Font d'alimentació del sintetitzador Eurorack: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Benvingut a la meva instrucció sobre com fer una font d'alimentació de bricolatge per a un sintetitzador Eurorack.

Tingueu en compte que el meu coneixement sobre el disseny de la font d'alimentació i el sintetitzador Eurorack és insuperable. Prengui els meus consells amb cura. No seré responsable de la destrucció o del pitjor dels vostres costosos mòduls … De totes maneres Si voleu obtenir més informació sobre el procés que he seguit per arribar al producte acabat, us convido a llegir més aquest manual.

Pas 1: Què és una font d'alimentació del sintetitzador Eurorack?

En primer lloc, què és un sintetitzador Eurorack? Eurorack és un tipus de sistema modular que s’utilitza per crear sintetitzadors molt personalitzats. En aquest sistema s’aconsegueix la síntesi de so interconnectant senyals analògics entre els diferents mòduls. Eurorack va ser introduït per primera vegada per la marca alemanya Doepfer, ara ha superat tots els altres sistemes de sintetitzador modulars.

El "pegat" (també conegut com a cablejat) dels mòduls permet una veu, una modulació de so i una seqüenciació molt complexes.

Aquest tipus de sintetitzador modular s’utilitza àmpliament en la música d’ambientació (banda sonora Listen Stranger Things), en música electrònica i en electrònica generativa (Listen Colin Benders).

Què passa amb la font d'alimentació?

Al sistema Eurorack, el pegat de so i modulació es fa al tauler frontal de la unitat mitjançant preses mono o estèreo de 3,5 mm. Per evitar que la interfície d'usuari sigui massa desordenada, tot el subministrament d'energia es fa a través d'un connector situat a la part posterior del mòdul.

Normalment, l'alimentació es subministra a través d'un bus que subministra cada mòdul en paral·lel a -12 / + 12 V, 5V i terra. El bus també porta senyals de control també coneguts com CV (tensions de control), però aquests senyals poques vegades s’utilitzen. Però, a mesura que els mòduls DSP moderns són cada vegada més populars (vegeu Mutable Instruments), la necessitat d’un bon rail de subministrament de 5V és molt important.

Per què fer una font d'alimentació de bricolatge?

La comunitat de bricolatge al voltant d’Eurorack Synth és enorme. Això fa que els recursos de disseny estiguin disponibles per a tothom que vulgui trobar-los.

En primer lloc, sóc un novell complet en el sintetitzador modular i volia obtenir-ne més informació. Vaig pensar que dissenyar jo mateix un tros del meu sintetitzador m’ensenyaria més que desplaçar-me per vídeos de Youtube durant edats, però encara no estava preparat per arriscar-me a dissenyar un mòdul de processament de so. Per això vaig optar per la part "fàcil": la font d'alimentació.

En segon lloc, volia una funda personalitzada amb la font d’alimentació ben integrada, de manera que tant la carcassa com la PSU assegurarien que obtindria el resultat que desitjava (probablement no sigui tan bo com les solucions fora de les prestatgeries, però no m’importa massa no sóc músic professional de totes maneres). Faré el cas tan aviat com tingui l'oportunitat (buscar un futur instructable).

En tercer lloc, tinc una llicència per al dissenyador Altium a través del meu treball i he fabricat PCB en el passat. Això no hauria de ser massa dur perquè aquest tauler funcioni.

En quart lloc i, finalment, sóc un home barat, i vaig pensar per què no estalvies un munt de costosos mòduls d’alimentació. Dit això, crec que podria acabar sent més car que alguns dels subministraments elèctrics més populars d'Eurorack. Llàstima per a mi.

Pas 2: Requisits

Com hem vist a la secció anterior, la font d'alimentació consta de 3 rails de tensió -12 / + 12V, 5V i, per descomptat, terra (o 0V).

Hi ha dues estratègies populars per aconseguir el mateix resultat:

1. un disseny basat en transformadors amb una aixeta central per obtenir una terra flotant, ambdues secundàries es rectifiquen i regulen per crear el carril de doble tensió
2. un disseny d'alimentació de corrent continu que es converteix a -12 / + 12 V amb reguladors de mode de commutació

La primera solució és excel·lent, ja que tot està integrat en la font d'alimentació. Es necessita una entrada de 115 / 230V AC. Però heu d’estar disposats a embolicar-vos amb la CA principal i necessitareu un transformador voluminós dins de la caixa Eurorack. O bé, necessitareu un adaptador de paret de CA, que no estarà disponible tan aviat com vulgueu treure més energia del vostre sistema.

