Synthé séquenceur parallèle : 17 étapes (avec images)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Ceci est un guide pour créer un séquenceur simple. Un séquenceur est un appareil qui produit cycliquement une série d'étapes qui entraînent ensuite un oscillateur. Chaque étape peut être affectée à une tonalité différente et ainsi créer des séquences ou des effets audio intéressants. Je l'ai appelé un séquenceur parallèle car il n'est pas piloté par un oscillateur à chaque pas, mais par deux oscillateurs en même temps.

Étape 1: Schéma fonctionnel

Commençons par le schéma fonctionnel.

L'appareil sera alimenté par une pile de 9 volts et le contrôleur réduira cette tension à 5 volts.

Un oscillateur séparé va générer une basse fréquence, c'est à dire le tempo, qui servira d'horloge au séquenceur. Il sera possible de régler le tempo à l'aide du potentiomètre.

Dans le séquenceur, il sera possible de régler le pas de réinitialisation et le mode séquence à l'aide des interrupteurs à bascule.

La sortie du séquenceur sera à 4 pas, qui contrôlera alors deux oscillateurs connectés en parallèle, dont les fréquences seront réglées avec des potentiomètres. Chaque étape sera représentée par une LED. Pour les oscillateurs, il sera possible de basculer entre deux gammes de fréquences.

Le volume de sortie sera régulé par un potentiomètre.

Étape 2: Planche à pain

J'ai d'abord conçu le circuit sur une maquette. J'ai essayé quelques versions alternatives de l'oscillateur de tempo avec différents circuits, ainsi que plusieurs configurations avec un séquenceur décimal ou binaire avec un démultiplexeur. L'oscilloscope est utile dans la conception ainsi que dans le dépannage.

Étape 3: Schémas

*lien vers les schémas d'images HQ

*Si vous trouvez une explication des schémas inutile, vous pouvez passer à l'étape suivante - Liste des pièces (BOM)

L'alimentation de la pile 9V est transmise au circuit via l'interrupteur principal S1, qui sera situé sur le panneau. La tension d'environ 9V est réduite à 5V par le régulateur linéaire IC1. Il est également possible d'utiliser un convertisseur abaisseur DC-DC pour réduire la tension, l'inconvénient peut être le bruit haute fréquence introduit dans le système. Les condensateurs C1, C3, C15 et C16 permettent d'atténuer les interférences et C2 lissent la tension de sortie.

L'oscillateur de tempo / oscillateur basse fréquence (LFO) est généré à l'aide d'un inverseur à déclenchement de schmitt IC 40106 (IC2). Le potentiomètre VR9 fournit une fréquence de sortie réglable. En combinant C5 et VR9, il est possible de sélectionner la plage souhaitée (dans ce cas d'environ 0,2 Hz à 50 Hz). La fréquence de sortie peut être augmentée en sélectionnant un potentiomètre VR9 plus petit, ou en diminuant la valeur du condensateur C5. R2 limite la plage de fréquence supérieure si le potentiomètre est réglé sur env. 0 ohm. Les portes inutilisées d'IC 40106 doivent être reliées à la terre.

Le générateur de LFO peut également être un IC 4093, 555 ou un amplificateur opérationnel.

Le LFO, ou signal d'horloge, est envoyé à un séquenceur décimal 4017. Les entrées CLK et RST sont protégées contre les interférences par les résistances pull-down R39 et R5. La broche ENA doit être reliée à la terre pour permettre au séquenceur de fonctionner. Le séquenceur fonctionne comme suit: Chaque fois que le CLK passe de bas en haut, le séquenceur active l'une des broches de sortie dans l'ordre Q0, Q1, Q2 … Q9. Une seule des broches de sortie Q0 - Q9 est toujours active. Ainsi, le séquenceur répète cycliquement ces dix états. Cependant, n'importe quelle sortie peut être connectée à la broche RST pour réinitialiser le séquenceur à cette étape. Par exemple, si nous connectons Q4 à la broche RST, la séquence sera la suivante: (Q) 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3… Cette fonctionnalité du IC est utilisé avec le commutateur à trois positions S2, qui fournit soit 10 étapes (position médiane, réinitialisation liée uniquement à la terre), soit une réinitialisation au mode Q4 (4 étapes), soit une réinitialisation au mode Q6 (6 étapes). Étant donné que l'appareil sera un séquenceur à 4 étapes, la réinitialisation du circuit intégré à l'étape 4 entraînera une séquence continue sans pause, la réinitialisation du circuit intégré à l'étape 6 entraînera une séquence de 4 étapes et une pause de 2 étapes, et enfin la troisième option sera de réinitialiser l'IC à l'étape 10. Cela se traduit par une séquence de 4 étapes et une pause de 6 étapes. La pause fournie par le commutateur S2 n'est toujours ajoutée qu'après l'exécution de la séquence d'étapes (1234 _, 1234 _… ou 1234 _, 1234 _…).

