Seqüenciador paral·lel: 17 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Aquesta és una guia per crear un seqüenciador senzill. Un seqüenciador és un dispositiu que produeix cíclicament una sèrie de passos que després condueixen un oscil·lador. Cada pas es pot assignar a un to diferent i crear així seqüències o efectes d'àudio interessants. El vaig anomenar un seqüenciador paral·lel perquè no és impulsat per un oscil·lador a cada pas, sinó per dos oscil·ladors al mateix temps.

Pas 1: diagrama de blocs

Comencem pel diagrama de blocs.

El dispositiu s’alimentarà amb una bateria de 9 volts i el controlador reduirà aquest voltatge a 5 volts.

Un oscil·lador separat generarà una freqüència baixa, és a dir, el tempo, que servirà de rellotge per al seqüenciador. Es podrà ajustar el tempo mitjançant el potenciòmetre.

Al seqüenciador, serà possible establir el pas de reinici i el mode de seqüència mitjançant els commutadors.

La sortida del seqüenciador serà de 4 passos, que controlaran dos oscil·ladors connectats en paral·lel, les freqüències dels quals es configuraran amb potenciòmetres. Cada pas estarà representat per un LED. Per als oscil·ladors, serà possible canviar entre dos rangs de freqüència.

El volum de sortida es regularà mitjançant un potenciòmetre.

Pas 2: Tauler de pa

Primer vaig dissenyar el circuit sobre una taula de treball. He provat algunes versions alternatives de l'oscil·lador de tempo amb diferents circuits, així com diverses configuracions amb un seqüenciador decimal o binari amb un demultiplexor. L'oscil·loscopi és útil tant en el disseny com en la resolució de problemes.

Pas 3: Esquemes

* enllaç a HQ Image Schematics

* Si no necessiteu una explicació dels esquemes, podeu passar al següent pas: Llista de peces (BOM)

L’alimentació de la bateria de 9V es transmet al circuit mitjançant l’interruptor principal S1, que estarà situat al tauler. El voltatge d'aproximadament 9V es redueix a 5V mitjançant el regulador lineal IC1. També és possible utilitzar un convertidor de corrent continu CC-DC per reduir el voltatge, el desavantatge pot ser el soroll d'alta freqüència introduït al sistema. Els condensadors C1, C3, C15 i C16 ajuden a atenuar la interferència i C2 suavitzen la tensió de sortida.

L'oscil·lador de tempo / oscil·lador de baixa freqüència (LFO) es genera mitjançant un inversor schmitt-trigger IC 40106 (IC2). El potenciòmetre VR9 proporciona una freqüència de sortida ajustable. Combinant C5 i VR9, és possible seleccionar l’interval desitjat (en aquest cas d’uns 0,2 Hz a 50 Hz). La freqüència de sortida es pot augmentar seleccionant un potenciòmetre VR9 més petit o disminuint el valor del condensador C5. R2 limita el rang de freqüència superior si el potenciòmetre està ajustat a aprox. 0 ohms. Les portes no utilitzades de l’IC 40106 s’han de lligar a terra.

El generador de LFO també pot ser un IC 4093, 555 o un amplificador operacional.

El LFO, o senyal de rellotge, s’alimenta a un seqüenciador decimal 4017. Les entrades CLK i RST estan protegides contra les interferències mitjançant les resistències desplegables R39 i R5. El passador ENA ha d'estar lligat a terra per permetre que el seqüenciador funcioni. El seqüenciador funciona de la següent manera: Cada vegada que el CLK canvia de baix a alt, el seqüenciador activa un dels pins de sortida de l'ordre Q0, Q1, Q2 … Q9. Només un dels pins de sortida Q0 - Q9 sempre està actiu. Així, el seqüenciador repeteix cíclicament aquests deu estats. Tot i això, es pot connectar qualsevol sortida al pin RST per restablir el seqüenciador en aquest pas. Per exemple, si connectem Q4 al pin RST, la seqüència serà la següent: (Q) 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3 … Aquesta característica del IC s'utilitza amb el commutador de tres posicions S2, que proporciona 10 passos (posició mitjana, restabliment lligat només a terra) o restabliment a Q4 (4 passos) o restabliment al mode Q6 (6 passos). Com que el dispositiu serà un seqüenciador de 4 passos, restablir l’IC al pas 4 donarà lloc a una seqüència contínua sense pausa, restablir l’IC al pas 6 donarà lloc a una seqüència de 4 passos i una pausa de 2 passos, i finalment la tercera opció serà restablir l'IC al pas 10. Això dóna com a resultat una seqüència de 4 passos i una pausa de 6 passos. La pausa proporcionada pel commutador S2 sempre s'afegeix només després de realitzar la seqüència de passos (1234 _, 1234 _ … o 1234 _, 1234 _ …).

