Alimentation du synthétiseur Eurorack : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Bienvenue dans mon Instructable sur la façon de faire une alimentation bricolage pour un synthétiseur Eurorack.

Veuillez noter que mes connaissances en matière de conception d'alimentation et de synthétiseur Eurorack sont inégalées. Suivez attentivement mes conseils. Je ne serai pas tenu responsable de la destruction ou du pire de vos modules coûteux… Quoi qu'il en soit, si vous voulez en savoir plus sur le processus que j'ai suivi pour arriver au produit fini, je vous invite à lire davantage cet Instructable.

Étape 1: Qu'est-ce qu'une alimentation pour synthétiseur Eurorack ?

Tout d'abord, qu'est-ce qu'un synthétiseur Eurorack ? L'Eurorack est un type de système modulaire utilisé pour créer un synthétiseur très personnalisé. Dans ce système, la synthèse sonore est réalisée en interconnectant des signaux analogiques entre les différents modules. Eurorack a été introduit pour la première fois par la marque allemande Doepfer, il est maintenant devenu trop grand pour tous les autres systèmes de synthés modulaires.

Le "patching" (alias câblage) des modules permet une harmonisation, une modulation et un séquençage du son très complexes.

Ce genre de synthé modulaire est largement utilisé dans la musique d'ambiance (Listen Stranger Things BO), dans la musique électronique et dans l'électronique générative (Listen Colin Benders).

Qu'en est-il de l'alimentation électrique ?

Dans le système Eurorack, le patch du son et de la modulation se fait sur le panneau avant de l'unité à l'aide de prises jack 3,5 mm mono ou stéréo. Afin d'éviter que l'interface utilisateur ne soit trop encombrée, toute l'alimentation se fait via un connecteur à l'arrière du module.

Habituellement, l'alimentation est fournie via un bus qui alimente chaque module en parallèle avec -12/+12 V, 5V et la masse. Le bus transporte également des signaux de contrôle également appelés CV (tensions de contrôle) mais ces signaux sont rarement utilisés. Les modules Eurorack sont largement basés sur l'électronique analogique donc les rails de tension -12/+12 V. Mais comme les modules DSP modernes deviennent de plus en plus populaires (voir Instruments mutables), le besoin d'un bon rail d'alimentation 5V est très important.

Pourquoi faire une alimentation DIY ?

La communauté de bricoleurs autour d'Eurorack Synth est énorme. Ce qui rend les ressources de conception disponibles pour tous ceux qui veulent les trouver.

Tout d'abord, je suis un débutant complet dans le synthé modulaire et je voulais en savoir plus à ce sujet. J'ai pensé que concevoir moi-même un morceau de mon synthétiseur m'apprendrait plus que de faire défiler des vidéos Youtube pendant des lustres, mais je n'étais pas encore prêt à tenter ma chance pour concevoir un module de traitement du son. C'est pourquoi j'ai opté pour la partie "facile": l'alimentation.

Deuxièmement, je voulais un boîtier personnalisé avec l'alimentation bien intégrée, de sorte que le boîtier et le bloc d'alimentation garantiraient que j'obtiendrais le résultat que je voulais (probablement pas aussi bon que les solutions standard, mais je m'en fiche trop je ne suis pas un musicien professionnel de toute façon). Je ferai le cas dès que j'en aurai l'occasion (à l'affût d'un futur instructable).

Troisièmement, j'ai une licence pour Altium designer grâce à mon travail et j'ai fait des PCB dans le passé. Cela ne devrait pas être trop difficile pour faire fonctionner cette carte.

Quatrièmement et enfin, je suis un gars pas cher, et j'ai pensé pourquoi ne pas économiser beaucoup sur les modules d'alimentation coûteux. Cela étant dit, je pense que cela pourrait finir par être plus cher que certaines des alimentations Eurorack les plus populaires. Tant pis pour moi.

Étape 2: Exigences

Comme nous l'avons vu dans la section précédente l'alimentation est constituée de 3 rails de tension -12/+12V, 5V et bien sûr la masse (ou 0V).

Il existe deux stratégies populaires pour obtenir le même résultat:

1. une conception à base de transformateur avec une prise centrale pour obtenir une terre flottante, les deux secondaires sont rectifiés et régulés pour créer le rail à double tension
2. une conception d'alimentation CC qui est ensuite convertie en -12/+12 V avec des régulateurs à découpage

La première solution est excellente puisque tout est intégré à l'alimentation. Il prend 115/230V AC en entrée. Mais vous devez être prêt à déranger avec le courant alternatif principal, et vous aurez besoin d'un transformateur encombrant à l'intérieur du boîtier Eurorack. Ou vous auriez besoin d'un adaptateur secteur mural, qui n'est pas largement disponible dès que vous souhaitez plus de puissance de votre système.