La segona solució és excel·lent, ja que pot utilitzar un ordinador portàtil potent com el power brick. Però el regulador de commutació malauradament serà una mica més sorollós que el seu homòleg lineal que es pot utilitzar a la solució anterior. També el maó d’alimentació d’OEM pot ser bastant car.

En qualsevol cas, no vull tractar d’obtenir el transformador adequat ni tampoc participar en la fusió de la tensió de xarxa. Per tant, la font d'alimentació que farem serà basada en mode de commutació.

sortida al voltant de 1A @ -12V, 1A @ + 12V i 2A @ 5V per a un enorme total d’uns 34W més una mica de calor (probablement estalviarem la calefacció de la llar)

• es pot encadenar de manera que es pugui utilitzar un sol maó de potència per a diverses fonts d'alimentació
• ser compatible com a unitat frontal o muntat dins de la caixa del sintetitzador
• tenen un disseny personalitzat tot format amb plaques de circuit
• interruptor d'encesa-apagada
• Estat dels rails de tensió LED
• baixa tensió de sortida de soroll si és possible

Pas 3: Esquemes

Per tal de crear l’esquema d’aquesta font d’alimentació, hem de trobar reguladors de mode de commutació capaços d’oferir + 12V i -12V d’una sola font. Podem tenir dos circuits integrats diferents (circuits integrats) per al rail de tensió positiva i negativa, però tenir el mateix simplificaria el disseny.

Normalment busco components electrònics mitjançant Digikey o Mouser. Tots dos ofereixen un sistema de filtratge molt potent per trobar peces específiques.

La meva elecció de regulador per al -12 / + 12 V és el LM2576S-12 de TI.

En general, si un fabricant d’IC vol que utilitzeu la seva part, tindran un bon esquema amb tot el que necessiteu per fer-ho bé. A l'esquema d'aquest component es descriu un cablejat d'alimentació positiu, un cablejat d'alimentació negatiu i fins i tot una implementació de filtre de sortida.

Pel carril de 5V anirem amb la LM2576-5 des de TI. Aquesta no és l’opció més econòmica, però permet estalviar temps durant el disseny del tauler, ja que totes les passives són les mateixes que per a la versió de 12 V. A més, les petjades són les mateixes, cosa que estalvia un munt de temps.

Hi ha 3 LED d’estat connectats cadascun a un rail de tensió per informar a l’usuari si tot funciona o no.

Mireu l’esquema adjunt per obtenir més detalls

Pas 4: disseny

Crear el disseny no és fàcil, però tampoc no és difícil. Sempre depèn de les restriccions.

Aquesta vegada el meu principal contrasentit era mantenir-ho tot dins d’un rectangle de 100 mm per 60 mm. Les raons d’aquestes dimensions específiques són les següents:

• de menys de 100 mm de longitud a causa del sistema de pressupostos de fabricació de PCB per a un volum baix que afavoreix dissenys enormement inferiors a 100 mm (amplada o longitud), recordeu, sóc un home barat: P
• menys de 60 mm d'amplada, ja que vull que el mòdul s'adapti a una funda Eurorack "skiff" que normalment té una profunditat molt limitada.

Amplada que en ment podria traçar l'esquema del meu PCB, omplir-lo i fer totes les traces necessàries.

Tingueu en compte que és un tauler de doble cara, tenir 4 capes facilitaria el procés de disseny, però costaria més. Per tal d'obtenir un bon terreny, vaig mantenir la majoria de traces a la capa superior i vaig disposar un abocador de terra pels dos costats. Ambdós abocaments estan cosits amb moltes vies per garantir una connexió a terra òptima, reduint així el soroll (amb sort).

Sempre és útil tenir present la petjada 3D del component, ja que quan es tracta de fonts d’alimentació, aquests components solen ser força grans.

