Eurorack Synthesizer Power Supply: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Välkommen till min instruktionsbok om hur man gör en DIY -strömförsörjning för en Eurorack -synt.

Tänk på att min kunskap om strömförsörjningsdesign och Eurorack -synthesizer är oöverträffad. Ta mina råd noggrant. Jag kommer inte att hållas ansvarig för att dina dyra moduler förstörs eller är värsta … Hur som helst Om du vill lära dig mer om processen som jag följde för att komma till den färdiga produkten, inbjuder jag dig att läsa denna instruktion vidare.

Steg 1: Vad är en Eurorack Synthesizer -strömförsörjning?

Först vad är en Eurorack Synthesizer? Eurorack är en typ av modulsystem som används för att skapa mycket personlig Synthesizer. I detta system uppnås ljudsyntes genom att ansluta analoga signaler mellan de olika modulerna. Eurorack introducerades först av det tyska märket Doepfer, det har nu vuxit ur alla andra modulära synthsystem.

Modulernas "patchning" (a.k.a ledningar) möjliggör mycket komplex röstning, ljudmodulering och sekvensering.

Denna typ av modulär synth används ofta i atmosfärsmusik (Listen Stranger Things soundtrack), i elektronisk musik och i generativ elektronik (Listen Colin Benders).

Hur är det med strömförsörjningen?

I Eurorack -systemet görs ljud- och moduleringsuppdateringen på enhetens frontpanel med mono- eller stereo 3,5 mm -uttag. För att förhindra att användargränssnittet blir för rörigt sker all strömförsörjning via en kontakt på baksidan av modulen.

Vanligtvis levereras strömmen via en buss som levererar varje modul parallellt med -12/+12 V, 5V och jord. Bussen bär också styrsignaler, även kända som CV (styrspänningar), men dessa signaler används sällan. Eurorack -modulerna är i stor utsträckning baserade på analog elektronik, alltså -12/+12 V spänningsskenor. Men eftersom moderna DSP -moduler blir mer och mer populära (se Mutable Instruments) är behovet av en bra 5V matningsskena mycket viktigt.

Varför göra en DIY -strömförsörjning?

DIY -gemenskapen kring Eurorack Synth är enorm. Vilket gör designresurserna tillgängliga för alla som vill hitta dem.

Först är jag en helt nybörjare i modulär synth och jag ville lära mig mer om det. Jag tänkte att att designa en bit av min synthesizer själv skulle lära mig mer än att rulla Youtube -videor i evigheter men jag var inte redo att ta mina chanser att designa en ljudbehandlingsmodul ännu. Det är därför jag gick för den "enkla" delen: strömförsörjningen.

För det andra ville jag ha ett anpassat fodral med strömförsörjningen snyggt integrerat i det, vilket gör att både fodralet och nätaggregatet skulle säkerställa att jag skulle få det resultat jag ville ha (troligen inte lika bra som från hyllorna, men jag bryr mig inte för mycket är jag inte professionell musiker ändå). Jag kommer att göra fallet så snart jag får en chans (se upp för en framtida instruerbar).

För det tredje har jag en licens för Altium designer genom mitt arbete och jag har gjort PCB tidigare. Det här borde inte vara för svårt för att få den här styrelsen att fungera.

För det fjärde och slutligen är jag en billig kille, och jag tänkte varför inte spara en massa på de dyra strömförsörjningsmodulerna. Med detta sagt tror jag att det kan bli dyrare än några av de mest populära Eurorack -nätaggregaten. Synd för mig.

Steg 2: Krav

Som vi såg i föregående avsnitt består strömförsörjningen av 3 spänningsskenor -12/+12V, 5V och naturligtvis mark (eller 0V).

Det finns två strategier som är populära för att uppnå samma resultat:

1. en transformatorbaserad design med en mittkran för att få en flytande mark, både sekundär korrigeras och regleras för att skapa dubbelspänningsskenan
2. en DC -strömförsörjningsdesign som sedan omvandlas till -12/+12 V med switch -mode regulatorer

Den första lösningen är utmärkt eftersom allt är inbyggt i strömförsörjningen. Det tar 115/230V AC som ingång. Men du måste vara villig att bråka med huvudströmmen, och du behöver en skrymmande transformator inuti Eurorack -fodralet. Eller så skulle du behöva en nätadapter som inte är allmänt tillgänglig så snart du vill ha mer ström ur ditt system.