La deuxième solution est excellente car elle peut utiliser un ordinateur portable puissant comme une brique d'alimentation. Mais le régulateur à découpage sera malheureusement un peu plus bruyant que son homologue linéaire qui peut être utilisé dans la solution précédente. De plus, la brique d'alimentation OEM peut être assez chère.

Dans tous les cas, je ne veux pas m'occuper de l'approvisionnement du transformateur approprié ni être impliqué dans la fusion de la tension secteur. Ainsi, l'alimentation que nous allons réaliser sera à découpage. Les exigences:

sortie environ 1A @ -12V, 1A @ +12V et 2A @ 5V pour un total énorme d'environ 34W plus un peu de chaleur (nous économiserons probablement sur le chauffage domestique)

• être chaînable afin qu'une seule brique d'alimentation puisse être utilisée pour plusieurs alimentations
• être compatible en tant qu'unité frontale ou montée à l'intérieur du boîtier du synthétiseur
• avoir un design personnalisé tout fait de circuits imprimés
• interrupteur marche / arrêt
• État des rails de tension LED
• tension de sortie à faible bruit si possible

Étape 3: Schémas

Afin de créer le schéma de cette alimentation, nous devons trouver des régulateurs à découpage capables de fournir +12V et -12V à partir d'une seule alimentation. Nous pouvons avoir deux IC différents (circuits intégrés) pour le rail de tension positive et négative, mais avoir le même simplifierait la conception.

Je recherche généralement des composants électroniques à l'aide de Digikey ou de Mouser. Les deux offrent un système de filtrage vraiment puissant pour trouver des pièces spécifiques.

Mon choix de régulateur pour le -12/+12 V est le LM2576S-12 de TI.

De manière générale, si un fabricant de circuits intégrés souhaite que vous utilisiez sa pièce, il aura un joli schéma avec tout ce dont vous avez besoin pour obtenir le bon schéma. Dans le schéma de ce composant est décrit un câblage d'alimentation positif, un câblage d'alimentation négatif et même une implémentation de filtre de sortie.

Pour le rail 5V, nous irons avec le LM2576-5 de TI. Ce n'est pas l'option la plus économique mais elle permet de gagner du temps lors de la conception de la carte puisque tous les passifs sont les mêmes que pour la version 12V. De plus, les empreintes de pas sont les mêmes, ce qui permet de gagner beaucoup de temps.

Il y a 3 LED d'état qui sont chacune connectées à un rail de tension afin de signaler à l'utilisateur si tout fonctionne ou non.

Veuillez consulter le schéma ci-joint pour plus de détails

Étape 4: Mise en page

Créer la mise en page n'est pas facile, mais ce n'est pas difficile non plus. Cela dépend toujours des contraintes.

Ma principale contrainte cette fois était de tout garder dans un rectangle de 100 mm sur 60 mm. Les raisons de ces dimensions spécifiques sont les suivantes:

• moins de 100 mm de longueur en raison du système de devis de fabrication de circuits imprimés pour un faible volume qui favorise énormément les conceptions inférieures à 100 mm (largeur ou longueur), rappelez-vous, je suis un gars pas cher:P
• moins de 60 mm de largeur car je souhaite que le module s'insère dans un boîtier Eurorack "skiff" qui a généralement une profondeur très limitée.

Largeur qu'en tête je pourrais tracer le contour de mon PCB, le peupler et faire toutes les traces nécessaires.

Notez qu'il s'agit d'un tableau double face, avoir 4 couches faciliterait le processus de mise en page mais coûterait plus cher. Afin d'obtenir toujours un beau sol, j'ai gardé la plupart de mes traces sur la couche supérieure et j'ai disposé une coulée de sol des deux côtés. Les deux coulées sont cousues avec de nombreux vias pour assurer une mise à la terre optimale, minimisant ainsi le bruit (espérons-le).

Il est toujours utile de garder à l'esprit l'empreinte 3D de votre composant, car lorsqu'il s'agit d'alimentations, ces composants sont généralement assez gros.

Une fois la mise en page terminée, nous pouvons maintenant sortir les fichiers gerber et les envoyer à notre fabricant préféré. Dans mon cas, j'envoie les fichiers à PCBWay (je ne suis pas affilié, mais j'ai toujours eu de la chance avec eux dans le passé). Le processus de commande est très simple.

