IC 4093, 555 eller en operationsforstærker.

LFO, eller kloksignal, føres til en decimal sequencer 4017. CLK- og RST-indgangene er sikret mod interferens ved hjælp af pull-down-modstande R39 og R5. ENA -stiften skal være bundet til jorden, så sequencer kan køre. Sequenceren fungerer som følger: Hver gang CLK skifter fra lav til høj, tænder sequencer for en af udgangsstifterne i rækkefølgen Q0, Q1, Q2 … Q9. Kun en af udgangsstifterne Q0 - Q9 er altid aktiv. Således gentager sequencer cyklisk disse ti tilstande. Imidlertid kan enhver udgang tilsluttes RST -stiften for at nulstille sequencer i dette trin. For eksempel, hvis vi forbinder Q4 til RST -stiften, vil sekvensen være som følger: (Q) 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3… Denne funktion i IC bruges med trepositionskontakten S2, som enten giver 10 trin (midterposition, nulstilles kun bundet til jorden) eller nulstilles til Q4 (4 trin) eller nulstilles til Q6 (6 trin) tilstand. Da enheden vil være en 4-trins sequencer, vil nulstilling af IC på trin 4 resultere i en kontinuerlig sekvens uden en pause, nulstilling af IC på trin 6 vil resultere i en sekvens på 4 trin og en pause på 2 trin, og endelig den tredje mulighed vil være nulstilling af IC på trin 10. Dette resulterer i en sekvens på 4 trin og en 6 -trins pause. Pausen fra switch S2 tilføjes altid først, efter at trinene (1234 _, 1234 _… eller 1234 _, 1234 _…) er udført.

Men hvis vi vil tilføje en pause mellem trinene selv, skal vi omorganisere rækkefølgen, hvor oscillatorerne vil blive drevet. Dette er taget hånd om af switch S3. Når den er tændt i den rigtige position, fungerer sequencer som beskrevet ovenfor. Hvis den imidlertid skiftes til den modsatte side (venstre), bliver trin 4 i IC -sequenceren det tredje input til oscillatoren, og trin 7 bliver det fjerde input til oscillatoren. Sekvensen vil derfor se sådan ud (S2 i midterpositionen): 12_3_4_, 12_3_4 _,…

Tabellen nedenfor beskriver alle de sekvensindstillinger, der kan genereres af begge switches:

Skift S2 -position	Skift S3 -position	Cyklisk sekvens (_ betyder pause)
Op	Op	1234
ned	Op	1234_
Mellem	Op	1234_
Op	ned	12_3
ned	ned	12_3_
Mellem	ned	12_3_4_

En lysdiode (LED3 til LED6) er tildelt hvert trin, for klarhedens skyld.

Paralleloscillatorerne er dannet i NE556 -kredsløbet i en forbløffende konfiguration. De kondensatorer, der vælges af switches S4 og S5, oplades og aflades via modstande R6 og R31 og potentiometre VR1 til VR8. Sequenceren skifter transistorer Q1 til Q8 parvis (Q1 og Q5, Q2 og Q6, Q3 og Q7, Q4 og Q8, gentagne gange) og tillader således at kondensatorerne oplades og aflades via forskellige indstillede potentiometre. IC4 -kredsløbets interne logik, baseret på kondensatorernes spænding, tænder og slukker udgangsstifterne (ben 5 og 9). Frekvensområdet for de enkelte trin kan justeres ved at ændre værdierne for potentiometrene og også ved at ændre værdierne for kondensatorerne C8 til C13. Mellem hver emitter og det tilsvarende potentiometer tilføjes en 1k modstand (R8, R11, R14 …) til øvre frekvensbegrænsning. Modstande forbundet til bunden af transistorer (R9, R12, R15 …) sikrer transistors drift i mætningstilstanden. Udgangene fra begge oscillatorer er forbundet via en spændingsdeler VR10 (volumenpotte) til udgangsstikket.

Ubrugte betegnelser: R1, R3, R7, R10, R13, R16, R19, R22, R25, R28, R36, LED1

Trin 4: Deleliste (stykliste)

• 5x LED
• 1x Stereo Jack 6.35
• 1x 100k lineært potentiometer
• 1x 50k lineært potentiometer
• 8x 10k lineært potentiometer
• 12x 100n keramisk kondensator
• 1x 470R modstand
• 2x 100k modstand
• 2x 10k modstand
• 23x 1k modstand
• 2x 1uF elektrolytisk kondensator
• 1x 47uF elektrolytisk kondensator
• 1x 470uF elektrolytisk kondensator
• 8x 2N3904 NPN Transistor
• 1x IC 40106
• 1x IC 4017N
• 1x IC NE556N
• 1x lineær regulator 7805
• 3x 2 Position 1 Pole vippekontakt
• 1x 2 Position 2 Pole Toggle Switch
• 1x 3 Position 1 Pole Toggle Switch
• Prototype Board
• Ledninger (24 awg)
• IC -stik (valgfrit)
• 9V batteri
• 9V batteriklemme

Værktøjer til lodning og træbearbejdning:

• Loddekolbe
• Lodning Lodning
• Tang
• Markør
• Multimeter
• Bremsekaliber
• Pincet
• Wire stripping tang
• Kabelbindere i plast
• Bremsekaliber
• Slibepapir eller nålefil
• Pensler
• Akvarelmaling

Trin 5: Trækasse

Jeg besluttede at bygge enheden ind i en trækasse. Valget er dit, du kan bruge en plastik- eller aluminiumskasse eller printe din egen ved hjælp af en 3D -printer. Jeg valgte en kasse, der måler 16 x 12,5 x 4,5 cm (ca. 6,3 x 4,9 x 1,8 tommer), med en udtrækkelig åbning. Jeg fik æsken i en lokal hobbybutik, den er lavet af KNORR Prandell (link).

