Аналоговый полифонический синтезатор с сенсорной клавиатурой своими руками
Собственно снова здрасте, продолжаю писать о музыкальных коробочках которые собираю.
Сегодня хотелось бы поделиться новым прибором.
Это полифонический аналоговый синтезатор с сенсорной клавиатурой.
Изначально задумывался как дрон-синтезатор, но по факту оказался куда более музыкальный и вариативным прибором, можно и в электронную перкуссию, и в нойз-пиано и в то, что позволит Вам ваша фантазия.
Вообще я довольно давно занимаюсь всем этим так сказать для души, но с недавнего времени начал публиковать свои проекты в открытый доступ и получил приятный отклик, собралась небольшая заинтересованная аудитория.
Пообщавшись с Вами, я решил сделать проект не только для себя, но и так сказать для народа.
Решили остановиться на дрон синтезаторе и вот что получилось:
- 8 Генераторов звука (6 из них с выбираемой формой волны: Треугольник/Квадрат)
- 8 Генераторов низкой частоты (LFO) на каждый из голосов для модуляции высоты звука.
- 8 Генераторов огибающей (Envelope) на каждый из голосов для управления VCA каждого голоса.
- 8 Сенсорных датчиков работающих в двух режимах (С фиксацией и без).
- Генератор белого шума.
- Микшер для управления громкостью каждого из голосов.
- Общий фильтр низких частот (один на все голоса).
- Общий дилей (один на все голоса).
- Возможность подключения внешних устройств для управления с помощью CV/GATE (опционально).
- Выход под наушники (опционально).
- Макетная плата для дополнений или экспериментов.
Раздельная индикация работы всех блоков отображает:
- Статус работы сенсоров либо гейта.- Скорость работы LFO на каждом из блоков.
- Скорость работы Envelope на каждом из блоков.
Далее я вкратце пробегусь по схеме, из чего состоит, что использовал и тд.
Углубляться в работу каждого блока не буду, но можете спросить в комментариях если что то не понятно или интересно.
Вот такая незатейливая блок-схема устройства синтезатора, на ней нарисовано только 2 из 8 голосов, но думаю все предельно понятно.
Во всей схеме я использую однополярное питание, что позволяет упростить и удешевить схему, избегая дополнительных преобразователей напряжения.
Это во первых удешевляет схему, во вторых упрощает ее для понимания далеких от синтезаторов людей.
Для голосов я использовал очень простой VCO (Генератор управляемый напряжением) на одном сдвоенном ОУ и нпн транзисторе.
В зависимости от изменения уровня напряжение на входе, мы получаем изменение высоты звука на выходе.
Схема из интернетов и гуглится по запросу вроде "Simple VCO Schematic".
Диапазон частот данного генератора устанавливается конденсатором C1, чем он больше, тем звук ниже и наоборот.
Обращаю Ваше внимание, что в схеме на выходах отсутствуют разделительный конденсаторы, поэтому в таком виде схема не заработает, и на выходы TRI и SQR необходимо установить конденсатор емкостью 100нф.
Он отсутствует ввиду экономии места и установлен только один, после переключателя, на входе VCA.
Для модуляции звукового генератора и созданиях всяких эффектов вибрато, я использовал просто LFO, так же диапазон частот настраивается конценсатором C4, чем емкость меньше, тем быстрее его скорость, мне показался оптимальным вариантом от 10 до 47мкф.
На выходе установлен нпн-транзистор 2n3904, в режиме эмиттерного повторителя, просто для индикации скорости темпа.
Конденсатор C27 является разделительным и ограничивает попадание постоянного напряжения на вход звукового генератора, чем обеспечивает стабилььность высоты при изменении значения ручки DEPTH.
На самом деле лучше поставить меньшую емкость, например 1мкф,
VCA (Усилитель управляемый напряжением) я сделал почти по классике, на микросхеме LM13700, чуть адаптировав под однополярное питание.
Средние точки (R13, R17, C93) я установил на каждый блок раздельные, чтоб избежать наводок от других генераторов.
Скорее всего можно было использовать повторитель напряжения на ОУ и сделать общую среднюю точку, но схема была протестированная на макете именно в таком виде и решил не испытывать судьбу и оставить так, как было в работающем прототипе.
Конденсатор C8 как раз недостающий со схемы VCO.
Envelop (Генератор огибающей) управляется блоком VCA и просто управляет громкостью.
