Zynthian: Nền tảng Synth mở (Zynthian Basic KIT V2): 19 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Zynthian là một dự án mở với mục tiêu tạo ra một Nền tảng Synth Mở dựa trên Phần mềm Miễn phí và Thông số kỹ thuật & Thiết kế Phần cứng Mở (khi có sẵn). Đó là một dự án hướng tới cộng đồng.

Quân nhu

Hướng dẫn này dựa trên Zynthian Basic Kit v2, có thể tìm thấy trong Zynthian Shop.

Các KIT khác cũng có sẵn nếu bạn là một nhạc sĩ hoặc người đam mê và kỹ năng điện tử của bạn còn hạn chế. Hãy xem các trường hợp thành công.

Bước 1: Hóa đơn Nguyên vật liệu, Kỹ năng cần thiết và Công cụ

Hóa đơn nguyên vật liệu

• Zynthian Basic Kit (PCB tùy chỉnh, bộ phận điện tử, hệ thống dây điện và nút bấm)
• Bộ trường hợp
• Raspberry Pi 3 (hoặc Raspberry Pi 2)
• HifiBerry DAC + souncard
• Màn hình cảm ứng OzzMaker PiScreen 3.5"
• Bộ đổi nguồn cho Raspberry Pi (5.1v 2.4A với đầu nối microUSB)
• Thẻ SD 16GB (một thẻ tốt, xin vui lòng!)

Kỹ năng cần thiết

Để xây dựng phần cứng, bạn nên có các năng lực cơ bản sau:

• Hàn
• Hiểu biết cơ bản về cách đọc sơ đồ mạch điện tử cơ bản
• Cảm giác thích thú khi làm việc với phần cứng và bộ phận điện tử

Công cụ

Và đây là danh sách các công cụ cần thiết và được đề xuất:

• Hàn sắt
• Hàn thiếc
• Kìm cắt dây
• Kìm nhỏ
• Tua vít Philips
• Cờ lê, cho đai ốc chiết áp (khuyến nghị)
• Giá đỡ PCB để hàn (rất khuyến khích!)
• Bàn chải sắt nhỏ (rất khuyến khích!)
• Kính lúp (khuyến nghị)
• Một phó (khuyến nghị)
• Cưa tay kim loại (khuyến nghị)
• Đồng hồ vạn năng (được khuyến nghị!)

Bước 2: Lắp ráp các mô-đun điều khiển

Bộ mô-đun điều khiển bao gồm:

• 4 x bộ điều khiển PCB
• 4 x bộ mã hóa quay với công tắc (PEC11R-4215K-S0024)
• 4 x tụ điện gốm 100nF (C1)
• 8 x tụ điện gốm 10nF (c2, c3)
• Đầu nối góc đực 4 x 4 chân JST

Các thành phần này được sử dụng để xây dựng 4 mô-đun bộ điều khiển tạo thành phía đầu vào của Giao diện người dùng Zynthian vật lý. Mỗi bộ điều khiển nhúng một bộ mã hóa quay tăng dần và một công tắc, vì vậy cần 4 dây (A, B, SW, GND) để kết nối nó.

Đây là các bước để xây dựng một mô-đun:

1. Uốn cong các tab bảo vệ của bộ mã hóa thành 75º, vì vậy bạn có thể chèn nó vào mặt sau của PCB (phía có nhãn!). Vui lòng rất cẩn thận khi uốn cong các tab vì vỏ bộ mã hóa khá mỏng và có thể bị biến dạng. Tôi khuyên bạn nên sử dụng một kìm nhỏ và không đạt đến 90º.
2. Đặt tụ điện 100nF ở vị trí C1 (bên phải nhất!). Điều này là để gỡ lỗi công tắc đẩy (SW).
3. Đặt các tụ điện 2 x 10nF ở các vị trí C2 và C3. Đây là để gỡ lỗi các tiếp điểm bộ mã hóa quay (A, B).
4. Hàn bộ mã hóa và tụ điện cẩn thận.
5. Đặt đầu nối JST ở mặt dưới của PCB, với các chân góc hướng vào trong (xem ảnh!)
6. Hàn đầu nối JST cẩn thận.
7. Sử dụng kìm để đóng các tab của bộ mã hóa lại, cố gắng "bắt" PCB.

Bạn phải xây dựng 4 mô-đun điều khiển, vì vậy bạn phải lặp lại các bước 4 lần.