Tot i això, si volem afegir una pausa entre els propis passos, hem de reorganitzar l’ordre en què s’alimentaran els oscil·ladors. Això es fa càrrec del commutador S3. Quan s’activa a la posició correcta, el seqüenciador funciona com s’ha descrit anteriorment. Tanmateix, si es canvia al costat oposat (esquerra), el pas 4 del seqüenciador IC es converteix en la tercera entrada de l'oscil·lador i el pas 7 es converteix en la quarta entrada de l'oscil·lador. Per tant, la seqüència serà així (S2 a la posició mitjana): 12_3_4_, 12_3_4 _, …

La taula següent descriu totes les opcions de seqüència que poden generar els dos commutadors:

Canvia la posició S2	Canvia la posició S3	Seqüència cíclica (_ significa pausa)
Amunt	Amunt	1234
A baix	Amunt	1234_
Mig	Amunt	1234_
Amunt	A baix	12_3
A baix	A baix	12_3_
Mig	A baix	12_3_4_

Per a més claredat, s’assigna un LED (LED3 a LED6) a cada pas.

Els oscil·ladors paral·lels es formen al circuit NE556, en una configuració astable. Els condensadors seleccionats pels commutadors S4 i S5 es carreguen i descarreguen mitjançant les resistències R6 i R31 i els potenciòmetres VR1 a VR8. El seqüenciador commuta els transistors Q1 a Q8 per parelles (Q1 i Q5, Q2 i Q6, Q3 i Q7, Q4 i Q8, repetidament) i, per tant, permet carregar i descarregar els condensadors mitjançant potenciòmetres configurats de manera diferent. La lògica interna del circuit IC4, basada en la tensió dels condensadors, activa i desactiva els pins de sortida (pins 5 i 9). El rang de freqüències dels passos individuals es pot ajustar canviant els valors dels potenciòmetres i també canviant els valors dels condensadors C8 a C13. Entre cada emissor i el potenciòmetre corresponent, s'afegeix una resistència d'1 k (R8, R11, R14 …) per a la limitació de freqüència superior. Els resistors connectats a la base dels transistors (R9, R12, R15 …) asseguren el funcionament dels transistors en estat de saturació. Les sortides dels dos oscil·ladors es connecten mitjançant un divisor de tensió VR10 (volum pot) a la presa de sortida.

Designadors no utilitzats: R1, R3, R7, R10, R13, R16, R19, R22, R25, R28, R36, LED1

Pas 4: Llista de peces (BOM)

• 5x LED
• 1x Jack estèreo 6.35
• Potenciòmetre lineal 1x 100k
• Potenciòmetre lineal 1x 50k
• Potenciòmetre lineal 8x 10k
• Condensador de ceràmica de 12x 100n
• 1x 470R resistència
• 2x 100k resistència
• 2x 10k resistència
• Resistència 23x 1k
• Condensador electrolític 2x 1uF
• 1x condensador electrolític de 47uF
• 1x condensador electrolític 470uF
• Transistor NPN 8x 2N3904
• 1x IC 40106
• 1x IC 4017N
• 1x IC NE556N
• 1x Regulador lineal 7805
• Interruptor alternador 3x 2 posicions 1 pol
• Interruptor alternador 1x 2 posicions de 2 pols
• Interruptor alternador 1x 3 posicions 1 pol
• Tauler prototip
• Filferros (24 awg)
• Preses IC (opcional)
• Bateria de 9V
• Clip de bateria de 9V

Eines per soldar i treballar la fusta:

• Soldador
• Soldadura de soldadura
• Alicates
• Marcador
• Multímetre
• Pinça
• Pinces
• Alicates per treure filferros
• Lligadures de cable de plàstic
• Pinça
• Paper de polir o fitxer d’agulla
• Pinzells
• Pintures a l’aquarel·la

Pas 5: caixa de fusta

Vaig decidir construir el dispositiu en una caixa de fusta. L’elecció és vostra, podeu utilitzar una caixa de plàstic o alumini o imprimir la vostra amb una impressora 3D. Vaig triar una caixa de 16 x 12,5 x 4,5 cm (aproximadament 6,3 x 4,9 x 1,8 polzades), amb una obertura extraïble. Vaig aconseguir la caixa en una botiga d’aficionats local, està feta per KNORR Prandell (enllaç).