Это пожалуй самая классическая реализация данного блока, значения потенциометров ATTACK/DECAY устанавливают ограничение тока, которое влияет на время заряда/разряда C5.
Соответственно диапазон времени устанавливается конденсатором C5, чем емкость больше, чем дольше он будет заряжаться и разряжаться.
На выходе так же установлен нпн-транзистор и светодиод для удобной индикации на панели.
На входе так же установлен транзистор, скорее всего работало бы и без него, но решил подстраховаться.
Для сенсорных клавиш, я решил использовать самое простое решение, что смог найти.
TTP223, это маленький емкостный сенсор без какого либо дополнительного обвеса.
Те кто любят ардуины, наверняка его встречали на готовых модулях.
Очень привлекла возможность работы в двух режимах, с фиксацией и без, для этого я установил меленький тумблер прям на панели.
Для установки чувствительности, необходим конденсатор емкостью до 47пф, чем больше сенсор, тем более чувствительным он становится.
Для моего размера (диаметр 2 см) отлично подошли 22пф.
Думал, что возможно будет задержка в работе, но нет, все оказалось супер.
(хотя есть нюансы, о которых расскажу в комментариях, если спросите)
Собственно это все блоки для каждого голоса, умножаем это все на 8 и переходим к общим блокам.
Генератор шума я взял из схемы MFOS NOISE TOASTER.
Он реализован на принципе лавинного пробоя.
На схеме нарисовано два транзистора, по факту конечно же нужен один.
Сделано это по одной причине, чтоб на плате было два установочных места под разные корпуса (TO-92 и SOT-23).
Далеко не все транзисторы могут шуметь и нужно выбирать из самых паршивых, что найдете.
В последнее время я использую 2N5551, он прекрасно шумит.
Как такового микшера на схеме нет, в его качестве я использую фильтр низких частот.
Это довольно известная в интернете схема, якобы адаптированного под гитарную педаль фильтра из синтезатора KORG MS20.
По факту же звучит он скажем так не похоже, но при этом довольно не плохо.
Реализован так же на одной микросхеме LM13700.
Далее все это дело отправляется в дилей (вы ведь все равно его поставите после).
Это типовое решение из даташита PT2399, поэтому я даже не удосужился красиво перерисовть схему, уж извините.
На схеме я ограничил возможность самовозбуждения через обратную связь резистором R252 (5.1k), можете установить 1k и все будет прекрасно заводиться как вы любите.
Далее я приступил к проектированию и выбору элементной базы.
Ушло у меня на это порядка полутора месяцев, так как вносил изменения и тестировал схему на макете.
Прототип кстати выглядит вот так:
Когда все завелось и было отлажено, я внес правки в схему и оформил заказ.
Размер платы кстати вышел 14x13см, что оказалось очень приятным форм-фактором.
Все детали я смог уместить на одной плате вместе с ручками.
Исключением было только блок сенсоров и стабилизатор напряжения к ним, они остались на панели.
Между собой основную плату и панель я решил соединить FPC/FFC шлейфом.
Вы могли такое встречать в современной технике типа ноутбуков и телевизоров, о чем далее немного пожалел.
Оказалось, что шаг контактов 0.5мм это мельче чем я себе представлял и припаять это не так то просто обычным паяльником.
В общем первую плату я благополучно запорол и пришлось колхозиться с проводами.
Было обидно, но с другой стороны, все заработало и вообще опыт, есть опыт.
Следующие контакты удалось установить нормально.
Деталей действительно много, только TL072 используется 25 шт, но это как бы полный аналог и было интересно реализовать именно такой прибор, легкого пути я не искал.
Кстати я так же предусмотрел возможность подключения к контроллерам и другим приборам по средствам CV/GATE.
В общем прибором я остался крайне доволен и надеюсь понравится всем, кто принимал участие и просто заинтересован.
Прикрепляю небольшой ролик о работе устройства.
На качество звука можете не рассчитывать (Записываю на телефон).
Но в общих чертах дает представление о возможностях этого синтезатора.
Спасибо, что дочитали до конца и еще раз спасибо, если поддержали лайком/комментом/подпиской.
