Zynthian: Piattaforma Synth aperta (Zynthian Basic KIT V2): 19 passaggi

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

Zynthian è un progetto aperto con l'obiettivo di creare una piattaforma di synth aperta basata su software libero e specifiche e progetti hardware aperti (se disponibili). È un progetto guidato dalla comunità.

Forniture

Questo tutorial è basato su Zynthian Basic Kit v2, che puoi trovare in Zynthian Shop.

Sono disponibili anche altri KIT se sei un musicista o un appassionato e le tue abilità elettroniche sono limitate. Dai un'occhiata ai casi di successo.

Passaggio 1: Distinta base, competenze e strumenti richiesti

Distinta base

• Zynthian Basic Kit (schede personalizzate, parti elettroniche, cablaggi e manopole)
• Kit custodia
• Raspberry Pi 3 (o Raspberry Pi 2)
• Scheda audio HifiBerry DAC+
• Display touch OzzMaker PiScreen da 3,5"
• Adattatore di alimentazione per Raspberry Pi (5.1v 2.4A con connettore microUSB)
• Scheda SD da 16 GB (una buona, per favore!)

Competenze richieste

Per costruire l'hardware dovresti avere le seguenti competenze di base:

• saldatura
• Comprensione di base della lettura di schemi di circuiti elettronici di base
• Piacere di lavorare con hardware e componenti elettronici

Utensili

E questo è l'elenco degli strumenti richiesti e consigliati:

• Saldatore
• stagno-saldatura
• Tronchese
• Piccola pinza
• Cacciaviti Philips
• Chiave per dadi potenziometro (consigliata)
• Porta PCB per saldatura (molto consigliato!)
• Spazzola di ferro piccola (molto consigliata!)
• Lente d'ingrandimento (consigliata)
• Un vizio (consigliato)
• Una sega a mano per metallo (consigliata)
• Multimetro (consigliato!)

Passaggio 2: assemblaggio dei moduli del controller

Il kit modulo controller è composto da:

• 4 x PCB controller
• 4 x encoder rotativi con interruttore (PEC11R-4215K-S0024)
• 4 x condensatore ceramico 100nF (C1)
• 8 x condensatore ceramico 10nF (c2, c3)
• Connettore maschio ad angolo 4 x 4 pin JST

Questi componenti vengono utilizzati per costruire i 4 moduli controller che formano il lato di ingresso dell'interfaccia utente Zynthian fisica. Ogni controller incorpora un encoder rotativo incrementale e un interruttore, quindi sono necessari 4 fili (A, B, SW, GND) per collegarlo.

Questi sono i passaggi per costruire un modulo:

1. Piegare le linguette di fissaggio dell'encoder a 75º, in modo da poterlo inserire nella parte superiore del PCB (il lato etichettato!). Si prega di fare molta attenzione quando si piegano le linguette poiché la custodia dell'encoder è piuttosto fragile e potrebbe deformarsi. Consiglio di usare una pinza piccola e non raggiungere i 90º.
2. Posiziona il condensatore da 100nF in posizione C1 (la più a destra!). Questo serve per l'antirimbalzo dell'interruttore a pressione (SW).
3. Posizionare i condensatori 2 x 10nF nelle posizioni C2 e C3. Servono per l'antirimbalzo dei contatti dell'encoder rotativo (A, B).
4. Saldare con cura l'encoder e i condensatori.
5. Posiziona il connettore JST nella parte inferiore del PCB, con i pin angolari rivolti verso l'interno (guarda la foto!)
6. Saldare accuratamente il connettore JST.
7. Usa la pinza per chiudere nuovamente le linguette dell'encoder, cercando di "catturare" il PCB.

Devi costruire 4 moduli controller, quindi devi ripetere i passaggi 4 volte.

