Alimentatore per sintetizzatore Eurorack: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Benvenuto nel mio Instructable su come realizzare un alimentatore fai-da-te per un sintetizzatore Eurorack.

Tieni presente che la mia conoscenza del design degli alimentatori e del sintetizzatore Eurorack non è seconda a nessuno. Prendi con attenzione i miei consigli. Non sarò ritenuto responsabile per i tuoi costosi moduli che vengono distrutti o peggio… Comunque se vuoi saperne di più sul processo che ho seguito per arrivare al prodotto finito, ti invito a leggere ulteriormente questo Instructable.

Passaggio 1: cos'è un alimentatore per sintetizzatore Eurorack?

Innanzitutto cos'è un sintetizzatore Eurorack? Eurorack è un tipo di sistema modulare utilizzato per creare sintetizzatori molto personalizzati. In questo sistema la sintesi sonora si ottiene interconnettendo segnali analogici tra i diversi moduli. Eurorack è stato introdotto per la prima volta dal marchio tedesco Doepfer, ora ha superato tutti gli altri sistemi di synth modulari.

Il "patch" (a.k.a cablaggio) dei moduli consente di voicing, modulazione del suono e sequencing molto complessi.

Questo tipo di synth modulare è ampiamente utilizzato nella musica d'ambiente (Colonna sonora di Listen Stranger Things), nella musica elettronica e nell'elettronica generativa (Listen Colin Benders).

E l'alimentatore?

Nel sistema Eurorack l'assegnazione del suono e della modulazione viene eseguita sul pannello anteriore dell'unità utilizzando jack mono o stereo da 3,5 mm. Per evitare che l'interfaccia utente sia troppo ingombrante, tutta l'alimentazione avviene tramite un connettore sul retro del modulo.

Solitamente l'alimentazione viene erogata tramite un bus che alimenta ogni modulo in parallelo con -12/+12 V, 5V e massa. Il bus trasporta anche segnali di controllo noti anche come CV (tensioni di controllo), ma questi segnali sono usati raramente. I moduli Eurorack sono ampiamente basati sull'elettronica analogica, quindi le linee di tensione -12/+12 V. Ma poiché i moderni moduli DSP stanno diventando sempre più popolari (vedi Mutable Instruments), la necessità di una buona linea di alimentazione a 5 V è molto importante.

Perché realizzare un alimentatore fai da te?

La comunità DIY intorno a Eurorack Synth è enorme. Il che rende le risorse di progettazione disponibili per chiunque voglia trovarle.

Innanzitutto sono un principiante assoluto nel sintetizzatore modulare e volevo saperne di più. Ho pensato che progettare da solo un pezzo del mio sintetizzatore mi avrebbe insegnato di più che scorrere i video di Youtube per anni, ma non ero ancora pronto a correre il rischio di progettare un modulo di elaborazione del suono. Ecco perché ho optato per la parte "facile": l'alimentatore.

In secondo luogo volevo un case personalizzato con l'alimentatore ben integrato al suo interno, in modo che sia il case che l'alimentatore mi avrebbero assicurato di ottenere il risultato che volevo (molto probabilmente non buono come le soluzioni standard, ma non mi interessa troppo io non sono un musicista professionista comunque). Farò il caso non appena ne avrò la possibilità (attenzione a un futuro istruibile).

Terzo, grazie al mio lavoro ho una licenza per designer Altium e ho realizzato PCB in passato. Questo non dovrebbe essere troppo difficile per far funzionare questa scheda.

Quarto e ultimo, sono un tipo a buon mercato, e ho pensato perché non risparmiare un mucchio sui costosi moduli di alimentazione. Detto questo, penso che potrebbe finire per essere più costoso di alcuni degli alimentatori Eurorack più popolari. Peccato per me.

Passaggio 2: requisiti

Come abbiamo visto nella sezione precedente l'alimentatore è composto da 3 linee di tensione -12/+12V, 5V e ovviamente terra (o 0V).

Ci sono due strategie popolari per ottenere lo stesso risultato:

1. un design basato su trasformatore con un rubinetto centrale per ottenere una massa flottante, entrambi i secondari vengono rettificati e regolati per creare il binario a doppia tensione
2. un design di alimentazione CC che viene poi convertito a -12/+12 V con regolatori a commutazione

La prima soluzione è ottima poiché tutto è integrato nell'alimentatore. Richiede 115/230V AC come ingresso. Ma devi essere disposto a scherzare con l'AC principale e avrai bisogno di un trasformatore ingombrante all'interno del case Eurorack. Oppure avresti bisogno di un adattatore a muro CA, che non è ampiamente disponibile non appena desideri più potenza dal tuo sistema.

