סינתיסייזר אנלוגי מדהים/איבר תוך שימוש ברכיבים נפרדים בלבד: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

סינתיסייזרים אנלוגיים מגניבים מאוד, אך גם די קשים להכנה.

אז רציתי להכין אחת פשוטה עד כמה שהיא יכולה להגיע, כך שניתן יהיה להבין אותה בקלות.

כדי שזה יעבוד, אתה צריך כמה מעגלי משנה בסיסיים: מתנד פשוט עם תדר נדנוד הניתן לבחירה, כמה מקשים ומעגל מגבר בסיסי.

אם אתה משתמש בכמה כריות מוליכות במקום בכפתורי לחיצה למפתחות, תוכל להפוך את הגרסה שלך למגניבה מאוד

סטילופון!

במדריך זה נלמד כיצד להכין אותו ונלמד כיצד הוא פועל.

המדריך מיועד לחובבי אלקטרוניקה מתחילים עד בינוניים.

שלב 1: יש צורך בכלים

תזדקק למגהץ וכמה לוחות אב טיפוס, או שתוכל להרכיב אותו על לוח הלחם.

אם אתה קצת יותר מתקדם, אני אספק קבצים לחריטת ה- PCB שלך.

שלב 2: התחלה עם מתנד

לב הסינתיסייזר הוא מעגל רב -ויברטורי Astable העשוי עם מגבר תפעולי. באינטרנט תוכלו למצוא נגזרות ארוכות ומפורטות מאוד של פעולתו, אך אנסה להסביר את פעולתו בצורה פשוטה יותר.

המתנד מורכב מכמה נגדים וקבל אחד.

מעגל ההשוואה של מגבר אופ-אמפר מוגדר כטריגר של שמיט שמשתמש במשוב חיובי שמספקים הנגדים R1 ו- R2 ליצירת היסטריה. רשת התנגדות זו מחוברת בין פלט המגברים לקלט שאינו הפוך (+). כאשר Vo (מתח היציאה) רווי במסילת האספקה החיובית, מתח חיובי מופעל על הקלט הלא-הפוך של אמפר-אמפר. באופן דומה, כאשר Vo רווי למסילת האספקה השלילית, מתח שלילי מופעל על הקלט הלא-הפוך של אמפר-אמפר.

מתח זה טוען ולאט לאט את הקבל בכניסת (-) דרך הנגד Rf. נניח שאנחנו מתחילים עם פלט אופ-אמפר במתח רוויה חיובי (+Vsat). הקבל נטען והמתח שלו (Vc) עולה לאט. בינתיים R1 ו- R2 יוצרים מחלק מתח עם פלט המתח שלו (Vdiv) בערך יציב איפשהו בין מתח הרוויה של הפלט (+Vsat) לבין 0V. כאשר מתח הקבלים חורג מהמתח של מחלק המתח R1 ו- R2, מגבר ה- op הופך את מצבו למתח רוויה שלילי (-Vsat). אז הקבל משתחרר דרך הנגד Rf עד שהמתח שלו (Vc) נמוך ממתח המחלקים R1 ו- R2 (Vdiv). ואז הוא שוב הופך את מצבו למצב ההתחלתי (+Vsat). וכן הלאה.

זה למעשה מייצר מתח יציאה של מתח מרובע של המתנד ואם הוא בתדר הנכון, הוא מייצר צליל נשמע.

שלב 3: חישוב התדרים

ניתן לחשב את תדר המתנד באמצעות המשוואה בתמונה למעלה.

אתה יכול לכוון את הסינתי מה שאתה אוהב.

רציתי לכוון אותו בסולם מז'ור C - כל המפתחות הלבנים על הפסנתר. בדרך זו, אין צלילים "לא נכונים" וקל לשחק לילדים.

אז חיפשתי באינטרנט את רשימת התדרים עבור הצלילים הספציפיים והחלטתי לכוון את הדבר מ- C4 ל- C5 note.

עשיתי את החישובים לנגד הנדרש. עשיתי את זה מפואר וחישבתי עם Matlab (אוקטבה).

עבור מחלק הנגד R1 ו- R2 בחרתי נגדים של 22k אוהם, עבור הקבל בחרתי מכסה 100nF.

הנה הקוד אם אתה עצלן מכדי לעשות זאת ביד עם מחשבון. או שאתה יכול פשוט להשתמש במשוואה הפוכה לחישוב הנגד הידני.

R1 = 220e3; R2 = 220e3;

למבדה = R1/(R1+R2);

C = 100e-9;

f = [261.63 293.66 329.63 349.23 392 440 493.88 523.25]; רשימת התדרים %

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

להלן התוצאות:

C4 = 17395 אוהם

D4 = 15498 אוהם

E4 = 13806 אוהם

F4 = 13032 אוהם

G4 = 11610 אוהם

A4 = 10343 אוהם

B4 = 9215 אוהם

C5 = 8697 אוהם

כמובן שהייתי צריך לעגל את הערכים לערכי הנגד הקרובים ביותר. השתמשתי בסדרות נגדים סטנדרטיות מסוג E12, שהיא הדרך הנפוצה ביותר בקופסת חלקי תחביב. מכיוון שסדרת הנגדים E12 די גסה, השתמשתי בשני נגדים בסדרה לכל ערך על מנת להתקרב להתנגדות הרצויה והסינתר יהיה יותר מכוון כך.

