Parallel Sequencer Synth: 17 bước (có hình ảnh)

2025 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2025-01-13 06:58

Đây là hướng dẫn để tạo một trình tự đơn giản. Bộ tuần tự là một thiết bị tạo ra một loạt các bước theo chu kỳ, sau đó điều khiển một bộ dao động. Mỗi bước có thể được gán cho một giai điệu khác nhau và do đó tạo ra các chuỗi hoặc hiệu ứng âm thanh thú vị. Tôi gọi nó là bộ tuần tự song song vì nó không được điều khiển bởi một bộ dao động ở mỗi bước, mà bởi hai bộ dao động cùng một lúc.

Bước 1: Sơ đồ khối

Hãy bắt đầu với sơ đồ khối.

Thiết bị sẽ được cung cấp năng lượng bởi pin 9 volt và bộ điều khiển sẽ giảm điện áp này xuống 5 volt.

Một bộ dao động riêng biệt sẽ tạo ra một tần số thấp, tức là nhịp độ, sẽ đóng vai trò như một đồng hồ cho bộ tuần tự. Có thể điều chỉnh nhịp độ bằng chiết áp.

Trong trình tự sắp xếp, có thể đặt bước đặt lại và chế độ trình tự bằng cách sử dụng các công tắc bật tắt.

Đầu ra của bộ tuần tự sẽ là 4 bước, sau đó sẽ điều khiển hai bộ dao động được kết nối song song, tần số của chúng sẽ được thiết lập bằng chiết áp. Mỗi bước sẽ được thể hiện bằng một đèn LED. Đối với bộ dao động, nó sẽ có thể chuyển đổi giữa hai dải tần số.

Âm lượng đầu ra sẽ được điều chỉnh bởi một chiết áp.

Bước 2: Breadboard

Lần đầu tiên tôi thiết kế mạch trên breadboard. Tôi đã thử một vài phiên bản thay thế của bộ dao động nhịp độ với các mạch khác nhau, cũng như một số cấu hình với bộ tuần tự thập phân hoặc nhị phân với bộ phân kênh. Máy hiện sóng rất hữu ích trong thiết kế cũng như xử lý sự cố.

Bước 3: Sơ đồ

* liên kết đến Sơ đồ hình ảnh HQ

* Nếu bạn thấy không cần thiết phải giải thích sơ đồ, bạn có thể chuyển sang bước tiếp theo - Danh sách bộ phận (BOM)

Nguồn điện từ pin 9V được truyền tới mạch thông qua công tắc chính S1, công tắc này sẽ nằm trên bảng điều khiển. Điện áp xấp xỉ 9V được giảm xuống 5V bằng IC điều chỉnh tuyến tính1. Cũng có thể sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC để giảm điện áp, nhược điểm có thể là nhiễu tần số cao đưa vào hệ thống. Các tụ điện C1, C3, C15 và C16 giúp làm giảm nhiễu và C2 làm dịu điện áp đầu ra.

Bộ dao động nhịp độ / bộ dao động tần số thấp (LFO) được tạo ra bằng cách sử dụng bộ biến tần kích hoạt schmitt IC 40106 (IC2). Chiết áp VR9 cung cấp tần số đầu ra có thể điều chỉnh được. Bằng cách kết hợp C5 và VR9, có thể chọn phạm vi mong muốn (trong trường hợp này là từ khoảng 0,2Hz đến 50Hz). Có thể tăng tần số đầu ra bằng cách chọn một chiết áp VR9 nhỏ hơn hoặc bằng cách giảm giá trị của tụ điện C5. R2 giới hạn dải tần số trên nếu chiết áp được đặt thành khoảng. 0 ohms. Các cổng không sử dụng của IC 40106 phải được nối đất.

Bộ tạo LFO cũng có thể là IC 4093, 555 hoặc bộ khuếch đại hoạt động.