Все схемы, гербер файлы, а так же список комплектующих как всегда в открытом доступе на странице проекта:
- Mushsynth-8 (Drone Synth)
Все проекты на гитхаб:
https://github.com/EugeneCarlo
Следить за новостями можно здесь:
- Блог в ВК
Пообщаться, узнать подробнее здесь:
- Чат ВК
- Чат ТГ
В ТГ чате кстати часто записываю кружочки с работой приборов.
По вопросам предзаказа готового синтезатора или кит-набора для сборки в личку:
- Евгений Карло
Поддержать не только лайком, но и монетой можно здесь:
- Поддержка монетой.
Если есть какие то ошибки, пожалуйста, обратите на них внимание, обязательно исправлю.
Всем любви и музыки!
Дискретный ревербератор на PT2399 (12 дилеев)
DELAYVERB — это проект дискретного ревера на 12шт микросхемах PT2399, решил поделиться процессом в надежде привлечь участников.
Даже устроил конкурс в группе на розыгрыш драм синтезатора CORON DS8 о котором скудно писал раньше.
В статье попробую описать с чего я начинал, как устроен и чего я ожидаю от готового ревера.
Так же обязательно размещу открытую информацию о проекте в Github (у меня там кстати уже несколько проектов) и в группе ВК.
С чего все началось:
На просторах интернета на каком то очень сомнительном сайте нашел схему ревербератора с дилеем на 6 птшках.
Вот она кстати: Цифровой ревербератор на PT2399
На основе этой схемы собрал по быстрому на макетных платах, говне и PT2399 подобный ревер в гитарную педаль.
Вместо отдельной предварительной линии задержки решил брать фидбек с одной из линий задержки ревера.
Так появился галетный переключатель для выбора типа ревера.
Дело в том что, скорость линии задержки в обратной ставязи влияет на тип ревера, например на коротком времени можно получить Plate или Spring (ну типа), на длинных Hall и тд.
Получилось все неожиданно живенько и вкусно с гитарой
Быстро сообразил, что можно легко менять скорость внешним LFO и прикрутил мощный цифровой низкочастотный генератор от Electric Druid VCLFO 10.
С корпусом было не просто:
Во первых: Высота готовой конструкции не позволяла использовать обычный корпус.
Во вторых: Вторая плата LFO с кучей ручек добавилась.
Вопрос был решен двумя корпусами, получилась такая, модульная система.
Блок LFO подключался одним проводом (Stereo Jack 3.5), по которому передавалось питание и управляющий сигнал.
Оценив глубокий звук, потенциал и в целом идею, решил продолжать.
Все это переросло в проект ревера на большем количестве птшек.
Какие особенности:
- 12 модулей задержки на PT2399.
- 2 LFO для раздельной модуляции по 6 модулей.
- 12 тумблеров отключения линий задержки для удобной отстройки скорости на каждой линии.
- 12 подстроечных резисторов для настройки скорости каждой линии задержки.
- 256 комбинаций обратной связи за счет 8 переключателей и регулировка ее глубины.
- ТруЪ Байпасс на реле с возможностью подключения внешней педали.
- Регулировка микса с возможностью оставить только обработанный сигнал.
- Тестовые контакты для быстрой диагностики и наладки устройства.
- Питание 9в от обычного блока питания для гитарных педалей.
- Компактный размер позволяющий заказать платы по "льготной" цене.
- Максимально доступные комплектующие.
- SMD компоненты размера 1206, которые являются довольно крупными и легко паяются даже без опыта монтажа смд компонентов.
Прибор можно разделить на 5 функциональных блоков:
1. Блок питания.
2. Блок модуляции.
3. Блок задержек.
4. Блок микшера.
5. Блок байпаса.
В общем поехали:
Поскольку я решил использовать 12 птшек, то сразу озадачился с их питанием.
Потребление PT2399 зависит от скорости задержки.
При коротких значениях оно увеличивается и в максимальных значениях может достигать до 30ма.
Работать в ревере они будут преимущественно на коротких скоростях.
То есть при общем количестве в 12 шт, мы получим около 400ма.
В принципе должно было хватить одной LM7805, но по опыту с "педальным ревером" стабилизатор в корпусе TO-220 был теплым даже от 6шт.
Учитывая это и то что в используемых здесь стабилизаторах (L7805) в корпусе DPAK тепло-отведение значительно хуже, было решено разделить питание на два блока по 6 модулей каждый.
Так же я использовал ICL7660S для получения отрицательного напряжения и питания блока микшера.
