Parallel Sequencer Synth: 17 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Detta är en guide för att skapa en enkel sequencer. En sequencer är en enhet som cykliskt producerar en serie steg som sedan driver en oscillator. Varje steg kan tilldelas en annan ton och därmed skapa intressanta sekvenser eller ljudeffekter. Jag kallade det en parallell sequencer eftersom den inte drivs av en oscillator i varje steg, utan av två oscillatorer samtidigt.

Steg 1: Block Diagram

Låt oss börja med blockdiagrammet.

Enheten kommer att drivas av ett 9 volt batteri och regulatorn kommer att minska denna spänning till 5 volt.

En separat oscillator kommer att generera en låg frekvens, dvs tempot, som kommer att fungera som en klocka för sequencern. Det blir möjligt att justera tempot med potentiometern.

I sequencern kommer det att vara möjligt att ställa in återställningssteg och sekvensläge med vippomkopplarna.

Utmatningen från sequencer kommer att vara 4 steg, som sedan kommer att styra två parallellkopplade oscillatorer, vars frekvenser kommer att ställas in med potentiometrar. Varje steg kommer att representeras av en LED. För oscillatorer kommer det att vara möjligt att växla mellan två frekvensområden.

Utmatningsvolymen regleras av en potentiometer.

Steg 2: Brödbräda

Jag ritade först kretsen på en brödbräda. Jag försökte några alternativa versioner av temposcillatorn med olika kretsar, samt flera konfigurationer med en decimal eller binär sequencer med en demultiplexer. Oscilloskopet är till hjälp både vid design och vid felsökning.

Steg 3: Scheman

*länk till HQ Image Schematics

*Om du tycker att en förklaring av scheman är onödig kan du gå vidare till nästa steg - Reservdel (BOM)

Ström från 9V -batteriet överförs till kretsen via huvudströmbrytaren S1, som kommer att placeras på panelen. Spänningen på cirka 9V reduceras till 5V av den linjära regulatorn IC1. Det är också möjligt att använda en DC-DC buck-omvandlare för att minska spänningen, nackdelen kan vara det högfrekventa brus som introduceras i systemet. Kondensatorer C1, C3, C15 och C16 hjälper till att dämpa störningen och C2 jämnar utspänningen.

Tempooscillatorn / lågfrekventa oscillatorn (LFO) genereras med hjälp av en schmitt-trigger-inverter IC 40106 (IC2). VR9 -potentiometern ger en justerbar utgångsfrekvens. Genom att kombinera C5 och VR9 är det möjligt att välja önskat intervall (i detta fall från cirka 0,2 Hz till 50 Hz). Utgångsfrekvensen kan ökas genom att välja en mindre potentiometer VR9, eller genom att minska värdet på kondensatorn C5. R2 begränsar det övre frekvensområdet om potentiometern är inställd på ca. 0 ohm. Oanvända grindar till IC 40106 måste vara bundna till marken.

LFO -generatorn kan också vara en IC 4093, 555 eller en operationsförstärkare.

LFO, eller klocksignal, matas till en decimal-sequencer 4017. CLK- och RST-ingångarna är säkrade mot störningar med neddragningsmotstånd R39 och R5. ENA -stiftet måste vara knutet till marken för att sekvensern ska kunna köras. Sequencern fungerar på följande sätt: Varje gång CLK växlar från låg till hög, slår sequencern på en av utgångsstiften i ordningen Q0, Q1, Q2 … Q9. Endast en av utgångsstiften Q0 - Q9 är alltid aktiv. Således upprepar sequencern cykliskt dessa tio tillstånd. Men vilken utgång som helst kan anslutas till RST -stiftet för att återställa sequencern i detta steg. Om vi till exempel ansluter Q4 till RST -stiftet kommer sekvensen att vara följande: (Q) 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3 … Denna funktion i IC används med trelägesbrytaren S2, som ger antingen 10 steg (mittläge, återställning bunden endast till marken), eller återställs till Q4 (4 steg), eller återställs till Q6 (6 steg) -läge. Eftersom enheten kommer att vara en 4-stegs sequencer kommer återställning av IC i steg 4 att resultera i en kontinuerlig sekvens utan paus, återställning av IC i steg 6 resulterar i en sekvens av 4 steg och en paus på 2 steg, och slutligen det tredje alternativet är att återställa IC på steg 10. Detta resulterar i en sekvens av 4 steg och en 6 -stegs paus. Pausen från omkopplare S2 läggs alltid till först efter att stegen (1234 _, 1234 _… eller 1234 _, 1234 _…) har utförts.