La seconda soluzione è ottima poiché può utilizzare un laptop potente come il power brick. Ma il regolatore a commutazione sarà purtroppo un po' più rumoroso della sua controparte lineare che può essere utilizzata nella soluzione precedente. Anche il brick dell'alimentatore OEM può essere piuttosto costoso.

In ogni caso non voglio occuparmi di procurarmi il trasformatore appropriato né voglio essere coinvolto nella fusione della tensione di rete. Quindi l'alimentatore che andremo a realizzare sarà basato su uno switch-mode. I requisiti:

uscita circa 1A @ -12V, 1A @ +12V e 2A @ 5V per un totale enorme di circa 34W più un po' di calore (probabilmente risparmieremo sul riscaldamento domestico)

• essere collegabile a margherita in modo che un singolo power brick possa essere utilizzato per più alimentatori
• essere compatibile come unità frontale o montata all'interno della custodia del sintetizzatore
• avere un design personalizzato tutto fatto di circuiti stampati
• interruttore on-off
• Stato delle linee di tensione del LED
• tensione di uscita a basso rumore, se possibile

Passaggio 3: schemi

Per creare lo schema di questo alimentatore abbiamo bisogno di trovare regolatori a commutazione in grado di fornire +12V e -12V da una singola alimentazione. Possiamo avere due diversi IC (circuiti integrati) per la linea di tensione positiva e negativa, ma avere lo stesso semplificherebbe il design.

Di solito cerco componenti elettronici utilizzando Digikey o Mouser. Entrambi offrono un sistema di filtraggio davvero potente per trovare parti specifiche.

La mia scelta di regolatore per -12/+12 V è l'LM2576S-12 di TI.

In generale, se un produttore di circuiti integrati vuole che tu usi la sua parte, avrà un bel schema con tutto il necessario per ottenere lo schema giusto. Nello schema di questo componente è descritto un cablaggio di alimentazione positivo, un cablaggio di alimentazione negativo e persino un'implementazione del filtro di uscita.

Per la linea 5V andremo con l'LM2576-5 di TI. Questa non è l'opzione più economica ma fa risparmiare tempo durante la progettazione della scheda poiché tutti i passivi sono gli stessi della versione 12V. Anche le impronte sono le stesse, il che fa risparmiare un sacco di tempo.

Ci sono 3 LED di stato, ciascuno collegato a una linea di tensione per segnalare all'utente se tutto funziona o meno.

Si prega di guardare lo schema allegato per maggiori dettagli

Passaggio 4: layout

Creare il layout non è facile, ma nemmeno difficile. Dipende sempre dai vincoli.

Il mio principale limite questa volta è stato quello di mantenere tutto all'interno di un rettangolo di 100 mm per 60 mm. Le ragioni di queste dimensioni specifiche sono le seguenti:

• meno di 100 mm di lunghezza a causa del sistema di quotazione per la produzione di PCB per volumi ridotti che favorisce progetti enormemente inferiori a 100 mm (larghezza o lunghezza), ricorda, sono un ragazzo a buon mercato: P
• meno di 60 mm di larghezza poiché voglio che il modulo si adatti a una custodia Eurorack "skiff" che di solito ha una profondità molto limitata.

Larghezza che in mente potrei tracciare il contorno del mio PCB, popolarlo e fare tutte le tracce richieste.

Nota che è una scheda a doppia faccia, avere 4 strati renderebbe il processo di layout più semplice ma costerebbe di più. Per ottenere ancora un bel fondo ho mantenuto la maggior parte delle mie tracce sullo strato superiore e ho steso una colata di terra su entrambi i lati. Entrambi i versamenti sono cuciti con molti via per garantire una messa a terra ottimale, riducendo così al minimo il rumore (si spera).

È sempre utile tenere a mente l'impronta 3D del tuo componente poiché quando si tratta di alimentatori questi componenti sono generalmente piuttosto grandi.

Una volta terminato il layout, possiamo ora produrre i file gerber e inviarli al nostro produttore preferito. Nel mio caso invio i file a PCBWay (non sono affiliato, ma ho sempre avuto fortuna con loro in passato). Il processo di ordinazione è semplicissimo.