Trin 6: Layout af dele og forberedelse til boring

Jeg arrangerede potentiometre, isholdere og switch -møtrikker på kassen og arrangerede dem, som jeg kunne lide dem. Jeg tog layoutet, og derefter dækkede jeg kassen med malertape ovenfra og fra den ene side, hvor der vil være et hul til et 6,35 mm stik. Jeg markerede hullernes placering og deres størrelse på malertapen.

Trin 7: Boring

Den øverste væg på kassen var relativt tynd, så jeg borede langsomt og gradvist udvidede borene. Efter boring af hullerne var det nødvendigt at behandle dem med sandpapir eller nålefiler.

Trin 8: Basisfrakken

Som det første lag maling - grundlaget - påførte jeg grønt. Grundlaget vil være dækket med en lysebrun farve og orange farve. Jeg brugte akvareller. Efter hvert lag lod jeg kassen tørre i et par timer, da træet opsugede nok vand.

Trin 9: Det andet lag med maling

Jeg påførte en kombination af lysebrun og blød orange på det grønne bundlag. Jeg spredte malingen med vandrette bevægelser, og hvor jeg ville opnå mere markante pletter, påførte jeg så lidt vand og mere maling (mindre fortyndet maling).

* Farverne på billederne i dette trin er forskellige fra de andre fotos, fordi farven på dem endnu ikke er tørret.

Trin 10: Fremstilling af printkortet

Jeg besluttede at oprette et printkort på et universelt bord. Det er meget hurtigere end at vente på en forsendelse af specialfremstillede pcb'er, og som en prototype er det nok. Hvis nogen er interesseret, kan jeg også oprette og tilføje komplette gerber -filer.

Fra det universelle printkort klippede jeg en smal, længere strimmel ud, der passede til kassens længde. Jeg lodde kredsløbet gradvist i mindre dele. Jeg markerede de steder, hvor ledningerne vil blive forbundet med sorte cirkler.

Trin 11: Fejlfinding og rydning af proces til printkort

Nogle gange er det ikke svært at fare vild, når du opretter et printkort. Jeg har lært et par tricks, der hjælper mig.

Komponenter, der er monteret på panelet eller fra tavlen, er markeret inde i de blå (sorte) rektangler i skemaerne. Dette sikrer klarhed i forberedelsen af ledninger eller stik og deres placering. Hver linje, der skærer et rektangel, betyder derfor en ledning, der skal forbindes senere.

Det er også nyttigt at notere forbindelser og montering af de komponenter, der allerede er installeret. (Jeg bruger en gul highlighter til det). Dette vil klart skelne mellem, hvilke dele og forbindelser der allerede findes, og hvilke der stadig skal gøres.

Trin 12: PCB

For dem, der ønsker at lave eller bestille et pcb, vedhæfter jeg en.brd -fil. Printkortet har dimensioner på 127 x 25 mm, jeg tilføjede to huller til M3 -skruer. Du kan oprette dine egne filer i henhold til det ønskede gerber -format.

Trin 13: Montering af dele i æsken

Jeg indsatte og sikrede de komponenter, der vil være på det øverste panel - potentiometre, kontakter, lysdioder og udgangsstik. Lysdioderne blev placeret på plastholdere, som jeg sikrede ved hjælp af varm lim.

Det tilrådes at tilføje potentiometerknapperne senere, så de ikke ridses ved lodning af kontakterne og håndtering af kassen.

Trin 14: Ledningsføring

Trådene blev loddet i dele. Jeg har altid fjernet og tinnet ledningerne først, før jeg sluttede dem til komponenterne på panelet. Jeg fortsatte fra top til bund, så ledningerne ikke satte sig fast under arbejdet, og jeg sikrede også trådbundterne med kabelbindere.

Trin 15: Isætning af batteriet og kortet inde i æsken

Jeg lagde printkortet inde i kassen og isolerede det fra frontpanelet med et tyndt stykke skum. For at forhindre kablerne i at bøje og holde alt fast, bandt jeg bundterne med et kabelbinder. Endelig sluttede jeg et 9V batteri til kredsløbet og lukkede boksen.

Trin 16: Montering af potentiometerknapper

Det sidste trin er at installere knapperne på potentiometrene. I stedet for dem, jeg valgte til delelayoutet, monterede jeg metal, sølv-sorte knapper. Samlet set kunne jeg lide det mere end plastikene med en lysegul mat farve.

Trin 17: Projekt afsluttet

Den parallelle sequencer -synth er nu færdig. Hav en masse sjov med at generere forskellige lydeffekter.

Vær sund og sikker.

Runner Up i Audio Challenge 2020