Men om vi vill lägga till en paus mellan själva stegen måste vi omorganisera ordningen i vilken oscillatorerna kommer att drivas. Detta tas om hand av switch S3. När den är påslagen i rätt läge fungerar sequencer enligt beskrivningen ovan. Om den emellertid byts till motsatt sida (vänster), blir steg 4 i IC -sekvenseraren den tredje ingången till oscillatorn och steg 7 blir den fjärde ingången till oscillatorn. Sekvensen kommer därför att se ut så här (S2 i mittläget): 12_3_4_, 12_3_4 _, …

Tabellen nedan beskriver alla sekvensalternativ som kan genereras av båda omkopplarna:

Växla S2 -läge	Växla S3 -läge	Cyklisk sekvens (_ betyder paus)
Upp	Upp	1234
Ner	Upp	1234_
Mitten	Upp	1234_
Upp	Ner	12_3
Ner	Ner	12_3_
Mitten	Ner	12_3_4_

En LED (LED3 till LED6) tilldelas varje steg, för tydlighetens skull.

Parallelloscillatorerna bildas i NE556 -kretsen, i en astabel konfiguration. Kondensatorerna som väljs av switcharna S4 och S5 laddas och urladdas genom motstånd R6 och R31 och potentiometrar VR1 till VR8. Sequencern kopplar transistorerna Q1 till Q8 i par (Q1 och Q5, Q2 och Q6, Q3 och Q7, Q4 och Q8, upprepade gånger) och gör att kondensatorerna kan laddas och urladdas via olika inställbara potentiometrar. IC4 -kretsens interna logik, baserat på kondensatorernas spänning, slår på och av utgångsstiften (stift 5 och 9). Frekvensområdet för de enskilda stegen kan justeras genom att ändra potentiometrarnas värden och även genom att ändra värdena på kondensatorerna C8 till C13. Mellan varje sändare och motsvarande potentiometer läggs ett 1k motstånd (R8, R11, R14…) till för övre frekvensbegränsning. Motstånd anslutna till basen av transistorer (R9, R12, R15 …) säkerställer driften av transistorer i mättnadsläget. Utgångarna från båda oscillatorerna är anslutna via en spänningsdelare VR10 (volymkärl) till utgången.

Oanvända beteckningar: R1, R3, R7, R10, R13, R16, R19, R22, R25, R28, R36, LED1

Steg 4: Reservdel (BOM)

• 5x LED
• 1x Stereokontakt 6.35
• 1x 100k linjär potentiometer
• 1x 50k linjär potentiometer
• 8x 10k linjär potentiometer
• 12x 100n keramisk kondensator
• 1x 470R motstånd
• 2x 100k motstånd
• 2x 10k motstånd
• 23x 1k motstånd
• 2x 1uF elektrolytkondensator
• 1x 47uF elektrolytkondensator
• 1x 470uF elektrolytkondensator
• 8x 2N3904 NPN -transistor
• 1x IC 40106
• 1x IC 4017N
• 1x IC NE556N
• 1x linjär regulator 7805
• 3x 2 Position 1 Pole Toggle Switch
• 1x 2 Position 2 Pole Toggle Switch
• 1x 3 Position 1 Pole Toggle Switch
• Prototypbräda
• Trådar (24 awg)
• IC -uttag (tillval)
• 9V batteri
• 9V batteriklämma

Verktyg för lödning och träbearbetning:

• Lödkolv
• Lödning Lödning
• Tång
• Markör
• Multimeter
• Bromsok
• Pincett
• Wire stripping tång
• Buntband av plast
• Bromsok
• Slippapper eller nålfil
• Penslar
• Akvarellfärger

Steg 5: Trälåda

Jag bestämde mig för att bygga enheten till en trälåda. Valet är ditt, du kan använda en plast- eller aluminiumlåda eller skriva ut din egen med en 3D -skrivare. Jag valde en låda på 16 x 12,5 x 4,5 cm (cirka 6,3 x 4,9 x 1,8 tum), med en utdragbar öppning. Jag fick lådan i en lokal hobbybutik, den är tillverkad av KNORR Prandell (länk).