Les gerbers sont attachés ci-dessous

Étape 5: Panneau avant

Pour être un véritable module Eurorack, l'alimentation a besoin d'un panneau avant. Et puisque je commande déjà un PCB, pourquoi ne pas en faire un PCB lui-même… J'ai donc créé un nouveau projet et présenté mon illustration. Ce n'est pas super mais ça fera l'affaire.

Vous remarquerez ici que j'ai dû abandonner la chaînage en série de mon système à cause d'un manque d'espace. Toutes les illustrations ont été créées dans inkscape puis converties en dxf et importées dans altium. Cela a fait un travail rapide.

Pour les led, j'ai décidé d'essayer de les faire briller à travers le panneau avant. Pour ce faire, j'ai entièrement versé la couche supérieure et fait des ouvertures circulaires avec peu d'illustrations à l'intérieur. Je n'ai jamais essayé cela auparavant, cela pourrait ne pas fonctionner.

Comme cette alimentation est destinée à un instrument de musique, j'ai essayé d'avoir un petit thème musical. C'est peut-être boiteux, mais c'était facile à faire avec une police de symboles musicaux.

Gerber pour le panneau avant peut être trouvé ci-dessous

Étape 6: Composants

Maintenant que nos cartes sont en route, nous devons nous inquiéter de l'achat des composants restants. Et pour cela, vous devez choisir un distributeur. Dans mon cas, Mouser avait la meilleure sélection de composants pour ce dont j'avais besoin:

• Adaptateur secteur (418-TRH100A13502E126)
• Connecteur à barillet CC, espérons-le compatible avec l'article ci-dessus (502-721AFMS)
• Interrupteur à bascule (691-651122-BB-1V)
• Rég LM2576-12 (926-LM2576S-12/NOPB)
• Diode 1N5822 (511-1N5822)
• Inductance (673-PF0382.223NLT)
• Condensateur (661-APSG160E222MJ20S)
• Condensateur (661-APXG250A101MHA0G)
• Inductance (994-MSS1583-683MED)
• Condensateur (80-A750MS108M1CAAE13)
• En-tête (517-30316-6002)
• Borne (571-624091)
• Connecteur à sertir (571-6409051)
• Rég LM2576-5 (998-LM2576-5.0WU)
• Led (710-155124VS73200A)
• Led (710-155124RS73200A)
• Led (710-155124YS73200A)
• Borne à vis (534-7689-3)

Les autres sont des composants de fèves à la gelée:

• Résistance de 250 Ohm 0603
• 100 Ohm 0603 résistance
• Résistance 330 Ohm 0603

Voir le pdf ci-joint pour plus de détails (ajuster la quantité selon le schéma)

Étape 7: Assemblage

Le processus d'assemblage pour cela est une simple soudure ennuyeuse.

Je n'entrerai pas dans les détails à ce sujet car il y a tellement d'instructables dédiés à ce sujet.

Tous les composants doivent être soudés au bon endroit et tout devrait fonctionner correctement.

Étape 8: Terminé

C'est l'heure de vérité ! Est-ce qu'il s'allume ? Il faut tout vérifier avec un multimètre avant d'alimenter des modules évidemment. Je suis très content de la LED qui brille à travers les touches musicales ! C'est magnifique.

Globalement, ce projet a été un grand succès, mais une mise à jour devrait arriver prochainement afin de corriger certains problèmes qui devraient améliorer l'ajustement sur les rails Eurorack. Mais en tant qu'alimentation latérale, c'est parfait.

Voici une mélodie faite avec mon instrument fraîchement construit. Si vous vous demandez à quoi pourrait ressembler un synthé modulaire, écoutez-le. Le concept de modulaire est de créer un instrument sur mesure pour vous. Ce qui le rend assez unique, et j'aime l'idée d'avoir un instrument au son unique.

Je n'étais pas très confiant d'entrer dans cette tendance modulaire car je n'ai aucune expérience préalable dans les synthétiseurs. Mais je n'ai aucun regret. Et si vous hésitez, je vous encourage à l'essayer. Il est assez facile de revendre des modules, et si vous le construisez vous-même autant que possible, ce n'est pas plus cher que n'importe quel autre instrument de bonne qualité.

Certaines musiques faites avec ce synthétiseur peuvent être trouvées ici:

soundcloud.com/benjamin-bonnal/the-escape-…

soundcloud.com/benjamin-bonnal/the-lonely-…

soundcloud.com/benjamin-bonnal/unboldechil…

soundcloud.com/benjamin-bonnal/le-parallel…