LFO, hoặc tín hiệu đồng hồ, được đưa đến bộ tuần tự thập phân 4017. Đầu vào CLK và RST được bảo đảm chống nhiễu bằng điện trở kéo xuống R39 và R5. Chân ENA phải được gắn với mặt đất để cho phép bộ trình tự chạy. Bộ tuần tự hoạt động như sau: Mỗi khi CLK thay đổi từ thấp đến cao, bộ tuần tự sẽ bật một trong các chân đầu ra theo thứ tự Q0, Q1, Q2… Q9. Chỉ một trong các chân đầu ra Q0 - Q9 luôn hoạt động. Do đó, trình tự lặp lại theo chu kỳ mười trạng thái này. Tuy nhiên, bất kỳ đầu ra nào cũng có thể được kết nối với chân RST để thiết lập lại bộ tuần tự trong bước này. Ví dụ: nếu chúng ta kết nối Q4 với chân RST, trình tự sẽ như sau: (Q) 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3… Tính năng này của IC được sử dụng với công tắc ba vị trí S2, cung cấp 10 bước (vị trí giữa, đặt lại chỉ gắn với mặt đất) hoặc đặt lại về Q4 (4 bước), hoặc đặt lại về chế độ Q6 (6 bước). Vì thiết bị sẽ là bộ tuần tự 4 bước, việc đặt lại IC ở bước 4 sẽ dẫn đến một chuỗi liên tục mà không có thời gian tạm dừng, việc đặt lại IC ở bước 6 sẽ dẫn đến chuỗi 4 bước và tạm dừng 2 bước, và cuối cùng tùy chọn thứ ba sẽ đặt lại IC ở bước 10. Điều này dẫn đến một chuỗi gồm 4 bước và 6 bước tạm dừng. Việc tạm dừng do công tắc S2 cung cấp luôn chỉ được thêm vào sau khi thực hiện xong chuỗi các bước (1234 _, 1234 _… hoặc 1234 _, 1234 _…).

Tuy nhiên, nếu chúng ta muốn thêm khoảng dừng giữa các bước, chúng ta phải tổ chức lại thứ tự mà các bộ dao động sẽ được cấp nguồn. Điều này được thực hiện bởi công tắc S3. Khi được bật ở đúng vị trí, bộ tuần tự hoạt động như mô tả ở trên. Tuy nhiên, nếu nó được chuyển sang phía đối diện (bên trái), bước 4 của bộ tuần tự IC sẽ trở thành đầu vào thứ ba cho bộ dao động và bước 7 trở thành đầu vào thứ tư cho bộ dao động. Do đó, chuỗi sẽ trông như thế này (S2 ở vị trí giữa): 12_3_4_, 12_3_4 _,…

Bảng bên dưới mô tả tất cả các tùy chọn trình tự có thể được tạo bởi cả hai công tắc:

Chuyển đổi vị trí S2	Chuyển đổi vị trí S3	Trình tự tuần hoàn (_ có nghĩa là tạm dừng)
Hướng lên	Hướng lên	1234
Xuống	Hướng lên	1234_
Ở giữa	Hướng lên	1234_
Hướng lên	Xuống	12_3
Xuống	Xuống	12_3_
Ở giữa	Xuống	12_3_4_

Một đèn LED (LED3 đến LED6) được chỉ định cho mỗi bước, để rõ ràng.

Các bộ dao động song song được hình thành trong mạch NE556, ở một cấu hình ổn định. Các tụ điện được chọn bởi công tắc S4 và S5 được sạc và phóng điện qua điện trở R6 và R31 và chiết áp VR1 đến VR8. Bộ tuần tự chuyển đổi các bóng bán dẫn Q1 sang Q8 theo cặp (Q1 và Q5, Q2 và Q6, Q3 và Q7, Q4 và Q8, lặp đi lặp lại) và do đó cho phép các tụ điện được sạc và xả thông qua các chiết áp được đặt khác nhau. Logic bên trong của mạch IC4, dựa trên điện áp của tụ điện, bật và tắt các chân đầu ra (chân 5 và 9). Dải tần số của các bước riêng lẻ có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi giá trị của chiết áp và cũng bằng cách thay đổi giá trị của tụ điện từ C8 đến C13. Giữa mỗi bộ phát và chiết áp tương ứng, một điện trở 1k (R8, R11, R14…) được thêm vào để giới hạn tần số trên. Các điện trở kết nối với đế của bóng bán dẫn (R9, R12, R15…) đảm bảo hoạt động của bóng bán dẫn ở trạng thái bão hòa. Đầu ra của cả hai bộ dao động được kết nối thông qua bộ chia điện áp VR10 (nồi âm lượng) với giắc cắm đầu ra.