Den andra lösningen är bra eftersom den kan använda kraftfull bärbar dator som power brick. Men omkopplingsregulatorn kommer tyvärr att vara lite mer bullrig än sin linjära motsvarighet som kan användas i den tidigare lösningen. Även OEM -nätaggregat kan vara ganska dyrt.

Jag vill i alla fall inte ta itu med att skaffa rätt transformator och jag vill inte vara involverad i sammansmältning av nätspänning. Således kommer strömförsörjningen som vi ska göra att vara ett switch-mode baserat. Kraven:

uteffekt runt 1A @ -12V, 1A @ +12V och 2A @ 5V för en enorm summa på cirka 34W plus lite värme (vi kommer förmodligen att spara på hushållsvärmen)

• vara daisy kedjbar så att en enda kraftsten kan användas för flera strömförsörjningar
• vara kompatibel som en frontbaserad enhet eller monterad inuti syntetfodralet
• har en personlig design som alla är gjorda av kretskort
• På / Av knapp
• LED -spänningsskenor status
• låg brusutgångsspänning om möjligt

Steg 3: Scheman

För att skapa schemat för denna strömförsörjning måste vi hitta switch -mode regulatorer som kan leverera +12V och -12V från en enda strömförsörjning. Vi kan ha två olika IC (integrerade kretsar) för den positiva och negativa spänningsskenan men att ha samma skulle förenkla designen.

Jag brukar söka efter elektroniska komponenter med antingen Digikey eller Mouser. Båda erbjuder riktigt kraftfullt filtersystem för att hitta specifika delar.

Mitt val av regulator för -12/+12 V är LM2576S -12 från TI.

Generellt sett om en IC -tillverkare vill att du använder deras del kommer de att ha en snygg schema med allt du behöver för att få schemat rätt. I schemat för denna komponent beskrivs en positiv matningskablar, en negativ matningskablar och till och med en implementering av utgångsfiltret.

För 5V-skenan går vi med LM2576-5 från TI. Detta är inte det mest ekonomiska alternativet men det sparar tid under designen av kortet eftersom alla passiva är desamma som för 12V -versionen. Även fotspåren är desamma vilket sparar en massa tid.

Det finns tre status -lysdioder som är anslutna till en spänningsskena för att rapportera till användaren om allt fungerar eller inte.

Titta på den bifogade schemat för mer information

Steg 4: Layout

Att skapa layouten är inte lätt, men det är inte heller svårt. Det beror alltid på begränsningarna.

Min huvudsakliga kontrast den här gången var att hålla allt inuti en rektangel på 100 mm med 60 mm. Orsakerna till dessa specifika dimensioner är följande:

• mindre än 100 mm längd på grund av PCB -tillverkningssystemet för låg volym som gynnar enormt sub 100 mm (bredd eller längd) design, kom ihåg att jag är en billig kille: P
• mindre än 60 mm bredd eftersom jag vill att modulen ska passa inuti ett "skiff" Eurorack -fodral som vanligtvis har mycket begränsat djup.

Bredd som jag kan tänka mig att spåra konturen på mitt PCB, fylla i det och göra alla nödvändiga spår.

Lägg märke till att det är en dubbelsidig bräda, med fyra lager skulle göra layoutprocessen enklare men skulle kosta mer. För att fortfarande få en fin mark höll jag de flesta av mina spår på det översta lagret och lade ut en markhäll på båda sidor. Båda hällarna sys med många vias för att säkerställa optimal jordning, vilket minimerar buller (förhoppningsvis).

Det är alltid användbart att ha i åtanke 3D -fotavtrycket för din komponent eftersom dessa komponenter oftast är ganska stora när det gäller strömförsörjningar.

När layouten är klar kan vi nu mata ut gerberfilerna och skicka dem till vår favorittillverkare. I mitt fall skickar jag filerna till PCBWay (jag är inte ansluten, men jag har alltid haft lycka till med dem tidigare). Beställningsprocessen är helt enkel.