Pas 6: Disposició de les peces i preparació per a la perforació

Vaig disposar els potenciòmetres, els suports de gel i les femelles de canvi a la caixa i els vaig disposar de la manera que més m’agradava. Vaig agafar la disposició i després vaig tapar la caixa amb cinta adhesiva des de dalt i per un costat, on hi haurà un forat per a una presa de 6,35 mm. Vaig marcar la posició dels forats i la seva mida a la cinta adhesiva.

Pas 7: perforació

La paret superior de la caixa era relativament prima, així que vaig perforar lentament i vaig anar ampliant els trepants. Després de perforar els forats, calia tractar-los amb paper de vidre o llimes d’agulla.

Pas 8: la capa base

Com a primera capa de pintura, la capa base, vaig aplicar verd. La capa base es cobrirà amb un color marró clar i taronja. Vaig utilitzar aquarel·les. Després de cada capa, vaig deixar assecar la caixa durant unes hores, ja que la fusta absorbia prou aigua.

Pas 9: la segona capa de pintura

Vaig aplicar una combinació de marró clar i taronja suau a la capa de base verda. Vaig estendre la pintura amb moviments horitzontals i on volia aconseguir taques més acusades, vaig aplicar com poca aigua i més pintura (pintura menys diluïda).

* Els colors de les imatges d’aquest pas són diferents de les altres fotos, perquè el color que hi ha encara no s’ha assecat.

Pas 10: elaboració de la placa de circuit

Vaig decidir crear una placa de circuit imprès en una placa universal. És molt més ràpid que esperar un enviament de sistemes personalitzats i, com a prototip, n’hi ha prou. Si algú està interessat, també puc crear i afegir fitxers gerber complets.

De la placa de circuits impresos universal, vaig retallar una tira estreta i llarga que s’adaptava a la longitud de la caixa. Vaig soldar el circuit gradualment, en parts més petites. Vaig marcar els llocs on es connectaran els cables amb cercles negres.

Pas 11: resolució de problemes i esborrat procés de fabricació de la placa de circuit

De vegades no és difícil perdre’s quan es crea una placa de circuit imprès. He après alguns trucs que m’ajuden.

Els components que es munten al tauler o al tauler es marquen dins dels rectangles blaus (negres) dels esquemes. Això garanteix la claredat en la preparació de cables o connectors i la seva ubicació. Per tant, cada línia que talla un rectangle significa un fil que cal connectar més endavant.

També és útil tenir en compte les connexions i el muntatge dels components que ja s'han instal·lat. (Per a això faig servir un ressaltador groc). Això distingirà clarament quines parts i connexions ja existeixen i quines encara cal fer.

Pas 12: PCB

Per a aquells que vulguin fabricar o demanar un pcb, adjunto un fitxer.brd. La placa de circuit imprès té unes dimensions de 127 x 25 mm, he afegit dos forats per als cargols M3. Podeu crear els vostres propis fitxers segons el format gerber desitjat.

Pas 13: muntatge de peces a la caixa

Vaig inserir i assegurar els components que hi haurà al tauler superior: potenciòmetres, interruptors, LEDs i presa de sortida. Els LED es van col·locar sobre els suports de plàstic, que vaig assegurar amb l'ajut de cola calenta.

Es recomana afegir els comandaments dels potenciòmetres més endavant perquè no es ratllin en soldar els contactes i manipular la caixa.

Pas 14: cablejat

Els cables es soldaven per parts. Sempre vaig treure i conservar els cables abans de connectar-los als components del tauler. Vaig procedir de dalt a baix perquè els cables no es quedessin atrapats durant la feina i també vaig assegurar els feixos de cables amb tirants.

Pas 15: Inserir la bateria i el tauler dins de la caixa

Vaig posar la placa de circuits dins de la caixa i la vaig aïllar del tauler frontal amb una fina escuma. Per evitar que els cables es plegessin i s’aguantessin tot fort, vaig lligar els farcellets amb una brida de cable. Finalment, vaig connectar una bateria de 9V al circuit i vaig tancar la caixa.

Pas 16: muntar els botons del potenciòmetre

L’últim pas és instal·lar els comandaments als potenciòmetres. En lloc de les que vaig triar per a la disposició de les peces, vaig muntar uns botons de metall negre platejat. En general, em va agradar més que els de plàstic, amb un color mat groc brillant.

Pas 17: projecte finalitzat

El sintetitzador de seqüenciador paral·lel ja està complet. Diverteix-te molt generant diversos efectes sonors.

Mantingueu-vos sans i segurs.

Segon classificat del Audio Challenge 2020