Հիանալի անալոգային սինթեզատոր/օրգան `օգտագործելով միայն առանձին բաղադրիչներ. 10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Անալոգային սինթեզատորները շատ թույն են, բայց նաև բավականին դժվար է պատրաստել:

Ուստի ես ուզում էի մեկը դարձնել որքան հնարավոր է պարզ, այնպես որ դրա գործունեությունը հեշտությամբ հասկանալի լինի:

Այն աշխատելու համար ձեզ հարկավոր են մի քանի հիմնական ենթաշղթաներ. Պարզ տատանում `դիմադրողականությամբ ընտրվող տատանումների հաճախականությամբ, որոշ բանալիներ և հիմնական ուժեղացուցիչի միացում:

Եթե ստեղների համար սեղմման կոճակների փոխարեն օգտագործում եք որոշ հաղորդիչ բարձիկներ, կարող եք շատ զով ձեր տարբերակը դարձնել

Ստիլոֆոն!

Այս ուսանելի դասում մենք կսովորենք, թե ինչպես պատրաստել այն և կսովորենք, թե ինչպես է այն աշխատում:

Ուսուցողականը նախատեսված է սկսնակ և միջին էլեկտրոնիկայի սիրահարների համար:

Քայլ 1: Անհրաժեշտ գործիքներ

Ձեզ հարկավոր կլինի եռակցման երկաթ և նախատիպային տախտակներ, կամ կարող եք այն հավաքել հացահատիկի վրա:

Եթե դուք մի փոքր ավելի առաջադեմ եք, ես կտրամադրեմ ձեր սեփական PCB- ի փորագրման ֆայլեր:

Քայլ 2. Սկսեք տատանումից

Սինթեզատորի սիրտը Astable Multivibrator շղթան է, որը պատրաստված է գործառնական ուժեղացուցիչով: Ինտերնետում դուք կգտնեք դրա գործունեության շատ երկար և մանրամասն ակնարկներ, բայց ես կփորձեմ ավելի պարզ բացատրել դրա աշխատանքը:

Տատանողը բաղկացած է մի քանի ռեզիստորներից եւ մեկ կոնդենսատորից:

Op-amp- ի համեմատիչ սխեման կազմաձևված է որպես Schmitt- ի ձգան, որն օգտագործում է R1 և R2 ռեզիստորների կողմից տրամադրված դրական արձագանքը `հիստերեզիս առաջացնելու համար: Այս դիմադրողական ցանցը միացված է ուժեղացուցիչների ելքի և ոչ շրջվող (+) մուտքի միջև: Երբ Vo- ն (ելքային լարումը) հագեցած է մատակարարման դրական ռելսում, դրական լարումը կիրառվում է op-amps չշրջվող մուտքի վրա: Նմանապես, երբ Vo- ն հագեցած է մատակարարման բացասական ռելսով, բացասական լարումը կիրառվում է op-amps ոչ շրջադարձային մուտքի վրա:

Այս լարումը դանդաղ լիցքավորում և լիցքաթափում է կոնդենսատորը (-) մուտքի մոտ Rf ռեզիստորի միջոցով: Եկեք ասենք, որ մենք սկսում ենք op-amps- ի ելքով `հագեցվածության դրական լարման դեպքում (+Vsat): Կոնդենսատորը լիցքավորվում է, և դրա լարումը (Vc) դանդաղ բարձրանում է: Միջին ժամանակներում R1 և R2 ձևավորում են լարման բաժանարար `իր լարման ելքով (Vdiv) կայուն արժեքով, ինչ -որ տեղ ելքային հագեցվածության լարման (+Vsat) և 0V- ի միջև: Երբ կոնդենսատորի լարումը գերազանցում է R1 և R2 լարման բաժանարարի լարումը, op-amp- ը իր վիճակը շրջում է հագեցման բացասական լարման (-Vsat): Հետո կոնդենսատորը լիցքաթափվում է Rf ռեզիստորի միջոցով, մինչև դրա լարումը (Vc) ավելի ցածր լինի, քան R1 և R2 բաժանարար լարումը (Vdiv): Այնուհետև այն կրկին շրջում է իր սկզբնական վիճակի (+Vsat): Եվ այսպես, եւ այլն:

Սա իրականում արտադրում է տատանումի քառակուսի ալիքի լարման ելքային լարումը, և եթե այն ունի ճիշտ հաճախականություն, այն արտադրում է լսելի հնչողություն:

Քայլ 3. Հաճախականությունների հաշվարկ

Տատանման հաճախականությունը կարող է հաշվարկվել վերը նշված նկարի հավասարման միջոցով:

Դուք կարող եք կարգավորել այս սինթեզը, ինչ ցանկանում եք:

Ես ուզում էի այն կարգավորել C խոշոր մասշտաբով ՝ դաշնամուրի բոլոր սպիտակ ստեղները: Այս կերպ, «սխալ» երանգներ չկան, և երեխաների համար հեշտ է խաղալ:

Այսպիսով, ես առցանց փնտրեցի կոնկրետ հնչերանգների հաճախականությունների ցանկը և որոշեցի բանը կարգավորել C4- ից C5 նշում:

Ես հաշվարկներ կատարեցի անհրաժեշտ դիմադրության համար: Ես դա շքեղ արեցի և հաշվարկեցի Matlab- ի (Octave) միջոցով:

R1 և R2 ռեզիստորների բաժանարարի համար ես ընտրեցի 22k ohm դիմադրիչներ, կոնդենսատորի համար ՝ 100nF կափարիչ:

Ահա կոդը, եթե դուք չափազանց ծույլ եք դա անել ձեռքով հաշվիչով: Կամ պարզապես կարող եք օգտագործել շրջված հավասարումը ձեռքի դիմադրության հաշվարկման համար:

R1 = 220e3; R2 = 220e3;

լամբդա = R1/(R1+R2);

C = 100e-9;

f = [261.63 293.66 329.63 349.23 392 440 493.88 523.25]; %հաճախականությունների ցանկ

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

Ահա արդյունքները.

C4 = 17395 օմ

D4 = 15498 օմ

E4 = 13806 օմ

F4 = 13032 օմ

G4 = 11610 օմ

A4 = 10343 օմ

B4 = 9215 օմ

C5 = 8697 օմ

Իհարկե, ես պետք է արժեքները կլորացնեի ռեզիստորի մոտակա արժեքներին: Ես օգտագործեցի E12 դիմադրության ստանդարտ շարքը, որն ամենից հաճախ հանդիպում է հոբբիի մասերի տուփում: Քանի որ E12 ռեզիստորների շարքը բավականին կոպիտ է, ես յուրաքանչյուր արժեքի համար օգտագործել եմ 2 ռեզիստոր `ցանկալի դիմադրությանը մոտենալու համար, և սինթեզն այս կերպ ավելի համահունչ կլինի:

C4 = 2.2k + 15k ohm D4 = 15k + 470 օմ

E4 = 8.2k + 5.6k ohm

F4 = 12k + 1k ohm

G4 = 4.7k + 6.8k ohm

A4 = 10k + 330 օմ

B4 = 8.2k + 1k ohm

C5 = 8.2k + 470 օմ

Քայլ 4: Ավարտված տատանումների սխեմատիկ

Ահա տատանումների մասի սխեմատիկ պատկերը:

Անհատական ստեղներով դուք ընտրում եք ցանկալի դիմադրությունը, և ցանկալի տոնն արտադրվում է:

Այս սխեմատիկան բացատրում է, թե ինչու եք միանգամից մի քանի ստեղներ սեղմելիս հնչում բարձր հնչյուններ: Միանգամից մի քանի ստեղն սեղմելով ՝ զուգահեռաբար միացնում եք դիմադրիչների ավելի ճյուղեր և դրանք զուգահեռաբար արդյունավետ միացնում ՝ նվազեցնելով ընդհանուր դիմադրությունը: Ավելի ցածր դիմադրությունն առաջացնում է ավելի բարձր հնչերանգ:

Քայլ 5: Բարձրախոսի ուժեղացուցիչ

Բարձրախոսների ուժեղացուցիչը կարելի էր անել նույնիսկ ավելի պարզ, բայց ես որոշեցի կատարել AB դասի ուժեղացուցիչի իսկական փուլ:

Բեմը բաղկացած է PNP և NPN տրանզիստորներից, միացման կոնդենսատորներից և երկու կողմնակալ դիմադրիչներից և դիոդներից:

Շատ տարրական է, բայց լավ է աշխատում:

Ուժեղացուցիչի փուլի դիմաց ես տեղադրեցի 100k լոգարիթմական (աուդիո) պոտենցիոմետր `ձայնը կարգավորելու համար:

Քանի որ շրջանի մեջ պոտենցիոմետրը ինքնաբերաբար կկարգավորեր տատանումները (ավելացված դիմադրություն), ես դրա դիմաց հարվածեցի op-amp բուֆերին, որը ներկայացնում է դիմացի շղթայի բարձր մուտքային դիմադրություն և դրանից հետո շղթաների ցածր դիմադրություն: այն

Հիմնականում բուֆերը ուժեղացուցիչ է ՝ 1 շահումով:

Ես օգտագործում եմ TL072- ը, որն ունի երկու ուժեղացուցիչ սխեմաներ, ուստի սա այն է, ինչ մեզ անհրաժեշտ է:

Քայլ 6: Օժանդակ նյութեր

Պատկերի ձախ կողմում կան մուտքային միակցիչի վերնագրեր, որտեղ միացնում եք սնուցման աղբյուրը:

Նրանց հաջորդում են երկու դիոդներ, որոնք պաշտպանում են սխեման սխալ բևեռայնության սնուցման պատահական միացման համար:

Ես նաև ավելացրել եմ երկու LED ՝ յուրաքանչյուր էլեկտրահաղորդման գծի առկայությունը նշելու համար:

Քայլ 7: Լրիվ սխեմատիկ

Ահա ավարտված սխեմատիկան:

Քայլ 8: Էներգամատակարարում

Շղթան պահանջում է սիմետրիկ սնուցման աղբյուր:

Ձեզ անհրաժեշտ է +12V և -12V (9V նույնպես աշխատելու է):

Ես օգտագործեցի հին էլեկտրամատակարարում կոտրված inkjet տպիչից, քանի որ այն ուներ +12V և -12V ռելսեր (տե՛ս լուսանկարները)

Բայց դուք կարող եք նաև սիմետրիկ +-12 Վ էլեկտրամատակարարում կատարել մեկ 24 Վ-ից ՝ օգտագործելով վերը նշված սխեմատիկը:

Բայց պարզապես մի մոռացեք, որ ջեռուցիչը տեղադրեք 7812 կարգավորիչին:

Կամ կարող եք շարքով միացնել երկու մեկուսացված 12 Վ լարման աղբյուր:

Քայլ 9: PCB

Եթե ցանկանում եք փորագրել ձեր սեփական PCB- ները, կարող եք տպել ֆայլը տպագրության համար այստեղ: Բանալիների համար ես օգտագործել եմ 10x10 մմ կոճակներ:

Շատերը ցանկանում էին իմանալ, թե որտեղ կարելի է գտնել գեղեցիկ մեծ գլխարկով կոճակներ: Այստեղ ինձ հաջողվեց գտնել նմանատիպ կոճակներ, որոնք կարող եք օգտագործել ստեղնաշարի համար.

www.banggood.com/custlink/GvDmqJEpth

Նրանք նույնպես պետք է տեղավորվեն հացահատիկի վրա:

Սա փոխկապակցված հղում է. Դուք վճարում եք նույն գինը, ինչ առանց հղման, բայց ես ստանում եմ փոքր միջնորդավճար, որպեսզի կարողանամ ավելի շատ բաղադրիչներ գնել հետագա նախագծերի համար:)

Կոնդենսատորի ընտրիչի համար ես կցեցի վերնագիրը, որպեսզի կարողանամ արագ փոխել կոնդենսատորները:

Մյուս կողմից, միացումն այնքան պարզ է, որ կարող եք այն հավաքել հացահատիկի կամ նախատիպերի զոդման տախտակի վրա: Նույնիսկ ավելի հեշտ կլիներ բաղադրիչների հետ շփվելը և փոխանակումը տարբեր էֆեկտների համար:

Բանախոսի համար ես վերամշակեցի հին ներքին ԱՀ բարձրախոս, դրա համար պատրաստեցի պարզ տպված 3D պատյան:

Քայլ 10: Կատարված է:

Այժմ ձեր սինթեզն ավարտված է, և դրա հետ պետք է նվագեք հիանալի մեղեդիներ:

Հուսով եմ, որ ձեզ դուր եկավ ուսուցանվողը: Ազատորեն ստուգեք իմ մյուս հրահանգները և YouTube- ի տեսանյութերը:

Դուք կարող եք հետևել ինձ Facebook- ում և Instagram- ում ՝

www.instagram.com/jt_makes_it

փչացնողների համար այն, ինչի վրա ես այժմ աշխատում եմ, կուլիսներում և այլ հավելումներով: