Sintetizues/Organ i mrekullueshëm analog duke përdorur vetëm përbërës diskret: 10 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Sintetizuesit analoge janë shumë të lezetshëm, por gjithashtu mjaft të vështirë për tu bërë.

Kështu që unë doja ta bëja një sa më të thjeshtë, në mënyrë që funksionimi i tij të jetë lehtësisht i kuptueshëm.

Që të funksionojë, keni nevojë për disa nën-qarqe bazë: Një oshilator i thjeshtë me frekuencë lëkundëse të zgjedhur me rezistencë, disa çelësa dhe një qark bazë amplifikatori.

Nëse përdorni disa jastëkë përçues në vend të butonave të shtypjes për çelësat, mund ta bëni versionin tuaj shumë të lezetshëm

Stilofon!

Në këtë udhëzues do të mësojmë se si ta bëjmë atë dhe do të mësojmë se si funksionon.

Udhëzimi ka për qëllim entuziastët elektronikë fillestarë dhe të ndërmjetëm.

Hapi 1: Mjetet e nevojshme

Ju do të keni nevojë për një hekur bashkues dhe disa dërrasa prototipi, ose mund ta mblidhni në dërrasën e bukës.

Nëse jeni pak më të avancuar, unë do të siguroj skedarë për të gdhendur PCB -në tuaj.

Hapi 2: Fillimi me një oshilator

Zemra e sintetizuesit është një qark Astiv Multivibrator i bërë me një përforcues operacional. Në internet do të gjeni derivate shumë të gjata dhe të detajuara të funksionimit të tij, por unë do të përpiqem të shpjegoj funksionimin e tij në një mënyrë më të thjeshtë.

Lëkundësi përbëhet nga disa rezistorë dhe një kondensator.

Qarku krahasues op-amp është konfiguruar si një shkas Schmitt që përdor reagime pozitive të dhëna nga rezistorët R1 dhe R2 për të gjeneruar histerezë. Ky rrjet rezistues është i lidhur midis daljes së amplifikatorëve dhe hyrjes jo-përmbysëse (+). Kur Vo (tensioni i daljes) është i ngopur në hekurudhën e furnizimit pozitiv, një tension pozitiv aplikohet në hyrjen jo-përmbysëse të op-amps. Po kështu, kur Vo është e ngopur me hekurudhën e furnizimit negativ, një tension negativ aplikohet në hyrjen jo-përmbysëse të op-amps.

Ky tension ngadalë ngarkon dhe shkarkon kondensatorin në hyrjen (-) përmes rezistencës Rf. Le të themi se fillojmë me daljen op-amps me tension pozitiv të ngopjes (+Vsat). Kondensatori po ngarkohet dhe tensioni i tij (Vc) ngadalë rritet. Në kohën mesatare R1 dhe R2 formojnë një ndarës të tensionit me daljen e tij të tensionit (Vdiv) në një vlerë të qëndrueshme diku midis tensionit të ngopjes së daljes (+Vsat) dhe 0V. Kur tensioni i kondensatorit tejkalon tensionin e ndarësit të tensionit R1 dhe R2, op-amp përmbys gjendjen e tij në tension negativ të ngopjes (-Vsat). Pastaj kondensatori po shkarkohet përmes rezistencës Rf derisa tensioni i tij (Vc) të jetë më i ulët se tensioni i ndarësve R1 dhe R2 (Vdiv). Pastaj përsëri e kthen gjendjen në gjendjen fillestare (+Vsat). Dhe kështu me radhë.

Kjo në fakt prodhon tension dalës të valës katrore të tensionit të oshilatorit dhe nëse është me frekuencën e duhur, prodhon një ton të dëgjueshëm.

Hapi 3: Llogaritja e Frekuencave

Frekuenca e oshilatorit mund të llogaritet përmes ekuacionit në figurën e mësipërme.

Ju mund ta rregulloni këtë sintetikë çfarë të doni.

Doja ta akordoja në shkallë C major - të gjithë çelësat e bardhë në piano. Në këtë mënyrë, nuk ka tone "të gabuara" dhe është e lehtë të luash për fëmijët.

Kështu që unë kërkova në internet listën e frekuencave për tonet specifike dhe vendosa ta akordoj atë nga shënimi C4 në shënimin C5.

Kam bërë llogaritjet për rezistencën e nevojshme. E bëra bukur dhe e llogarita me Matlab (Octave).

Për ndarësin e rezistencës R1 dhe R2 zgjodha rezistencë 22k ohm, për kondensatorin zgjodha kapakun 100nF.

Këtu është kodi nëse jeni shumë dembel për ta bërë atë me dorë me një kalkulator. Ose thjesht mund të përdorni ekuacionin e kthyer për llogaritjen e rezistencës manuale.

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]; %lista e frekuencave

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

Këtu janë rezultatet:

C4 = 17395 اهم

D4 = 15498 ohm

E4 = 13806 Ohm

F4 = 13032 ohm

G4 = 11610 Ohm

A4 = 10343 اهم

B4 = 9215 Ohm

C5 = 8697 اهم

Sigurisht që më duhej të rrumbullakosja vlerat në vlerat më të afërta të rezistencës. Kam përdorur seri standarde të rezistencës E12, e cila gjendet më shpesh në kutinë e pjesëve të hobi. Për shkak se seria e rezistencës E12 është mjaft e trashë, unë përdor 2 rezistencë në seri për secilën vlerë në mënyrë që të afrohem me rezistencën e dëshiruar dhe sintetika do të jetë më e harmonizuar në këtë mënyrë.