Cependant, si nous voulons ajouter une pause entre les étapes elles-mêmes, nous devons réorganiser l'ordre dans lequel les oscillateurs seront alimentés. Ceci est pris en charge par le commutateur S3. Lorsqu'il est allumé dans la bonne position, le séquenceur fonctionne comme décrit ci-dessus. Cependant, s'il est basculé du côté opposé (gauche), l'étape 4 du séquenceur IC devient la troisième entrée de l'oscillateur et l'étape 7 devient la quatrième entrée de l'oscillateur. La séquence ressemblera donc à ceci (S2 en position médiane): 12_3_4_, 12_3_4 _, …

Le tableau ci-dessous décrit toutes les options de séquence pouvant être générées par les deux commutateurs:

Commutateur position S2	Commutateur position S3	Séquence cyclique (_ signifie pause)
En haut	En haut	1234
Vers le bas	En haut	1234_
Milieu	En haut	1234_
En haut	Vers le bas	12_3
Vers le bas	Vers le bas	12_3_
Milieu	Vers le bas	12_3_4_

Une LED (LED3 à LED6) est affectée à chaque étape, pour plus de clarté.

Les oscillateurs parallèles sont formés dans le circuit NE556, dans une configuration astable. Les condensateurs sélectionnés par les interrupteurs S4 et S5 sont chargés et déchargés à travers les résistances R6 et R31 et les potentiomètres VR1 à VR8. Le séquenceur commute les transistors Q1 à Q8 par paires (Q1 et Q5, Q2 et Q6, Q3 et Q7, Q4 et Q8, à plusieurs reprises) et permet ainsi aux condensateurs d'être chargés et déchargés via des potentiomètres réglés différemment. La logique interne du circuit IC4, basée sur la tension des condensateurs, active et désactive les broches de sortie (broches 5 et 9). La plage de fréquence des différents pas peut être ajustée en modifiant les valeurs des potentiomètres et également en modifiant les valeurs des condensateurs C8 à C13. Entre chaque émetteur et le potentiomètre correspondant, une résistance de 1k (R8, R11, R14…) est ajoutée pour la limitation de fréquence supérieure. Des résistances connectées à la base des transistors (R9, R12, R15…) assurent le fonctionnement des transistors à l'état de saturation. Les sorties des deux oscillateurs sont connectées via un diviseur de tension VR10 (pot de volume) à la prise de sortie.

Désignateurs non utilisés: R1, R3, R7, R10, R13, R16, R19, R22, R25, R28, R36, LED1

Étape 4: Liste de pièces (BOM)

• 5x DEL
• 1x Stéréo Jack 6.35
• 1x potentiomètre linéaire 100k
• 1x potentiomètre linéaire 50k
• Potentiomètre linéaire 8x 10k
• Condensateur en céramique 12x 100n
• 1x 470R Résistance
• 2x 100k Résistance
• 2x 10k Résistance
• Résistance 23x 1k
• Condensateur électrolytique 2x 1uF
• 1x 47uF condensateur électrolytique
• 1x 470uF condensateur électrolytique
• 8x 2N3904 NPN Transistor
• 1x IC 40106
• 1x IC 4017N
• 1x CI NE556N
• 1x Régulateur Linéaire 7805
• Interrupteur à bascule 3x 2 positions 1 pôle
• 1x interrupteur à bascule 2 positions 2 pôles
• 1x interrupteur à bascule à 3 positions et 1 pôle
• Carte prototype
• Fils (24 awg)
• Prises IC (en option)
• Batterie 9V
• Pince de batterie 9V

Outils pour la soudure et le travail du bois:

• Fer à souder
• Soudure Soudure
• Pinces
• Marqueur
• Multimètre
• Étrier
• Pince à épiler
• Pince à dénuder
• Attaches de câble en plastique
• Étrier
• Papier abrasif ou lime à aiguille
• Pinceaux
• Peintures à l'aquarelle

Étape 5: Boîte en bois

J'ai décidé de construire l'appareil dans une boîte en bois. Vous avez le choix, vous pouvez utiliser une boîte en plastique ou en aluminium, ou imprimer la vôtre à l'aide d'une imprimante 3D. J'ai choisi une boîte mesurant 16 x 12,5 x 4,5 cm (environ 6,3 x 4,9 x 1,8 pouces), avec une ouverture coulissante. J'ai eu la boîte dans un magasin de bricolage local, elle est fabriquée par KNORR Prandell (lien).