Passaggio 3: assemblaggio del modulo All-In-One

Il kit modulo All-In-One è composto da:

• 1 x PCB tutto in uno
• 1 x GPIO-expander MCP23017 => IC a 28 pin
• 3 x optoaccoppiatore H11L1 (OC1, OC2, OC3) => IC a 6 pin
• 3 x diodo 1N4148 (D1, D3, D4)
• 1 x diodo 1N5819 (D2)
• 3 x resistenza 1K (R3, R4, R9) => marrone-nero-rosso (*)
• 1 x resistenza 10K (R10) => marrone-nero-arancio (*)
• 1 x resistenza 100 (R1) => marrone-nero-marrone (*)
• 2 x resistore 4K7 (R5, R7) => giallo-viola-rosso (*)
• 3 x resistenza 470 (R2, R6, R8) => giallo-viola-marrone (*)
• 4 x condensatore ceramico 100nF (C1, C2, C3, C4)
• Connettore maschio JST 7 x 4 pin
• 1 x connettore maschio a doppia fila a 40 pin

(*) Leggere da sinistra a destra con l'anello di tolleranza (oro o argento) a destra.

Questi sono i passaggi per la creazione del modulo All-In-One:

1. Posiziona i componenti passivi (resistenze e condensatori) nella parte superiore del PCB (il lato etichettato!).
2. Saldare accuratamente i componenti. Evitare sempre il surriscaldamento!
3. Posiziona i circuiti integrati e i diodi nella parte superiore del PCB (il lato etichettato!). Fate attenzione all'orientamento di questi componenti!!
4. Saldare accuratamente i componenti. Evitare sempre il surriscaldamento! (*)
5. Posizionare i connettori nella parte superiore del PCB (il lato etichettato!).
6. Saldare accuratamente i componenti. Evitare sempre il surriscaldamento! (*)

(*) Potresti usare del nastro per fissare i componenti durante la saldatura, specialmente per circuiti integrati e connettori.

Passaggio 4: modifica della scheda audio HifiBerry DAC+

Se stai usando la scheda audio HifiBerry DAC+ (anche versioni lite e pro), dovresti aggiungere 2 connettori extra alla scheda:

• Connettore maschio GPIO a 40 pin, per il collegamento del cavo del bus a nastro principale
• Connettore header a 3 pin, per collegare i connettori jack di uscita audio extra

Entrambi i connettori devono essere posizionati sul lato superiore della scheda, quindi è necessario saldare i contatti sul lato inferiore.

AVVERTIMENTO! Saldare il grande connettore a 40 pin può essere difficile se non hai abbastanza pratica.

Passaggio 5: modifica del display touch OzzMaker PiScreen da 3,5"

I touch-display standard OzzMaker PiScreen da 3,5' hanno 2 connettori: un connettore femmina pronto per il collegamento del display come un cappello e un connettore maschio posto nella parte laterale. La custodia ufficiale in alluminio e il cavo a nastro sono progettati per il connettore maschio laterale. Il connettore femmina può essere fastidioso e andrebbe rimosso per chiudere meglio il case.

Se hai il tuo PiScreen da un kit "Bundle-All", probabilmente non hai questo fastidioso connettore femmina, quindi sei fortunato e non devi fare nulla qui. Se ce l'hai, prendi la sega e rimuovi il connettore con attenzione.

Altre schede audio e display Se stai utilizzando una scheda audio o un display diverso, dovrai vedere il modo migliore per integrarlo.

Passaggio 6: creazione dei connettori MIDI-IN/OUT/THRU

Prima di montare i connettori MIDI-IN/OUT/THRU nella custodia, salderemo i fili necessari che consentono di collegarlo al circuito All-In-One utilizzando un connettore JST. Farlo in questo modo è piuttosto più comodo che provare a saldare all'interno del case con tutto il caos dei cavi.