Gerbers fästs nedan

Steg 5: Frontpanel

För att vara en riktig Eurorack -modul behöver strömförsörjningen en frontpanel. Och eftersom jag redan beställer ett kretskort, varför inte göra det har ett kretskort också … Således skapade jag ett nytt projekt och lade upp mina konstverk. Det är inte superbra men det kommer att göra jobbet.

Du kommer att märka här att jag var tvungen att släppa Daisy-chainability av mitt system på grund av brist på plats. Alla konstverk skapades i inkscape och konverterades sedan till dxf och importerades till altium. Detta gjorde ett snabbt arbete med det.

För ledningen bestämde jag mig för att försöka få dem att lysa igenom frontpanelen. För att göra det hällde jag helt överskiktet och gjorde cirkelöppningar med lite konstverk inuti. Jag har aldrig testat detta förut, det kanske inte fungerar.

Eftersom denna strömförsörjning är för ett musikinstrument försökte jag ha ett litet musiktema igång. Det kan vara halt, men det var enkelt att göra med ett musiksymbolteckensnitt.

Gerber för frontpanelen finns nedan

Steg 6: Komponenter

Nu när vi har våra brädor på väg måste vi oroa oss för att köpa de återstående komponenterna. Och för det måste du välja en distributör. I mitt fall hade Mouser det bästa urvalet av komponenter för vad jag behövde:

• Nätadapter (418-TRH100A13502E126)
• DC-fatkontakt förhoppningsvis kompatibel med artikeln ovan (502-721AFMS)
• Vippströmställare (691-651122-BB-1V)
• Reg LM2576-12 (926-LM2576S-12/NOPB)
• Diod 1N5822 (511-1N5822)
• Induktor (673-PF0382.223NLT)
• Kondensator (661-APSG160E222MJ20S)
• Kondensator (661-APXG250A101MHA0G)
• Induktor (994-MSS1583-683MED)
• Kondensator (80-A750MS108M1CAAE13)
• Rubrik (517-30316-6002)
• Terminal (571-624091)
• Crimpkontakt (571-6409051)
• Reg LM2576-5 (998-LM2576-5.0WU)
• LED (710-155124VS73200A)
• LED (710-155124RS73200A)
• LED (710-155124YS73200A)
• Skruvterminal (534-7689-3)

Resten är gelébönkomponenter:

• 250 Ohm 0603 motstånd
• 100 Ohm 0603 motstånd
• 330 Ohm 0603 motstånd

Se den bifogade pdf -filen för mer information (justera kvantiteten enligt schemat)

Steg 7: Montering

Monteringsprocessen för detta är vanlig gammal tråkig lödning.

Jag kommer inte att gå in så mycket på detta eftersom det finns så många instruktioner som är dedikerade till detta ämne.

Alla komponenter ska lödas på rätt plats och allt ska fungera bra.

Steg 8: Klar

Här är vi sanningens ögonblick! Slås det på? Du bör kolla allt med en multimeter innan du själv driver några moduler. Jag är mycket nöjd med lysdioden som lyser genom musiktangenterna! Det är underbart.

Sammantaget var detta projekt en stor framgång, men en uppdatering bör komma snart för att korrigera några problem som borde förbättra passformen på Eurorack -skenorna. Men som en sidmonterad strömförsörjning är den perfekt.

Här är en melodi gjord med mitt nybyggda instrument. Om du undrar hur en modulär synth kan låta, lyssna. Konceptet modulärt är att skapa ett instrument som är skräddarsytt för dig. Vilket gör är ganska unikt, och jag älskar tanken på att ha ett unikt klingande instrument.

Jag var inte särskilt säker på att gå in i den här modulära trenden eftersom jag inte har någon tidigare erfarenhet av synthesizers. Men jag ångrar mig inte. Och om du tvekar skulle jag uppmuntra dig att testa. Det är ganska enkelt att sälja vidare moduler, och om du bygger det själv så mycket som möjligt är det inte dyrare än något annat instrument av god kvalitet.

Lite musik gjord med denna synthesizer hittar du här:

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

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

soundcloud.com/benjamin-bonnal/unboldechil…

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