Bước 3: Lắp ráp mô-đun tất cả trong một

Bộ mô-đun Tất cả trong Một bao gồm:

• 1 x PCB tất cả trong một
• 1 x GPIO-expander MCP23017 => IC 28 chân
• 3 x bộ ghép quang H11L1 (OC1, OC2, OC3) => IC 6 chân
• 3 x diode 1N4148 (D1, D3, D4)
• 1 x diode 1N5819 (D2)
• 3 x điện trở 1K (R3, R4, R9) => nâu-đen-đỏ (*)
• 1 x điện trở 10K (R10) => nâu-đen-cam (*)
• 1 x điện trở 100 (R1) => nâu-đen-nâu (*)
• 2 x điện trở 4K7 (R5, R7) => vàng-tím-đỏ (*)
• 3 x điện trở 470 (R2, R6, R8) => vàng-tím-nâu (*)
• 4 x tụ điện gốm 100nF (C1, C2, C3, C4)
• Đầu nối JST nam 7 x 4 chân
• 1 x đầu nối nam hàng đôi 40 chân

(*) Đọc từ trái sang phải với vòng sai số (vàng hoặc bạc) ở bên phải.

Đây là các bước để xây dựng mô-đun Tất cả trong Một:

1. Đặt các thành phần thụ động (điện trở và tụ điện) ở phía trên của PCB (phía có nhãn!).
2. Hàn các thành phần một cách cẩn thận. Luôn luôn tránh quá nóng!
3. Đặt các IC và điốt ở phía trên của PCB (phía có nhãn!). Hãy chú ý đến định hướng của các thành phần này !!
4. Hàn các thành phần một cách cẩn thận. Luôn luôn tránh quá nóng! (*)
5. Đặt các đầu nối vào mặt sau của PCB (phía có nhãn!).
6. Hàn các thành phần một cách cẩn thận. Luôn luôn tránh quá nóng! (*)

(*) Bạn có thể sử dụng một số băng dính để cố định các thành phần trong khi hàn, đặc biệt cho IC và đầu nối.

Bước 4: Tinh chỉnh HifiBerry DAC + Soundcard

Nếu bạn đang sử dụng HifiBerry DAC + soundcard (cũng là phiên bản lite & pro), bạn nên thêm 2 đầu nối phụ vào bo mạch:

• Đầu nối GPIO nam 40 chân hàng, để kết nối cáp bus ruy-băng chính
• Đầu nối tiêu đề 3 chân, để kết nối các đầu nối Jack đầu ra âm thanh bổ sung

Cả hai đầu nối phải được đặt ở mặt trên của bo mạch, vì vậy bạn nên hàn các điểm tiếp xúc ở mặt dưới cùng.

CẢNH BÁO! Việc hàn đầu nối 40 chân lớn có thể khó khăn nếu bạn không có đủ thực hành.

Bước 5: Tinh chỉnh màn hình cảm ứng OzzMaker PiScreen 3.5 '

Màn hình cảm ứng OzzMaker PiScreen 3.5 'tiêu chuẩn có 2 đầu nối: một đầu nối cái sẵn sàng để kết nối màn hình như một chiếc mũ và một đầu nối nam được đặt ở bên cạnh. Vỏ nhôm chính thức và cáp ruy-băng được thiết kế cho đầu nối nam bên. Đầu nối cái có thể gây khó chịu và nên được tháo ra để đóng hộp tốt hơn.

Nếu bạn nhận được PiScreen của mình từ bộ "Bundle-All", có lẽ bạn không có đầu nối nữ phiền phức này, vì vậy bạn thật may mắn và không cần phải làm gì ở đây. Nếu bạn có nó, sau đó lấy cưa và tháo đầu nối một cách cẩn thận.

Các Soundcard và Màn hình khác Nếu bạn đang sử dụng một soundcard hoặc màn hình khác, bạn sẽ phải xem cách tốt nhất để tích hợp nó.

Bước 6: Xây dựng các kết nối MIDI-IN / OUT / THRU

Trước khi lắp các đầu nối MIDI-IN / OUT / THRU vào thùng máy, chúng tôi sẽ hàn các dây cần thiết cho phép kết nối nó với mạch Tất cả trong một bằng đầu nối JST. Làm theo cách đó khá thoải mái hơn là cố gắng hàn bên trong vỏ với tất cả các dây lộn xộn.

Dây kết nối JST

• JST White (1) => Cực dương của LED (dây đỏ / dây dẫn dài của LED)
• JST Yellow (2) => Cathode của LED (dây đen / dây dẫn ngắn của LED)
• JST Black (3) => chân 5 của đầu nối MIDI
• JST Red (4) => chân 4 của đầu nối MIDI

Nếu bạn muốn (tôi thực sự khuyên bạn nên làm điều đó!), Bạn có thể bảo vệ các điểm tiếp xúc bằng cách sử dụng ống tay co nhiệt (miếng tay áo màu đỏ trong ảnh). Trong trường hợp đó, hãy nhớ chèn các miếng tay áo trước khi hàn;-)

Bước 7: Xây dựng các đầu nối âm thanh đầu ra JACK

Tương tự như vậy, trước khi lắp các đầu nối Jack vào thùng máy chúng ta sẽ hàn các dây cần thiết. Bạn cũng có thể sử dụng ống tay co nhiệt.

