سینت سایزر/اندام عالی آنالوگ با استفاده از تنها اجزای مجزا: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

سینت سایزرهای آنالوگ بسیار جالب هستند ، اما ساخت آنها نیز بسیار دشوار است.

بنابراین من می خواستم یکی را تا آنجا که می تواند ساده کنم ، بنابراین عملکرد آن به راحتی قابل درک است.

برای کارکرد آن ، به چند زیر مدار اصلی نیاز دارید: یک نوسان ساز ساده با فرکانس نوسان قابل انتخاب مقاومت ، برخی کلیدها و یک مدار تقویت کننده اصلی.

اگر از پدهای رسانا به جای دکمه های فشاری برای کلیدها استفاده می کنید ، می توانید نسخه بسیار عالی خود را تهیه کنید

استایلوفون!

در این دستورالعمل نحوه ساخت آن را یاد می گیریم و نحوه عملکرد آن را یاد می گیریم.

این برنامه آموزشی برای علاقمندان به وسایل الکترونیکی مبتدی تا متوسط طراحی شده است.

مرحله 1: ابزارهای مورد نیاز

شما به آهن لحیم کاری و چند تخته نمونه نیاز دارید ، یا می توانید آن را روی تخته نان جمع کنید.

اگر کمی پیشرفته تر هستید ، من فایل هایی را برای حکاکی PCB خود ارائه می کنم.

مرحله 2: شروع با نوسان ساز

قلب سینت سایزر یک مدار مولتی ویبراتور Astable است که با تقویت کننده عملیاتی ساخته شده است. در اینترنت مشتقات بسیار طولانی و مفصلی از عملکرد آن پیدا خواهید کرد ، اما من سعی می کنم کارکرد آن را به روشی ساده تر توضیح دهم.

نوسان ساز از چند مقاومت و یک خازن تشکیل شده است.

مدار مقایسه کننده op-amp به عنوان یک ماشه Schmitt پیکربندی شده است که از بازخورد مثبت ارائه شده توسط مقاومت R1 و R2 برای ایجاد پسماند استفاده می کند. این شبکه مقاومتی بین خروجی تقویت کننده ها و ورودی غیر معکوس (+) متصل است. هنگامی که Vo (ولتاژ خروجی) در ریل منبع تغذیه اشباع می شود ، یک ولتاژ مثبت به ورودی غیر وارونه op-amp اعمال می شود. به همین ترتیب ، هنگامی که Vo به ریل منبع تغذیه منفی اشباع می شود ، یک ولتاژ منفی به ورودی غیر وارونه op-amp اعمال می شود.

این ولتاژ به آرامی خازن را در (-) ورودی از طریق مقاومت Rf شارژ و تخلیه می کند. بگذارید بگوییم که با خروجی op-amps در ولتاژ اشباع مثبت (+Vsat) شروع می کنیم. خازن در حال شارژ شدن است و ولتاژ آن (Vc) به آرامی در حال افزایش است. در زمان متوسط R1 و R2 با ولتاژ خروجی (Vdiv) تقسیم کننده ولتاژ را با مقدار پایدار در جایی بین ولتاژ اشباع خروجی (+Vsat) و 0V تشکیل می دهند. هنگامی که ولتاژ خازن از ولتاژ تقسیم کننده ولتاژ R1 و R2 بیشتر شود ، op-amp حالت خود را به ولتاژ اشباع منفی (-Vsat) وارونه می کند. سپس خازن از طریق مقاومت Rf تخلیه می شود تا زمانی که ولتاژ (Vc) آن کمتر از ولتاژ تقسیم R1 و R2 (Vdiv) باشد. سپس دوباره حالت خود را به حالت اولیه (+Vsat) برمی گرداند. و غیره و غیره.

این در واقع ولتاژ خروجی ولتاژ موج مربعی نوسان ساز را تولید می کند و اگر فرکانس مناسبی داشته باشد ، یک صدای قابل شنیدن تولید می کند.

مرحله 3: محاسبه فرکانس ها

فرکانس نوسان ساز را می توان از طریق معادله در تصویر بالا محاسبه کرد.

شما می توانید این سینت را هرطور که دوست دارید تنظیم کنید.

من می خواستم آن را در مقیاس C عمده تنظیم کنم - همه کلیدهای سفید روی پیانو. به این ترتیب ، هیچ آهنگ "اشتباه" وجود ندارد و بازی برای بچه ها آسان است.

بنابراین من به صورت آنلاین لیست فرکانس های مربوط به تن های خاص را جستجو کردم و تصمیم گرفتم این مورد را از C4 به نت C5 تنظیم کنم.

من محاسبه مقاومت مورد نیاز را انجام دادم. من آن را فانتزی انجام دادم و آن را با Matlab (Octave) محاسبه کردم.

برای تقسیم بندی مقاومت R1 و R2 ، مقاومتهای 22k اهم ، برای خازن درپوش 100nF را انتخاب کردم.

در صورتی که خیلی تنبل هستید و نمی توانید این کار را با ماشین حساب با دست انجام دهید ، در اینجا آمده است. یا فقط می توانید از معادله برگردانده شده برای محاسبه مقاومت دستی استفاده کنید.

R1 = 220e3 ؛ R2 = 220e3 ؛

lambda = R1/(R1+R2) ؛

C = 100e-9 ؛

f = [261.63 293.66 329.63 349.23 392 440 493.88 523.25] ؛ ٪ لیست فرکانس ها

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

در اینجا نتایج:

C4 = 17395 اهم

D4 = 15498 اهم

E4 = 13806 اهم

F4 = 13032 اهم

G4 = 11610 اهم

A4 = 10343 اهم

B4 = 9215 اهم

C5 = 8697 اهم

البته من باید مقادیر را به نزدیکترین مقادیر مقاومت گرد کنم. من از سری مقاومت استاندارد E12 استفاده کردم که بیشتر در جعبه قطعات سرگرمی یافت می شود. از آنجا که سری مقاومت E12 بسیار درشت است ، من از 2 مقاومت به صورت سری برای هر مقدار استفاده کردم تا به مقاومت مورد نظر نزدیک شوم و سنتز در این حالت هماهنگ تر خواهد بود.