Steg 6: Dellayout och förberedelse för borrning

Jag ordnade potentiometrarna, ishållarna och omkopplingsmuttrarna på lådan och ordnade dem som jag gillade dem. Jag tog layouten och sedan täckte jag lådan med maskeringstejp uppifrån och från ena sidan, där det kommer att finnas ett hål för en 6,35 mm jack. Jag markerade hålens placering och deras storlek på maskeringstejpen.

Steg 7: Borrning

Den övre väggen på lådan var relativt tunn, så jag borrade långsamt och breddade gradvis borrarna. Efter att ha borrat hålen var det nödvändigt att behandla dem med sandpapper eller nålfiler.

Steg 8: Baslacken

Som första färgfärg - basfärgen - applicerade jag grönt. Basskiktet kommer att täckas med en ljusbrun färg och orange färg. Jag använde akvareller. Efter varje lager lät jag lådan torka i några timmar, eftersom träet sugit upp tillräckligt med vatten.

Steg 9: Det andra färglagret

Jag applicerade en kombination av ljusbrun och mjuk orange på det gröna grundlagret. Jag spred färgen med horisontella rörelser och där jag ville uppnå mer uttalade fläckar applicerade jag så lite vatten och mer färg (mindre utspädd färg).

* Färgerna i bilderna i detta steg skiljer sig från de andra fotona, eftersom färgen på dem ännu inte har torkat.

Steg 10: Gör kretskortet

Jag bestämde mig för att skapa ett kretskort på ett universellt kort. Det är mycket snabbare än att vänta på en leverans av skräddarsydda PCB, och som en prototyp räcker det. Om någon är intresserad kan jag också skapa och lägga till kompletta gerber -filer.

Från det universella kretskortet klippte jag ut en smal, längre remsa som passade längden på lådan. Jag lödde kretsen gradvis, i mindre delar. Jag markerade de platser där trådarna kommer att anslutas med svarta cirklar.

Steg 11: Felsökning och rensning av kretskortsprocessen

Att inte gå vilse när du skapar ett kretskort är ibland svårt. Jag har lärt mig några knep som hjälper mig.

Komponenter som är monterade på panelen eller av brädan är markerade inuti de blå (svarta) rektanglarna i schemat. Detta säkerställer tydlighet i förberedelsen av ledningar eller kontakter och deras placering. Varje linje som skär en rektangel betyder därför en tråd som måste anslutas senare.

Det är också bra att notera anslutningar och montering av de komponenter som redan har installerats. (Jag använder en gul highlighter för det). Detta kommer tydligt att skilja vilka delar och anslutningar som redan finns och vilka som fortfarande behöver göras.

Steg 12: PCB

För dem som vill göra eller beställa ett kretskort, bifogar jag en.brd -fil. Kretskortet har måtten 127 x 25 mm, jag lade till två hål för M3 -skruvar. Du kan skapa dina egna filer enligt önskat gerber -format.

Steg 13: Montering av delar i lådan

Jag satte in och säkrade komponenterna som kommer att finnas på toppanelen - potentiometrar, omkopplare, lysdioder och uttag. Lysdioderna placerades på plasthållare, som jag säkrade med hjälp av varmt lim.

Det är lämpligt att lägga till potentiometrarns vred senare så att de inte repas vid lödning av kontakterna och hantering av lådan.

Steg 14: Kabeldragning

Trådarna löddes i delar. Jag tog alltid bort och tennade trådarna först innan jag anslöt dem till komponenterna på panelen. Jag fortsatte uppifrån och ner så att trådarna inte fastnade under arbetet och jag säkrade också trådbuntarna med kabelband.

Steg 15: Sätt i batteriet och kortet inuti lådan

Jag satte kretskortet inuti lådan och isolerade det från frontpanelen med en tunn skumbit. För att hålla kablarna från att böja och hålla allt tätt, band jag buntarna med ett kabelband. Slutligen kopplade jag ett 9V batteri till kretsen och stängde lådan.

Steg 16: Montering av potentiometervred

Det sista steget är att installera knopparna på potentiometrarna. Istället för de jag valde för dellayouten monterade jag metall, silver-svarta vred. Sammantaget gillade jag den mer än plasten, med en ljusgul matt färg.

Steg 17: Projektet slutfört

Den parallella sequencer -synten är nu klar. Ha mycket roligt med att skapa olika ljudeffekter.

Var frisk och säker.

Tvåa i Audio Challenge 2020