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

E4 = 8.2k + 5.6k اهم

F4 = 12k + 1k اهم

G4 = 4.7k + 6.8k اهم

A4 = 10k + 330 Ohm

B4 = 8.2k + 1k اهم

C5 = 8.2k + 470 ohm

Hapi 4: Skema e lëkundësve të përfunduar

Këtu është skema për pjesën e oshilatorit.

Me çelësat individualë, ju zgjidhni rezistencën e dëshiruar dhe toni i dëshiruar prodhohet.

Kjo skemë shpjegon pse ju merrni tinguj me zë të lartë kur shtypni butona të shumtë në të njëjtën kohë. Duke shtypur shumë çelësa në të njëjtën kohë, ju lidhni më shumë degë të rezistorëve paralelisht dhe i lidhni ato në mënyrë efektive paralelisht, duke zvogëluar rezistencën totale. Rezistenca më e ulët prodhon ton më të lartë.

Hapi 5: Përforcuesi i altoparlantit

Përforcuesi i altoparlantit mund të bëhet edhe më i thjeshtë, por vendosa të bëj një fazë të vërtetë të amplifikatorit të klasës AB.

Faza përbëhet nga transistorë PNP dhe NPN, kondensatorë bashkues dhe dy rezistorë dhe diodë paragjykues.

Shumë themelore, por funksionon mirë.

Përpara fazës së amplifikatorit vendosa një potenciometër logaritmik (audio) 100k për rregullimin e volumit.

Për shkak se potenciometri më vete në qark do të çaktivizonte oshilatorin (rezistencë e shtuar), unë godita një tampon op-amp para tij i cili prezanton rezistencë të lartë hyrëse për qarkun para tij dhe rezistencë të ulët për qarqet pas ajo

Në thelb një tampon është një përforcues me një fitim prej 1.

Opamp që po përdor është TL072 i cili ka dy qarqe përforcues në të, kështu që kjo është gjithçka që na nevojitet.

Hapi 6: Gjëra ndihmëse

Në anën e majtë të figurës ka tituj lidhës hyrës, ku lidhni furnizimin me energji.

Ato ndiqen nga dy dioda të cilat mbrojnë qarkun për lidhje aksidentale të furnizimit me energji të polaritetit të gabuar.

Shtova gjithashtu dy LED për të treguar praninë e secilës linjë elektrike.

Hapi 7: Skema e plotë

Këtu është skema e përfunduar.

Hapi 8: Furnizimi me energji elektrike

Qarku kërkon furnizim simetrik të energjisë.

Keni nevojë për +12V dhe -12V (9V gjithashtu do të funksiononte).

Kam përdorur një furnizim të vjetër me energji elektrike nga një printer inkjet i prishur, pasi kishte shina +12V dhe -12V (shiko fotot)

Por gjithashtu mund të bëni një furnizim simetrik +-12V të energjisë nga një i vetëm 24V duke përdorur skemën e mësipërme.

Por thjesht mos harroni të montoni një heatsink në rregullatorin 7812.

Ose mund të lidhni në seri dy furnizues të izoluar të energjisë 12V.

Hapi 9: PCB

Nëse ju pëlqen të gdhendni PCB -të tuaja, mund ta gjeni skedarin për printim këtu. Kam përdorur butona 10x10mm për çelësat.

Shumë njerëz donin të dinin se ku të gjenin butona me një kapak të madh të bukur. Këtu kam arritur të gjej butona të ngjashëm që mund të përdorni për tastierën:

www.banggood.com/custlink/GvDmqJEpth

Ata gjithashtu duhet të përshtaten në një dërrasë buke!

Kjo është lidhje filiale - ju paguani të njëjtin çmim si pa lidhje, por unë marr një komision të vogël në mënyrë që të blej më shumë komponentë për projektet që vijnë:)

Për përzgjedhësin e kondensatorit, bashkova kokën në mënyrë që të ndryshoj shpejt kondensatorët.

Nga ana tjetër, qarku është mjaft i thjeshtë në mënyrë që ta montoni atë në dërrasën e bukës ose në një tabelë bashkimi prototipi. Do të ishte edhe më e lehtë të ndërhyje dhe të shkëmbeje përbërësit për efekte të ndryshme.

Për altoparlantin kam ricikluar një altoparlant të vjetër të brendshëm të PC, kam bërë një mbyllje të thjeshtë të printuar 3D për të.

Hapi 10: U krye

Tani sintetika juaj ka mbaruar dhe ju duhet të luani disa këngë të mrekullueshme me të!

Shpresoj se ju ka pëlqyer udhëzimi. Mos ngurroni të kontrolloni udhëzimet e mia të tjera udhëzuese dhe videot në youtube!

Mund të më ndiqni në Facebook dhe Instagram

www.instagram.com/jt_makes_it

për spoilerët në atë që po punoj aktualisht, prapa skenave dhe ekstra të tjera!