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
- Блог в ТГ
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!