Cavi del connettore JST

• JST Bianco (1) => Anodo del LED (filo rosso del LED/cavo lungo)
• JST Giallo (2) => Catodo del LED (filo nero del LED/cavo corto)
• JST Black (3) => pin 5 del connettore MIDI
• JST Rosso (4) => pin 4 del connettore MIDI

Se vuoi (ti consiglio caldamente di farlo!), puoi proteggere i contatti usando una guaina termoretraibile (i pezzi della guaina rossa nella foto). In tal caso, ricordati di inserire i pezzi del manicotto prima della saldatura;-)

Passaggio 7: creazione dei connettori di uscita audio JACK

Allo stesso modo, prima di montare i connettori Jack nella custodia, salderemo i fili necessari. Puoi usare anche un manicotto termoretraibile.

Passaggio 8: montare i LED di attività MIDI

Inserire i 3 LED nei fori della custodia. Potresti voler spingere i LED con qualcosa di più rigido del tuo dito. Il manico del cacciavite potrebbe andare bene.

Quando è fatto, devi saldare i 2 fili LED (rosso/nero) con i 2 fili di ricambio sul cablaggio MIDI JST (bianco/giallo). La polarità è importante, quindi non incrociare i fili:

• JST Filo bianco (1) => Anodo del LED (filo rosso del LED/cavo lungo)
• JST Filo giallo (2) => Catodo del LED (filo nero del LED/cavo corto)

Dopo aver saldato tutti e 3 i LED, potresti voler proteggere la connessione con guaina termoretraibile, nastro adesivo o colla a caldo.

Passaggio 9: montaggio della custodia (opzionale)

Se utilizzi Zynthian Aluminium Case Kit, che è compatibile con Zynthian Basic Kit v2, puoi seguire i passaggi successivi (troverai i passaggi dettagliati qui):

Assemblare il blocco di elaborazione principaleIl blocco di elaborazione principale è composto dall'RBPi e dalla scheda audio HifiBerry.

Fissare il blocco di elaborazione principale Dopo aver assemblato il blocco di elaborazione principale, è necessario fissarlo al case. Utilizzare 4 bulloni M2.5 neri

Fissare il modulo All-In-One Fissare il modulo All-In-One alla custodia utilizzando 4 x separatori e 8 x bulloni M2.5.

Fissare i connettori JackMettere gli anelli sul lato esterno della custodia per evitare di danneggiare la superficie della custodia quando si serrano i dadi.

Fissare i connettori MIDI-IN/OUT/THRU

Basta inserire il connettore con il cavo JST dall'esterno della custodia e il dado dall'interno. Per stringere può essere utile un paio di pinze.

Montare i LED di attività MIDI (descrivere sopra)

Proteggi il display

E' composto da 4 bulloni, 4 dadi e 4 separatori in nylon. Prima di fissare lo schermo, non dimenticare di rimuovere il foglio di plastica protettivo.

Fissare i controller Fissare i 4 moduli controller al coperchio della custodia utilizzando i 4 bulloni e le rondelle fissati a ciascun encoder rotativo. IMPORTANTE: Per evitare problemi durante la chiusura del case, consiglio di montare i moduli del controller con i connettori uno di fronte all'altro.

Inserire le manopoleÈ necessario inserire le manopole negli encoder prima di chiudere la custodia. Questo eviterà di forzare troppo gli encoder, altrimenti potresti romperli.

Passaggio 10: collegare il bus principale della barra multifunzione

Collegare il cavo del bus a nastro principale all'intestazione a 40 pin dell'RBPi e anche al modulo All-In-One

Passaggio 11: collegare i controller all'unità All-In-One

Collegare i 4 cavi doppi JST ai 4 connettori del controller sul modulo All-In-One (CTRL1, CTRL2, CTRL3, CTRL4)

Passaggio 12: collegare il MIDI

Collega i 2 cavi JST dai connettori MIDI ai connettori MIDI-IN, MIDI-OUT e MIDI-THRU del modulo All-In-One.

Passaggio 13: collegare i 4 moduli controller X

Collegare i 4 moduli controller seguendo la numerazione corretta: dall'alto verso il basso e da sinistra verso destra.

