Sjajan analogni sintetizator/organ koji koristi samo diskretne komponente: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Analogni sintisajzeri su jako cool, ali i prilično teški za napraviti.

Stoga sam želio učiniti jedan što jednostavnijim, tako da njegovo funkcioniranje može biti lako razumljivo.

Da bi radio, potrebno vam je nekoliko osnovnih podkrugova: Jednostavan oscilator s otpornikom koji se može odabrati oscilirajuća frekvencija, neke tipke i osnovni krug pojačala.

Ako umjesto gumba za tipke koristite neke provodljive jastučiće, mogli biste svoju verziju učiniti jako cool

Stilofon!

U ovom uputstvu naučit ćemo kako ga napraviti i naučit ćemo kako to funkcionira.

Instrukcija je namijenjena početnicima i entuzijastima srednje elektronike.

Korak 1: Potrebni alati

Trebat će vam lemilica i neke ploče za izradu prototipa ili ih možete sastaviti na matičnoj ploči.

Ako ste malo napredniji, pružit ću datoteke za graviranje vlastite PCB -a.

Korak 2: Pokretanje s oscilatorom

Srce sintisajzera je sklop stabilnog multivibratora napravljen s operativnim pojačalom. Na internetu ćete pronaći vrlo dugačke i detaljne izvode o njegovom radu, ali pokušat ću objasniti njegov rad na jednostavniji način.

Oscilator se sastoji od nekoliko otpornika i jednog kondenzatora.

Usporedni krug op-pojačala konfiguriran je kao Schmittov okidač koji koristi pozitivne povratne informacije koje pružaju otpornici R1 i R2 za generiranje histereze. Ova otporna mreža spojena je između izlaza pojačala i neinvertirajućeg (+) ulaza. Kad je Vo (izlazni napon) zasićen na pozitivnoj opskrbnoj tračnici, pozitivni napon se primjenjuje na neinvertirajući ulaz op-pojačala. Slično, kad je Vo zasićen na negativnu opskrbnu tračnicu, negativni napon se primjenjuje na neinvertirajući ulaz op-pojačala.

Ovaj napon polako puni i prazni kondenzator na (-) ulazu kroz Rf otpornik. Recimo da počnemo s izlazom op-pojačala pri pozitivnom naponu zasićenja (+Vsat). Kondenzator se puni i njegov napon (Vc) polako raste. U međuvremenu R1 i R2 tvore razdjelnik napona sa svojim izlaznim naponom (Vdiv) pri stabilnoj vrijednosti negdje između izlaznog napona zasićenja (+Vsat) i 0V. Kad napon kondenzatora pređe napon razdjelnika napona R1 i R2, op-amp pretvara svoje stanje u negativni napon zasićenja (-Vsat). Zatim se kondenzator prazni kroz Rf otpornik sve dok njegov napon (Vc) ne bude manji od napona razdjelnika R1 i R2 (Vdiv). Zatim ponovno okreće svoje stanje u početno stanje (+Vsat). I tako dalje i tako dalje.

To ustvari proizvodi izlazni napon oscilatora s kvadratnim valom, a ako je odgovarajuće frekvencije, proizvodi se zvučni ton.

Korak 3: Izračunavanje frekvencija

Frekvencija oscilatora može se izračunati pomoću jednadžbe na gornjoj slici.

Ovaj sintetizator možete podesiti što god želite.

Htio sam ga uštimati u C -duru ljestvicu - sve bijele tipke na klaviru. Na ovaj način nema "pogrešnih" tonova i lako je svirati za djecu.

Stoga sam na internetu tražio popis frekvencija za određene tonove i odlučio sam tu stvar namjestiti s C4 na C5 notu.

Napravio sam izračune za potrebni otpornik. Učinio sam to lijepo i izračunao s Matlabom (oktava).

Za razdjelnik otpornika R1 i R2 odabrao sam otpornike od 22 k ohma, za kondenzator 100nF kapu.

Evo koda ako ste lijeni to učiniti ručno s kalkulatorom. Ili možete jednostavno koristiti okrenutu jednadžbu za ručni izračun otpornika.

R1 = 220e3; R2 = 220e3;

lambda = R1/(R1+R2);

C = 100e-9;

f = [261,63 293,66 329,63 349,23 392 440 493,88 523,25]; %popis frekvencija

R = 1./ (f.*2.*C.*log ((1+lambda)/(1-lambda)))

Evo rezultata:

C4 = 17395 ohma

D4 = 15498 ohma

E4 = 13806 ohma

F4 = 13032 ohma

G4 = 11610 ohma

A4 = 10343 ohma

B4 = 9215 ohma

C5 = 8697 ohma

Naravno, morao sam zaokružiti vrijednosti na najbliže vrijednosti otpornika. Koristio sam standardnu seriju otpornika E12 koja se najčešće nalazi u kutiji s dijelovima za hobi. Budući da je serija otpornika E12 prilično gruba, upotrijebio sam 2 otpornika u nizu za svaku vrijednost kako bih se približio željenom otporu, a sintetizator će na ovaj način biti usklađeniji.