Un cop acabat el disseny, ara podem enviar els fitxers gerber i enviar-los al nostre fabricant preferit. En el meu cas, envio els fitxers a PCBWay (no estic afiliat, però sempre he tingut molta sort amb ells). El procés de comanda és senzill.

Els gerbers s’uneixen a sota

Pas 5: Tauler frontal

Per tal de ser un mòdul Eurorack adequat, la font d'alimentació necessita un panell frontal. I com que ja estic demanant un PCB, per què no fer-lo també té un PCB en si mateix? Així vaig crear un nou projecte i vaig dissenyar la meva obra d'art. No és super genial, però farà la feina.

Notareu aquí que vaig haver de deixar de banda la cadenabilitat del meu sistema per manca d’espai. Totes les obres d'art es van crear a inkscape i després es van convertir a dxf i es van importar a altium. Això va fer que funcionés ràpidament.

Per al led vaig decidir intentar fer-los brillar pel panell frontal. Per fer-ho, vaig abocar completament la capa superior i vaig fer obertures circulars amb poca obra d'art al seu interior. Mai ho he provat abans, potser no funcionaria.

Com que aquesta font d'alimentació és per a un instrument musical, he intentat que hi hagi un petit tema musical. Pot ser coix, però era fàcil de fer amb una font de símbol musical.

Gerber per al panell frontal es pot trobar a continuació

Pas 6: components

Ara que tenim els nostres taulers en camí, ens hem de preocupar de comprar els components restants. I per a això cal triar un distribuïdor. En el meu cas, Mouser tenia la millor selecció de components per al que necessitava:

• Adaptador de CA (418-TRH100A13502E126)
• Connector de barril de CC compatible amb l’element anterior (502-721AFMS)
• Interruptor basculant (691-651122-BB-1V)
• Reg LM2576-12 (926-LM2576S-12 / NOPB)
• Diode 1N5822 (511-1N5822)
• Inductor (673-PF0382.223NLT)
• Condensador (661-APSG160E222MJ20S)
• Condensador (661-APXG250A101MHA0G)
• Inductor (994-MSS1583-683MED)
• Condensador (80-A750MS108M1CAAE13)
• Capçalera (517-30316-6002)
• Terminal (571-624091)
• Connector de crimpat (571-6409051)
• Reg LM2576-5 (998-LM2576-5.0WU)
• Led (710-155124VS73200A)
• Led (710-155124RS73200A)
• Led (710-155124YS73200A)
• Terminal de cargol (534-7689-3)

La resta són components de mongetes:

• Resistència 0603 de 250 Ohm
• Resistència 0603 de 100 Ohm
• Resistència 0603 de 330 Ohm

Consulteu el pdf adjunt per obtenir més detalls (ajusteu la quantitat segons l'esquema)

Pas 7: Muntatge

El procés de muntatge és una soldadura avorrida senzilla.

No aprofundiré en això, ja que hi ha tants instructius dedicats sobre aquest tema.

Tots els components s’han de soldar al lloc adequat i tot hauria de funcionar bé.

Pas 8: Fet

Aquí som el moment de la veritat! S’encén? Haureu de comprovar-ho tot amb un multímetre abans d’alimentar qualsevol mòdul, òbviament. Estic molt content del LED que brilla a través de les tecles de música. És preciós.

En general, aquest projecte va tenir un gran èxit, però s’hauria d’actualitzar aviat per corregir alguns problemes que haurien de millorar l’ajust als rails Eurorack. Però com a font d'alimentació muntada lateral, és perfecte.

Aquí teniu una melodia feta amb el meu instrument acabat de construir. Si us pregunteu com pot semblar un sintetitzador modular, escolteu-lo. El concepte de modular és crear un instrument que s’adapti a la vostra mida. El que fa és pràcticament únic i m’encanta la idea de tenir un instrument que soni de manera única.

No tenia molta confiança en entrar en aquesta tendència modular, ja que no tinc experiència prèvia en sintetitzadors. Però no em penedeixo. I si dubteu, us animaria a provar-ho. És molt fàcil revendre mòduls i, si el construïu vosaltres mateixos al màxim, no és més car que cap altre instrument de bona qualitat.

Alguna música feta amb aquest sintetitzador es pot trobar aquí:

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

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

soundcloud.com/benjamin-bonnal/unboldechil…

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