Gerbers sono allegati sotto

Passaggio 5: pannello frontale

Per essere un vero e proprio modulo Eurorack, l'alimentatore necessita di un pannello frontale. E dal momento che sto già ordinando un PCB, perché non farlo avere anche un PCB stesso… Così ho creato un nuovo progetto e disposto la mia opera d'arte. Non è eccezionale ma farà il suo lavoro.

Noterai qui che ho dovuto abbandonare la possibilità di collegamento a margherita del mio sistema a causa della mancanza di spazio. Tutte le opere d'arte sono state create in inkscape quindi convertite in dxf e importate in altium. Questo ha reso il lavoro rapido di esso.

Per i led ho deciso di provare a farli risplendere attraverso il pannello frontale. Per fare ciò ho versato interamente lo strato superiore e ho realizzato delle aperture circolari con piccoli disegni all'interno. Non l'ho mai provato prima, potrebbe non funzionare.

Dato che questo alimentatore è per uno strumento musicale, ho cercato di inserire un piccolo tema musicale. Potrebbe essere zoppo, ma è stato facile da realizzare con un carattere di simbolo musicale.

Gerber per il pannello frontale può essere trovato qui sotto

Passaggio 6: componenti

Ora che abbiamo le nostre schede in arrivo, dobbiamo preoccuparci di acquistare i componenti rimanenti. E per questo devi scegliere un distributore. Nel mio caso Mouser aveva la migliore selezione di componenti per ciò di cui avevo bisogno:

• Adattatore CA (418-TRH100A13502E126)
• Si spera che il connettore cilindrico CC sia compatibile con l'articolo sopra (502-721AFMS)
• Interruttore a bilanciere (691-651122-BB-1V)
• Registro LM2576-12 (926-LM2576S-12/NOPB)
• Diodo 1N5822 (511-1N5822)
• Induttore (673-PF0382.223NLT)
• Condensatore (661-APSG160E222MJ20S)
• Condensatore (661-APXG250A101MHA0G)
• Induttore (994-MSS1583-683MED)
• Condensatore (80-A750MS108M1CAAE13)
• Intestazione (517-30316-6002)
• Terminale (571-624091)
• Connettore a crimpare (571-6409051)
• Registro LM2576-5 (998-LM2576-5.0WU)
• Led (710-155124VS73200A)
• Led (710-155124RS73200A)
• Led (710-155124YS73200A)
• Morsetto a vite (534-7689-3)

Il resto sono componenti di gelatina:

• Resistenza da 250 Ohm 0603
• Resistenza da 100 Ohm 0603
• Resistenza 0603 da 330 Ohm

Vedere il pdf allegato per maggiori dettagli (regolare la quantità secondo lo schema)

Passaggio 7: assemblaggio

Il processo di assemblaggio di questo è una semplice e noiosa saldatura.

Non entrerò in molti dettagli su questo dato che ci sono così tanti istruttori dedicati a questo argomento.

Tutti i componenti dovrebbero essere saldati nel punto giusto e tutto dovrebbe funzionare correttamente.

Passaggio 8: fatto

Eccoci al momento della verità! Si accende? Dovresti controllare tutto con un multimetro prima di alimentare qualsiasi modulo ovviamente. Sono molto contento del LED che brilla attraverso i tasti musicali! È stupendo.

Nel complesso questo progetto è stato un grande successo, ma presto dovrebbe arrivare un aggiornamento per correggere alcuni problemi che dovrebbero migliorare l'adattamento sui binari Eurorack. Ma come alimentatore montato lateralmente è perfetto.

Ecco una melodia fatta con il mio strumento appena costruito. Se ti chiedi come potrebbe suonare un synth modulare, ascolta. Il concetto di modulare è creare uno strumento su misura per te. Il che rende è praticamente unico, e mi piace l'idea di avere uno strumento dal suono unico.

Non ero molto fiducioso nell'entrare in questa tendenza modulare poiché non avevo alcuna esperienza precedente con i sintetizzatori. Ma non ho rimpianti. E se esiti, ti incoraggio a provarlo. È abbastanza facile rivendere i moduli e, se lo costruisci il più possibile, non è più costoso di qualsiasi altro strumento di buona qualità.

Alcuni brani realizzati con questo sintetizzatore possono essere trovati qui:

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