Passaggio 14: collegare il connettore jack

Collegare il connettore Jack al connettore di uscita audio ausiliaria sulla scheda audio HifiBerry. È il connettore JST a 3 pin che hai saldato prima.

Passaggio 15: collegare il display

E infine, collega il connettore a 26 pin del nastro al connettore laterale maschio del display. Fai attenzione all'orientamento. Il filo rosso dovrebbe essere il pin 1 contrassegnato sulla superficie del PCB del display.

Passaggio 16: ricontrollare l'assemblaggio e il cablaggio delle parti

È facile commettere un errore durante l'assemblaggio delle parti o il collegamento dei fili. Alcuni errori possono essere pericolosi per i componenti elettronici (cortocircuiti, alcune combinazioni specifiche di cablaggio difettoso) quindi è meglio assicurarsi che tutto sia correttamente assemblato e collegato.

Prestare particolare attenzione alla connessione del bus a nastro e verificare che il filo rosso sia sul pin 1 per ogni connettore. Prestare attenzione anche ai connettori jack audio e verificare che siano collegati correttamente alla scheda audio Hifiberry.

Passaggio 17: primo avvio

Quando sei sicuro che tutto sia al suo posto, è il momento di avviare la macchina, quindi:

1. Inserisci la scheda SD con l'immagine zynthian pronta per l'esecuzione. Se non ne hai ancora uno, leggi questo. È possibile inserire la scheda SD attraverso la "finestra" sul lato inferiore del case. Inoltre, se il caso è ancora aperto, puoi farlo dall'alto.
2. Collega il connettore di alimentazione mini-usb. Si consiglia un buon caricatore micro-usb da 5V (> 2 Amp).

Queste sono le fasi che dovresti vedere durante l'avvio:

1. Dopo 5-10 secondi, mostrerà la schermata iniziale di Zynthian
2. Dopo 3-4 secondi, diventerà nero
3. Se stai usando una nuova immagine zynthian ed è il primo avvio, le fasi 1 e 2 verranno ripetute
4. Dopo 5-10 secondi, verrà mostrata l'interfaccia utente di zynthian

Se ottieni l'interfaccia utente di Zynthian, congratulazioni!!! Ci sei davvero vicino!!

Se non ottieni una schermata di errore o una schermata vuota, sfortuna! Probabilmente hai commesso qualche errore durante il processo di montaggio. Devi individuare e risolvere i problemi.

Se stai usando l'immagine SD di Aruk RC-3 (dovresti!), noterai che i controller non funzionano affatto. Questa immagine SD è preconfigurata per lavorare con il kit v2, quindi è necessario configurare il software per lavorare con il kit v3. Il modo più semplice per farlo è usare lo strumento webconf:

• Collega il tuo zynthian alla rete locale utilizzando un cavo ethernet (RJ-45).
• Dal tuo browser web, accedi allo strumento webconf di zynthian digitando "zynthian.local" nella barra degli indirizzi. Se questo non funziona per te, dovresti provare con l'IP. Puoi ottenere l'IP del tuo zynthian navigando nel menu di amministrazione e facendo clic su "Informazioni di rete". Dovresti farlo utilizzando l'interfaccia "touch": fai clic sulla barra in alto con un bastoncino (o l'unghia, se non è troppo larga) fino a quando non ti trovi nel menu di amministrazione. Una volta che sei lì, scendi e fai clic su "Informazioni di rete".
• Digita la password (raspberry) per accedere allo strumento webconf.
• Una volta effettuato l'accesso, devi accedere a Hardware->Kit e selezionare "Kit V3".
• Salva le modifiche e riavvia Zynthian.

Passaggio 18: testare la tua scatola Zynthian

1. Testa i controller e l'interfaccia utente
2. Prova l'uscita audio
3. Testare il sottosistema MIDI
4. Testare gli ingressi MIDI-USB
5. Testare il connettore MIDI-IN

Passaggio 19: riferimenti

Troverai tutti i passaggi di costruzione in wiki.zynthian.org.