Các ký hiệu không được sử dụng: R1, R3, R7, R10, R13, R16, R19, R22, R25, R28, R36, LED1

Bước 4: Danh sách bộ phận (BOM)

• LED 5x
• 1x Giắc cắm âm thanh nổi 6,35
• Chiết áp tuyến tính 1x 100k
• Chiết áp tuyến tính 1x 50k
• Chiết áp tuyến tính 8x 10k
• Tụ gốm 12x 100n
• Điện trở 1x 470R
• Điện trở 2x 100k
• Điện trở 2x 10k
• Điện trở 23x 1k
• Tụ điện 2x 1uF
• Tụ điện 1x 47uF
• Tụ điện 1x 470uF
• Bóng bán dẫn NPN 8x 2N3904
• 1x IC 40106
• 1x IC 4017N
• 1x IC NE556N
• 1x Bộ điều chỉnh tuyến tính 7805
• Công tắc chuyển đổi vị trí 3x 2 vị trí 1 cực
• Công tắc chuyển đổi vị trí 1x 2 vị trí 2 cực
• 1x 3 Vị trí 1 Công tắc Chuyển đổi Cực
• Ban nguyên mẫu
• Dây (24 awg)
• Ổ cắm IC (tùy chọn)
• Pin 9V
• Kẹp pin 9V

Công cụ hàn và chế biến gỗ:

• Sắt hàn
• Hàn hàn
• Kìm
• Đánh dấu
• Đồng hồ vạn năng
• Calibre
• Cái nhíp
• Kìm tuốt dây
• Dây cáp nhựa
• Calibre
• Giấy nhám hoặc tệp kim
• Những cây chổi sơn
• Sơn màu nước

Bước 5: Hộp gỗ

Tôi quyết định chế tạo thiết bị thành một hộp gỗ. Sự lựa chọn là của bạn, bạn có thể sử dụng hộp nhựa hoặc nhôm, hoặc in của riêng bạn bằng cách sử dụng máy in 3D. Tôi đã chọn một chiếc hộp có kích thước 16 x 12,5 x 4,5 cm (khoảng 6,3 x 4,9 x 1,8 in), với một lỗ kéo ra. Tôi nhận được chiếc hộp ở một cửa hàng sở thích ở địa phương, nó được làm bởi KNORR Prandell (liên kết).

Bước 6: Bố trí bộ phận và chuẩn bị cho quá trình khoan

Tôi đã sắp xếp chiết áp, ngăn đựng đá và các loại hạt công tắc trên hộp và sắp xếp chúng theo cách tôi thích. Tôi đã bố trí và sau đó tôi che hộp bằng băng che từ phía trên và từ một bên, nơi sẽ có một lỗ cho giắc cắm 6,35mm. Tôi đánh dấu vị trí của các lỗ và kích thước của chúng trên băng keo.

Bước 7: Khoan

Thành trên của hộp tương đối mỏng, vì vậy tôi khoan từ từ và mở rộng dần các mũi khoan. Sau khi khoan các lỗ, cần phải xử lý chúng bằng giấy nhám hoặc dũa kim.

Bước 8: Lớp nền

Là lớp sơn đầu tiên - lớp sơn nền - tôi áp dụng màu xanh lá cây. Lớp nền sẽ được phủ một lớp màu nâu nhạt và màu cam. Tôi đã sử dụng màu nước. Sau mỗi lớp, tôi để hộp khô trong vài giờ, vì gỗ ngấm đủ nước.

Bước 9: Lớp sơn thứ hai

Tôi áp dụng sự kết hợp của màu nâu nhạt và màu cam nhẹ nhàng cho lớp nền màu xanh lá cây. Tôi trải sơn theo những chuyển động ngang và ở những nơi tôi muốn có được những vết bẩn rõ ràng hơn, tôi bôi ít nước và nhiều sơn hơn (sơn ít loãng hơn).