C4 = 2,2 k + 15 k ohma D4 = 15 k + 470 ohma

E4 = 8,2 k + 5,6 k ohma

F4 = 12k + 1k ohma

G4 = 4,7 k + 6,8 k ohma

A4 = 10k + 330 ohma

B4 = 8,2k + 1k ohma

C5 = 8,2k + 470 ohma

Korak 4: Shema gotovog oscilatora

Ovdje je shema oscilatornog dijela.

Pojedinačnim tipkama odabirete željeni otpor i proizvodi se željeni ton.

Ova shema objašnjava zašto se pri visokim pritiscima odjednom čuju visoki tonovi. Pritiskom na više tipki odjednom, paralelno povezujete više grana otpornika i učinkovito ih povezujete paralelno, smanjujući ukupni otpor. Manji otpor proizvodi viši ton.

Korak 5: Pojačalo zvučnika

Pojačalo zvučnika moglo bi se učiniti još jednostavnijim, ali odlučio sam napraviti pravu pozornicu pojačala AB klase.

Stupanj se sastoji od tranzistora PNP i NPN, kondenzatora za spajanje i dva prednaponska otpornika i dioda.

Vrlo osnovno, ali radi dobro.

Ispred stupnja pojačala postavio sam 100k logaritamski (audio) potenciometar za podešavanje glasnoće.

Budući da bi sam potenciometar u krugu de-podešio oscilator (dodatni otpor), udario sam međuspremnik op-amp-a ispred njega što uvodi veliki ulazni otpor za krug ispred njega i nisku impedanciju za krugove nakon to.

U osnovi je tampon pojačalo s pojačanjem od 1.

Opamp koji koristim je TL072 koji ima dva kruga pojačala, tako da je to sve što nam treba.

Korak 6: Pomoćne stvari

S lijeve strane slike nalaze se zaglavlja ulaznih konektora na koje priključujete izvor napajanja.

Slijede dvije diode koje štite krug od slučajnog spajanja napajanja s pogrešnim polaritetom.

Dodao sam i dvije LED diode za indikaciju prisutnosti svakog dalekovoda.

Korak 7: Potpuna shema

Ovdje je gotova shema.

Korak 8: Napajanje

Krug zahtijeva simetrično napajanje.

Trebate +12V i -12V (9V bi također radilo).

Koristio sam neko staro napajanje iz pokvarenog tintnog pisača jer je imao +12V i -12V šine (pogledajte fotografije)

Ali također možete napraviti simetrično napajanje +-12V iz jednog 24V pomoću gornje sheme.

Ali samo ne zaboravite montirati hladnjak na regulator 7812.

Ili možete serijski spojiti dva izolirana izvora napajanja od 12 V.

Korak 9: PCB

Ako volite urezivati vlastite PCB -ove, datoteku za ispis možete pronaći ovdje. Za tipke sam koristio tipke 10x10 mm.

Mnogi su ljudi htjeli znati gdje pronaći gumbe s lijepom velikom kapicom. Ovdje sam uspio pronaći slične tipke koje možete koristiti za tipkovnicu:

www.banggood.com/custlink/GvDmqJEpth

Također bi trebali stati na ploču!

Ovo je affiliate link - plaćate istu cijenu kao i bez veze, ali ja dobivam malu proviziju kako bih mogao kupiti više komponenti za nadolazeće projekte:)

Za birač kondenzatora zalemio sam zaglavlje tako da mogu brzo promijeniti kondenzatore.

S druge strane, krug je dovoljno jednostavan da ga možete sastaviti na matičnoj ploči ili prototipskoj ploči za lemljenje. Bilo bi još lakše petljati i zamijeniti komponente za različite učinke.

Za zvučnik sam reciklirao stari interni zvučnik za računalo, napravio sam jednostavno kućište s 3D printom.

Korak 10: Gotovo

Sada je vaš sintetizator gotov i trebali biste svirati neke izvrsne melodije s njim!

Nadam se da vam se svidjelo uputstvo. Slobodno pogledajte moje ostale upute i video zapise na YouTubeu!

Možete me pratiti na Facebooku i Instagramu

www.instagram.com/jt_makes_it

za spojlere na onome na čemu trenutno radim, iza kulisa i ostalim dodacima!