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

E4 = 8.2k + 5.6k اهم

F4 = 12k + 1k اهم

G4 = 4.7k + 6.8k اهم

A4 = 10k + 330 اهم

B4 = 8.2k + 1k اهم

C5 = 8.2k + 470 اهم

مرحله 4: شماتیک نوسان ساز نهایی

در اینجا شماتیک قسمت نوسان ساز است.

با استفاده از کلیدهای جداگانه ، مقاومت مورد نظر را انتخاب می کنید و تن مورد نظر تولید می شود.

این شماتیک توضیح می دهد که چرا هنگام فشردن چندین کلید به طور همزمان ، صداهایی با صدای بلند دریافت می کنید. با فشردن چند کلید همزمان ، شاخه های بیشتری از مقاومت ها را به صورت موازی به هم متصل می کنید و به طور موازی آنها را به طور موازی متصل می کنید و مقاومت کلی را کاهش می دهید. مقاومت کمتر باعث ایجاد صدای بلندتر می شود.

مرحله 5: تقویت کننده بلندگو

تقویت کننده بلندگو را می توان حتی ساده تر انجام داد ، اما من تصمیم گرفتم یک مرحله تقویت کننده کلاس AB واقعی بسازم.

مرحله شامل ترانزیستورهای PNP و NPN ، خازن های اتصال و دو مقاومت و دیودهای بایاس است.

بسیار اساسی است اما خوب کار می کند.

در جلوی مرحله تقویت کننده یک پتانسیومتر لگاریتمی (صوتی) 100k برای تنظیم صدا قرار دادم.

از آنجا که پتانسیومتر به تنهایی در مدار نوسان ساز را از بین می برد (مقاومت اضافی) ، من یک بافر op-amp در جلو زدم که مقاومت ورودی بالا را برای مدار مقابل و امپدانس کم مدارها را بعد از آن نشان می دهد. آی تی.

اساساً بافر یک تقویت کننده با افزایش 1 است.

آپامی که من استفاده می کنم TL072 است که دارای دو مدار تقویت کننده است ، بنابراین این تنها چیزی است که ما نیاز داریم.

مرحله 6: وسایل کمکی

در سمت چپ تصویر هدرهای اتصال ورودی وجود دارد که منبع تغذیه را در آن وصل می کنید.

پس از آنها دو دیود وجود دارد که مدار را برای اتصال تصادفی منبع تغذیه قطبی اشتباه محافظت می کند.

من همچنین دو LED برای نشان دادن وجود هر خط برق اضافه کردم.

مرحله 7: طرح کلی

در اینجا شماتیک به پایان رسیده است.

مرحله 8: منبع تغذیه

مدار نیاز به منبع تغذیه متقارن دارد.

شما به +12V و -12V احتیاج دارید (9V نیز کار می کند).

من از منبع تغذیه قدیمی چاپگر جوهر افشان شکسته استفاده کردم ، زیرا دارای ریل +12V و -12V بود (به عکسها مراجعه کنید)

اما می توانید با استفاده از شماتیک بالا منبع تغذیه متقارن +12 ولت را از یک منبع تغذیه 24 ولت تهیه کنید.

اما فقط فراموش نکنید که هیت سینک را روی رگولاتور 7812 نصب کنید.

یا می توانید در سری دو منبع تغذیه جداگانه 12 ولت متصل کنید.

مرحله 9: PCB

اگر دوست دارید PCB های خود را حک کنید ، می توانید فایل را برای چاپ در اینجا پیدا کنید. من برای کلیدها از دکمه های 10x10 میلی متر استفاده کردم.

بسیاری از مردم می خواستند بدانند از کجا می توان دکمه هایی با کلاه بزرگ زیبا پیدا کرد. در اینجا من موفق شدم دکمه های مشابهی را پیدا کنم که می توانید برای صفحه کلید استفاده کنید:

www.banggood.com/custlink/GvDmqJEpth

آنها همچنین باید روی یک تخته نان قرار بگیرند!

این پیوند وابسته است - شما هزینه مشابه پیوند را پرداخت می کنید ، اما من کمیسیون کمی دریافت می کنم تا بتوانم اجزای بیشتری را برای پروژه های آینده خریداری کنم:)

برای انتخاب خازن ، هدر را لحیم کردم تا بتوانم سریع خازن ها را تغییر دهم.

از طرف دیگر ، مدار به اندازه کافی ساده است تا بتوانید آن را روی تخته نان یا یک تخته لحیم نمونه اولیه جمع آوری کنید. حتی کار کردن و تعویض اجزا برای جلوه های مختلف بسیار ساده تر خواهد بود.

برای بلندگو من یک بلندگوی داخلی داخلی قدیمی را بازیافت کردم ، یک محفظه چاپ سه بعدی ساده برای آن تهیه کردم.

مرحله 10: انجام شد

در حال حاضر synth شما تمام شده است و باید چند آهنگ فوق العاده با آن پخش کنید!

امیدوارم از مطالب آموزشی لذت برده باشید با خیال راحت سایر دستورالعمل ها و فیلم های یوتیوب من را بررسی کنید!

می توانید مرا در فیس بوک و اینستاگرام دنبال کنید

www.instagram.com/jt_makes_it

برای خرابکارهایی که در حال حاضر روی آن کار می کنم ، در پشت صحنه و سایر موارد اضافی!