Модуляцию решил упростить, так как от обилия ручек растекались глаза.
Установил два простых LFO на доступных ОУ (TL072) с треугольной формой волны (Довольно типовое решение для модуляции в дилеях) для раздельного модулирования блоков по 6 модулей задержки.
Большое количество форм волны это конечно круто, но в приоритете сделать рабочий проект, к тому же больший интерес вызвало попробовать одновременно модулировать разные линии с разной скоростью.
Модуляция реализована через обычный NPN транзистор, я использую распространенные 2N3904 в виду его доступности и дешевезны.
Подобную реализацию я впервые увидел в проекте MFOS ECHOFXXX, но максимально упростил и проверил на "педальной" версии ревера, показала себя отлично.
Микшер решил оставить прежним, подкорректировав некоторые номиналы, для более лучшей работы, а так же добавил разделительные резисторы, для возможности включения сразу несколько линий задержек в обратной связи.
И да, двухполярное питание используется только для реализации ручки микса через кроссфейд.
Удачных примеров это сделать по другому, я не нашел.
Хотя вроде как динамический диапазон тоже должен быть лучше, но это не точно)
(Двумя раздельными ручками на чистый и обработанный сигналы не хотелось нагружать устройство, а сдвоенный потенциометр менее доступный)
Вообще, изначально проект задумывался с цифровым управлением на arduino nano.
Все переключатели например должны были быть заменены ключами SN74LVC1G66DBVR и управляться через контроллер, байпас так же реализован на реле и должен был управляться с помощью "нанки".
Но в силу отсутствия должных навыков программирования, были внесены значительные изменения и добавлены обычные тумблеры.
Переделываться байпас тумблер не хотелось, поэтому решено было использовать D-триггер для управления электромагнитным реле.
Выбрал очень распространенную схему на NE555, честно говоря не использовал ее ранее, но надеюсь на лучшее, в симуляторе показала более-менее нормальные результаты.
Схему нарисовал не очень читабельно, но вы ее легко можете найти в гугле по запросу: bypass 555 schematic например.
Это все что касается "материнской платы", теперь к модулям задержки.
Здесь на самом деле все очень просто и главная сложность была сделать их максимально компактными, что вроде как даже получилось.
Все модули устанавливаются перпендикулярно основной плате в вертикальном положении.
На них размещены основные компоненты для работы PT2399 и подключены параллельно друг другу с общим входом и раздельными выходами.
С каждого такого модуля сигнал идет в микшер, где замешивается с чистым сигналом, а так же на переключатели обратной связи, для создания более глубоких эффектов.
Всю информацию я выкладываю в ознакомительных целях и для привлечения интересующихся людей.
На данный момент прошу поддержать данный проект монетой вот здесь: Поддержать
Среди поддержавших участников проведу конкурс и разыграю готовый прибор: CORON DS8 (Super Huevo Edition)
Так же буду раздавать свободные комплекты плат на DELAYVERB среди самых заинтересованных подписчиков сразу как только получу их.
Страница с проектами на Github: /EugeneCarlo
Группа в ВК со всеми новостями: Mojo by Carlo
Телеграм канал для удобства: Сборка онлайн
Чатик для общения и вопросов: Сборка онлайн чат
Видосы с проектами на ютубе: Евгений Карло
Статьи на хабре: @carlocarlocarlocarlocarlo
Бусти который я никак не оформлю: Boosty by Carlo
Яндекс дзен который никому не нужен: Zen by Carlo
Спасибо, что дочитали до конца, за комменты отдельный респект)
Ушел оформлять проект на Github, там будут выложена более подробная информация:
- О работе каждого блока
- Файлы для самостоятельного заказа плат
- Список комплектующих с ссылками где я заказывал детали
- Подробности по его сборке.
Так что не забывайте ставить звездочку и следить за обновлениями вот здесь: DELAYVERB на Github
My name is Giovanni Giorgio КАВЕР на аналоговом синтезаторе
Название трека: Daft Punk - Giorgio by Moroder
Эдвард Григ и Квартет советских синтезаторов
В Пещере Горного Короля
Сможете найти на картинке цифру среди букв?
Справились? Тогда попробуйте пройти нашу новую игру на внимательность. Приз — награда в профиль на Пикабу: https://pikabu.ru/link/-oD8sjtmAi
Синтезатор Эстрадин Солярис
Былинно-эпосная импровизация