Bước 8: Gắn đèn LED hoạt động MIDI

Chèn 3 LEDS vào các lỗ của hộp đựng. Bạn có thể muốn đẩy đèn LED bằng thứ gì đó cứng hơn ngón tay của bạn. Tay cầm của tuốc nơ vít có thể ổn.

Khi hoàn tất, bạn phải hàn 2 dây LED (đỏ / đen) với 2 dây dự phòng trên dây MIDI JST (trắng / vàng). Sự phân cực rất quan trọng, vì vậy đừng vượt qua các dây:

• JST Dây trắng (1) => Cực dương của LED (dây đỏ / dây dẫn dài của LED)
• JST Dây vàng (2) => Cathode của LED (dây đen / dây dẫn ngắn của LED)

Sau khi hàn tất cả 3 đèn LED, bạn có thể muốn bảo vệ kết nối bằng ống co nhiệt, băng dính hoặc keo nóng chảy.

Bước 9: Gắn vỏ (tùy chọn)

Nếu bạn sử dụng Bộ vỏ nhôm Zynthian tương thích với Zynthian Basic Kit v2, bạn có thể làm theo các bước tiếp theo (bạn sẽ tìm thấy các bước chi tiết tại đây):

Lắp ráp khối máy tính chính Khối máy tính chính được cấu tạo bởi RBPi và card âm thanh HifiBerry.

Bảo mật khối máy tính chính Sau khi lắp ráp khối máy tính chính, bạn nên gắn nó vào hộp. Sử dụng 4 bu lông M2.5 màu đen

Bảo vệ mô-đun Tất cả trong Một Cố định mô-đun Tất cả trong Một vào vỏ bằng cách sử dụng 4 x dải phân cách và 8 x bu lông M2.5.

Giữ chặt các đầu nối Jack Đặt các vòng ở mặt ngoài của vỏ để tránh làm hỏng bề mặt vỏ khi bạn siết chặt các đai ốc.

Bảo vệ các đầu nối MIDI-IN / OUT / THRU

Chỉ cần lắp đầu nối với dây JST từ mặt ngoài của vỏ và đai ốc từ mặt trong. Một cặp kìm có thể hữu ích để thắt chặt.

Gắn đèn LED hoạt động MIDI (mô tả ở trên)

Bảo vệ màn hình

Nó bao gồm 4 bu lông, 4 đai ốc và 4 bộ tách nylon. Trước khi cố định màn hình, đừng quên tháo tấm nhựa bảo vệ.

Cố định 4 mô-đun bộ điều khiển vào vỏ hộp bằng cách sử dụng 4 bu lông và vòng đệm được gắn vào mỗi bộ mã hóa quay. QUAN TRỌNG: Để tránh các sự cố khi đóng vỏ, tôi khuyên bạn nên gắn các mô-đun bộ điều khiển với các đầu nối đối diện nhau.

Chèn các nút Bạn nên lắp các nút vào bộ mã hóa trước khi đóng vỏ. Điều này sẽ tránh ép buộc các bộ mã hóa quá nhiều vì nếu không, bạn có thể phá vỡ chúng.

Bước 10: Kết nối Bus Ribbon chính

Kết nối cáp Bus ruy-băng chính với đầu cắm 40 chân của RBPi và cả với mô-đun Tất cả trong một

Bước 11: Kết nối bộ điều khiển trên Tất cả trong một

Kết nối 4 cáp JST đôi với 4 đầu nối bộ điều khiển trên mô-đun Tất cả trong một (CTRL1, CTRL2, CTRL3, CTRL4)

Bước 12: Kết nối MIDI

Kết nối 2 cáp JST từ đầu nối MIDI với đầu nối MIDI-IN, MIDI-OUT và MIDI-THRU trên mô-đun Tất cả trong một.

Bước 13: Kết nối 4 mô-đun điều khiển X

Kết nối 4 x Mô-đun Bộ điều khiển theo cách đánh số bên phải: từ trên xuống dưới và từ trái sang phải.

Bước 14: Kết nối Jack Connector

Kết nối đầu nối Jack với đầu nối âm thanh đầu ra đặc biệt trên card âm thanh HifiBerry. Đó là đầu nối JST 3 chân mà bạn đã hàn trước đó.