* Màu sắc trong ảnh ở bước này khác với ảnh khác vì màu trên ảnh chưa khô.

Bước 10: Làm bảng mạch

Tôi quyết định tạo một bảng mạch in trên một bảng phổ thông. Nó nhanh hơn nhiều so với việc chờ đợi một lô hàng pcb sản xuất theo yêu cầu, và như một nguyên mẫu, vậy là đủ. Nếu bất cứ ai quan tâm, tôi cũng có thể tạo và thêm các tệp tin Gerber hoàn chỉnh.

Từ bảng mạch in đa năng, tôi cắt ra một dải hẹp, dài hơn vừa với chiều dài của hộp. Tôi hàn mạch dần dần, trong các phần nhỏ hơn. Tôi đã đánh dấu những nơi mà các dây sẽ được kết nối bằng các vòng tròn màu đen.

Bước 11: Xử lý sự cố và xóa quy trình tạo bảng mạch

Việc không bị lạc khi tạo một bảng mạch in đôi khi rất khó. Tôi đã học được một số thủ thuật giúp ích cho tôi.

Các thành phần được gắn trên bảng hoặc ngoài bảng được đánh dấu bên trong các hình chữ nhật màu xanh lam (đen) trong sơ đồ. Điều này đảm bảo sự rõ ràng trong việc chuẩn bị dây hoặc đầu nối và vị trí của chúng. Do đó, mỗi đường cắt một hình chữ nhật có nghĩa là một dây cần được kết nối sau này.

Cũng hữu ích khi lưu ý các kết nối và cách lắp của những thành phần đã được cài đặt. (Tôi sử dụng bút đánh dấu màu vàng cho điều đó). Điều này sẽ phân biệt rõ ràng những phần và kết nối nào đã tồn tại và những phần nào vẫn cần được thực hiện.

Bước 12: PCB

Đối với những người muốn tạo hoặc đặt hàng pcb, tôi đính kèm tệp.brd. Bảng mạch in có kích thước 127 x 25mm, tôi đã khoét thêm hai lỗ cho vít M3. Bạn có thể tạo các tệp của riêng mình theo định dạng gerber mong muốn.

Bước 13: Gắn các bộ phận vào hộp

Tôi đã lắp và bảo đảm các thành phần sẽ nằm trên bảng điều khiển trên cùng - chiết áp, công tắc, đèn LED và giắc cắm đầu ra. Các đèn LED được đặt trên giá đỡ bằng nhựa, mà tôi đã cố định bằng keo nóng.

Nên bổ sung các núm chiết áp sau để chúng không bị xước khi hàn các tiếp điểm và xử lý hộp.

Bước 14: Đấu dây

Các dây đã được hàn trong các bộ phận. Tôi luôn tước và đóng hộp dây trước khi kết nối chúng với các thành phần trên bảng điều khiển. Tôi tiến hành từ trên xuống dưới để các dây không bị kẹt trong quá trình làm việc và tôi cũng cố định các bó dây bằng dây buộc cáp.

Bước 15: Lắp pin và bo mạch vào bên trong hộp

Tôi đặt bảng mạch bên trong hộp và cách nhiệt nó với bảng điều khiển phía trước bằng một miếng xốp mỏng. Để giữ cho dây cáp không bị cong và giữ chặt mọi thứ, tôi buộc các bó bằng dây buộc cáp. Cuối cùng, tôi kết nối một pin 9V với mạch và đóng hộp.

Bước 16: Gắn núm chiết áp

Bước cuối cùng là lắp các nút vặn vào chiết áp. Thay vì những cái tôi chọn để bố trí các bộ phận, tôi gắn các núm kim loại, màu đen bạc. Nhìn chung, tôi thích nó hơn những chiếc nhựa, với màu vàng sáng mờ.

Bước 17: Dự án hoàn thành

Hệ thống trình tự trình tự song song hiện đã hoàn tất. Có rất nhiều niềm vui khi tạo ra các hiệu ứng âm thanh khác nhau.

Giữ gìn sức khỏe và an toàn.

Á quân trong Thử thách âm thanh 2020