Étape 6: disposition des pièces et préparation pour le perçage

J'ai disposé les potentiomètres, les porte-glaces et les écrous de commutation sur la boîte et les ai disposés comme je les aimais. J'ai pris le tracé puis j'ai recouvert la boîte avec du masking tape par le dessus et d'un côté, où il y aura un trou pour une prise jack 6,35 mm. J'ai marqué les positions des trous et leur taille sur le masking tape.

Étape 7: perçage

La paroi supérieure de la boîte était relativement mince, j'ai donc percé lentement et progressivement élargi les forets. Après avoir percé les trous, il fallait les traiter avec du papier de verre ou des limes à aiguilles.

Étape 8: La couche de base

Comme première couche de peinture - la couche de base - j'ai appliqué du vert. La couche de base sera recouverte d'une couleur marron clair et d'une couleur orange. J'ai utilisé des aquarelles. Après chaque couche, je laisse sécher la boîte pendant quelques heures, car le bois absorbe suffisamment d'eau.

Étape 9: La deuxième couche de peinture

J'ai appliqué une combinaison de brun clair et d'orange doux à la couche de base verte. J'ai étalé la peinture avec des mouvements horizontaux et là où je voulais obtenir des taches plus prononcées, j'ai appliqué aussi peu d'eau et plus de peinture (peinture moins diluée).

* Les couleurs des images de cette étape sont différentes des autres photos, car la couleur n'a pas encore séché.

Étape 10: fabrication du circuit imprimé

J'ai décidé de créer un circuit imprimé sur une carte universelle. C'est beaucoup plus rapide que d'attendre une livraison de circuits imprimés sur mesure, et en tant que prototype, c'est suffisant. Si quelqu'un est intéressé, je peux également créer et ajouter des fichiers gerber complets.

Dans la carte de circuit imprimé universelle, j'ai découpé une bande étroite et plus longue qui correspond à la longueur de la boîte. J'ai soudé le circuit progressivement, en plus petites parties. J'ai marqué les endroits où les fils seront connectés avec des cercles noirs.

Étape 11: Dépannage et processus de fabrication de circuits imprimés clairs

Ne pas se perdre lors de la création d'un circuit imprimé est parfois difficile. J'ai appris quelques trucs qui m'aident.

Les composants qui sont montés sur le panneau ou hors de la carte sont marqués à l'intérieur des rectangles bleus (noirs) dans les schémas. Cela garantit la clarté dans la préparation des fils ou des connecteurs et leur emplacement. Chaque ligne qui coupe un rectangle signifie donc un fil qui doit être connecté plus tard.

Il est également utile de noter les connexions et le montage des composants qui ont déjà été installés. (J'utilise un surligneur jaune pour cela). Cela permettra de distinguer clairement quelles pièces et connexions existent déjà et celles qui doivent encore être faites.

Étape 12: PCB

Pour ceux qui veulent fabriquer ou commander un pcb, je joins un fichier.brd. Le circuit imprimé a des dimensions de 127 x 25mm, j'ai ajouté deux trous pour vis M3. Vous pouvez créer vos propres fichiers selon le format gerber souhaité.

Étape 13: Montage des pièces dans la boîte

J'ai inséré et sécurisé les composants qui seront sur le panneau supérieur - potentiomètres, commutateurs, LED et prise de sortie. Les LED ont été placées sur des supports en plastique, que j'ai fixés à l'aide de colle chaude.

Il est conseillé de rajouter les boutons des potentiomètres ultérieurement afin qu'ils ne soient pas rayés lors de la soudure des contacts et de la manipulation du boîtier.

Étape 14: Câblage

Les fils ont été soudés en plusieurs parties. J'ai toujours dénudé et étamé les fils avant de les connecter aux composants du panneau. J'ai procédé de haut en bas pour que les fils ne se coincent pas pendant le travail et j'ai également sécurisé les faisceaux de fils avec des serre-câbles.

Étape 15: Insertion de la batterie et de la carte à l'intérieur de la boîte

J'ai mis le circuit imprimé à l'intérieur de la boîte et l'ai isolé du panneau avant avec un mince morceau de mousse. Pour empêcher les câbles de se plier et de tout maintenir serré, j'ai attaché les faisceaux avec une attache de câble. Enfin, j'ai connecté une pile 9V au circuit et fermé la boîte.

Étape 16: Montage des boutons de potentiomètre

La dernière étape consiste à installer les boutons sur les potentiomètres. Au lieu de ceux que j'ai choisis pour la disposition des pièces, j'ai monté des boutons en métal noir argenté. Dans l'ensemble, je l'ai aimé plus que ceux en plastique, avec une couleur mate jaune vif.

Étape 17: Projet terminé

Le synthé séquenceur parallèle est maintenant terminé. Amusez-vous à générer divers effets sonores.

Restez en bonne santé et en sécurité.

Finaliste du défi audio 2020