C4 = 2.2k + 15k ohm D4 = 15k + 470 ohm

E4 = 8.2k + 5.6k ohm

F4 = 12k + 1k ohm

G4 = 4.7k + 6.8k אוהם

A4 = 10k + 330 אוהם

B4 = 8.2k + 1k ohm

C5 = 8.2k + 470 אוהם

שלב 4: סכמטי המתנד המסתיים

להלן הסכימה לחלק המתנד.

בעזרת המקשים האישיים, אתה בוחר את ההתנגדות הרצויה והנימה הרצויה מופקת.

סכמטי זה מסביר מדוע אתה מקבל צלילים גבוהים בעת לחיצה על מספר מקשים בו זמנית. על ידי לחיצה על מספר מקשים בבת אחת, אתה מחבר ענפים נוספים של הנגדים במקביל וחיבורם ביעילות במקביל, ומקטין את ההתנגדות הכוללת. התנגדות נמוכה יותר מייצרת צליל גבוה יותר.

שלב 5: מגבר הרמקולים

מגבר הרמקולים יכול להתבצע אפילו יותר פשוט, אבל החלטתי לעשות שלב מגבר מסוג AB אמיתי.

הבמה מורכבת מטרנזיסטורים PNP ו- NPN, קבלים צימוד ושני נגדים ודיודות.

מאוד בסיסי אבל זה עובד טוב.

מול שלב המגבר שמתי פוטנציומטר לוגריתמי (אודיו) 100k להתאמת עוצמת הקול.

מכיוון שהפוטנציומטר בכוחות עצמו במעגל יבטל את הכוונון של המתנד (התנגדות נוספת), סטרתי לפניו על מאגר אופ-אמפר המציג התנגדות כניסה גבוהה למעגל שמולו ולאחר עכבה נמוכה למעגלים לאחר זה.

בעצם חיץ הוא מגבר בעל רווח של 1.

האופאם בו אני משתמש הוא TL072 הכולל בו שני מעגלי מגבר, כך שזה כל מה שאנחנו צריכים.

שלב 6: חומר עזר

בצד שמאל של התמונה יש את כותרות מחברי הכניסה, שבהן אתה מחבר את ספק הכוח.

אחריהם שתי דיודות המגינות על המעגל לחיבור מקרי של אספקת החשמל הקוטבית.

הוספתי גם שני נוריות לציון נוכחות כל קו חשמל.

שלב 7: סכמטי מלא

להלן הסכימה המוגמרת.

שלב 8: ספק הכוח

המעגל דורש אספקת חשמל סימטרית.

אתה צריך +12V ו -12V (9V גם יעבוד).

השתמשתי באיזה ספק כוח ישן ממדפסת הזרקת דיו שבורה, מכיוון שהיו לה מסילות +12V ו -12V (ראו את התמונות)

אבל אתה יכול גם ליצור ספק כוח סימטרי +-12V מאחד 24V באמצעות הסכימה שלמעלה.

אבל רק אל תשכח להרכיב גוף קירור אל הרגולטור 7812.

או שאתה יכול להתחבר בסדרה של שני ספקי כוח מבודדים של 12V.

שלב 9: ה- PCB

אם אתה אוהב לחרוט מחשבי PCB משלך תוכל למצוא את הקובץ להדפסה כאן. השתמשתי בכפתורי 10x10 מ מ למפתחות.

אנשים רבים רצו לדעת היכן ניתן למצוא כפתורים עם כובע גדול ונחמד. כאן הצלחתי למצוא לחצנים דומים שבהם תוכל להשתמש עבור המקלדת:

www.banggood.com/custlink/GvDmqJEpth

הם צריכים להתאים גם על קרש לחם!

זהו קישור שותפים - אתה משלם את אותו המחיר כמו בלי הקישור, אבל אני מקבל עמלה קטנה כדי שאוכל לרכוש רכיבים נוספים לפרויקטים הבאים:)

עבור בורר הקבלים הלחמתי את הכותרת כדי שאוכל להחליף במהירות את הקבלים.

בצד השני, המעגל פשוט מספיק, כך שתוכל להרכיב אותו על לוח הלחם או על לוח הלחמה עם אב טיפוס. יהיה אפילו קל יותר להתעסק ולהחליף את הרכיבים לאפקטים שונים.

עבור הרמקול מיחזר רמקול פנימי ישן פנימי, הכנתי עבורו מארז פשוט המודפס בתלת מימד.

שלב 10: בוצע

עכשיו הסינתר שלך מוכן וכדאי לך לנגן איתו כמה שירים מדהימים!

מקווה שאהבתם את ההנחיה. אל תהסס לבדוק את שאר ההוראות והסרטונים שלי ביוטיוב!

אתה יכול לעקוב אחריי בפייסבוק ובאינסטגרם

www.instagram.com/jt_makes_it

לספוילרים על מה שאני עובד עליו כרגע, מאחורי הקלעים ותוספות אחרות!