Bước 15: Kết nối màn hình

Và cuối cùng, kết nối đầu nối 26 chân của dải băng với đầu nối phía nam của Màn hình. Đặt sự chú ý vào định hướng. Dây màu đỏ phải là chân 1 được đánh dấu trên bề mặt PCB của màn hình.

Bước 16: Kiểm tra kỹ việc Lắp ráp và Đi dây của Bộ phận

Rất dễ mắc lỗi trong khi lắp ráp các bộ phận hoặc kết nối dây điện. Một số lỗi có thể gây nguy hiểm cho các thành phần điện tử (đoản mạch, một số kết hợp dây dẫn xấu cụ thể) vì vậy tốt hơn hết hãy đảm bảo rằng mọi thứ đã được lắp ráp và kết nối chính xác.

Đặc biệt chú ý đến kết nối bus ruy-băng và xác minh rằng dây màu đỏ nằm trên chân 1 cho mọi đầu nối. Ngoài ra, hãy chú ý đến các đầu nối giắc cắm âm thanh và kiểm tra xem chúng có được kết nối chính xác với card âm thanh Hifiberry hay không.

Bước 17: Khởi động đầu tiên

Khi bạn chắc chắn rằng mọi thứ đã ở đúng vị trí của nó, đã đến lúc khởi động máy, vì vậy:

1. Lắp thẻ SD với hình ảnh zynthian đã sẵn sàng để chạy. Nếu bạn chưa có, hãy đọc phần này. Bạn có thể lắp thẻ SD qua "cửa sổ" ở phía dưới cùng của hộp đựng. Ngoài ra, nếu trường hợp vẫn còn mở, bạn có thể làm điều đó từ trên xuống.
2. Cắm đầu nối nguồn mini-usb. Nên sử dụng bộ sạc micro-usb 5V tốt (> 2 Amp).

Đây là những giai đoạn mà bạn sẽ thấy khi khởi động:

1. Sau 5-10 giây, nó sẽ hiển thị màn hình giật gân Zynthian
2. Sau 3-4 giây, nó sẽ chuyển sang màu đen
3. Nếu bạn đang sử dụng hình ảnh zynthian mới và đây là lần khởi động đầu tiên, thì giai đoạn 1 và 2 sẽ được lặp lại
4. Sau 5-10 giây, giao diện người dùng zynthian sẽ được hiển thị

Nếu bạn nhận được giao diện người dùng Zynthian, xin chúc mừng !!! Bạn đang thực sự gần để có được nó !!

Nếu không gặp lỗi màn hình hoặc màn hình trống thì hên xui! Có thể bạn đã mắc một số sai lầm trong quá trình lắp. Bạn phải xác định và giải quyết (các) vấn đề.

Nếu bạn đang sử dụng hình ảnh Aruk RC-3 SD (bạn nên làm như vậy!), Bạn sẽ lưu ý rằng bộ điều khiển hoàn toàn không hoạt động. Hình ảnh SD này được cấu hình sẵn để làm việc với kit v2, vì vậy bạn cần phải cấu hình phần mềm để làm việc với kit v3. Cách đơn giản nhất để làm điều đó là sử dụng công cụ webconf:

• Kết nối zynthian của bạn với mạng cục bộ bằng cáp ethernet (RJ-45).
• Từ trình duyệt web của bạn, truy cập công cụ webconf của zynthian bằng cách nhập "zynthian.local" vào thanh địa chỉ. Nếu điều này không hiệu quả với bạn, bạn nên thử với IP. Bạn có thể lấy IP của zynthian của mình bằng cách điều hướng đến Trình đơn quản trị và nhấp vào "Thông tin mạng". Bạn nên làm điều đó bằng cách sử dụng giao diện "chạm": Nhấp vào thanh trên cùng bằng một cây gậy (hoặc móng tay của bạn, nếu nó không quá rộng) cho đến khi bạn ở trong Menu Quản trị. Khi bạn đã ở đó, hãy đi xuống và nhấp vào "Thông tin mạng".
• Nhập mật khẩu (raspberry) để đăng nhập vào công cụ webconf.
• Sau khi đăng nhập, bạn phải truy cập Hardware-> Kit và chọn "Kit V3".
• Lưu các thay đổi và khởi động lại Zynthian của bạn.

Bước 18: Kiểm tra hộp Zynthian của bạn

1. Kiểm tra Bộ điều khiển & Giao diện người dùng
2. Kiểm tra đầu ra âm thanh
3. Kiểm tra hệ thống con MIDI
4. Kiểm tra đầu vào MIDI-USB
5. Kiểm tra đầu nối MIDI-IN

Bước 19: Tham khảo

Bạn sẽ tìm thấy tất cả các bước xây dựng trong wiki.zynthian.org.