Zynthian : Open Synth Platform (Zynthian Basic KIT V2) : 19 étapes

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

Zynthian est un projet ouvert dont l'objectif est de créer une plate-forme de synthèse ouverte basée sur des spécifications et des conceptions de logiciels libres et de matériel ouvert (lorsqu'elles sont disponibles). C'est un projet communautaire.

Fournitures

Ce tutoriel est basé sur Zynthian Basic Kit v2, qui peut être trouvé dans Zynthian Shop.

D'autres KIT sont également disponibles si vous êtes musicien ou aficionado et que vos compétences en électronique sont limitées. Jetez un œil aux cas de réussite.

Étape 1: Nomenclature, compétences et outils requis

Nomenclature

• Kit de base Zynthian (circuits imprimés personnalisés, pièces électroniques, câblage et boutons)
• Trousse de cas
• Raspberry Pi 3 (ou Raspberry Pi 2)
• Carte son HifiBerry DAC+
• Écran tactile OzzMaker PiScreen 3,5"
• Adaptateur secteur pour Raspberry Pi (5.1v 2.4A avec connecteur microUSB)
• Carte SD de 16 Go (une bonne, s'il vous plaît !)

Compétences requises

Pour construire le matériel, vous devez avoir les compétences de base suivantes:

• Soudure
• Compréhension de base de la lecture de schémas de circuits électroniques de base
• Plaisir de travailler avec du matériel et des pièces électroniques

Outils

Et voici la liste des outils requis et recommandés:

• Fer à souder
• Soudure à l'étain
• Coupe-fil
• Petite pince
• Tournevis Philips
• Clé, pour écrous de potentiomètre (recommandé)
• Support PCB à souder (très recommandé !)
• Petite brosse en fer (très recommandée !)
• Loupe (recommandée)
• Un étau (recommandé)
• Une scie à main pour le métal (recommandé)
• Multimètre (recommandé !)

Étape 2: Assemblage des modules de contrôleur

Le kit module contrôleur est composé de:

• 4 x contrôleurs PCB
• 4 x encodeurs rotatifs avec interrupteur (PEC11R-4215K-S0024)
• 4 x condensateur céramique 100nF (C1)
• 8 x condensateur céramique 10nF (c2, c3)
• 4 connecteurs à angle mâle JST à 4 broches

Ces composants sont utilisés pour construire les 4 modules de contrôleur qui forment le côté entrée de l'interface utilisateur physique de Zynthian. Chaque contrôleur embarque un encodeur rotatif incrémental et un interrupteur, donc 4 fils (A, B, SW, GND) sont nécessaires pour le connecter.

Voici les étapes pour créer un module:

1. Pliez les languettes de fixation de l'encodeur à 75º, afin de pouvoir l'insérer à l'envers du PCB (le côté étiqueté !). S'il vous plaît, soyez très prudent lorsque vous pliez les languettes car le boîtier de l'encodeur est assez fragile et pourrait être déformé. Je recommande d'utiliser une petite pince et de ne pas atteindre 90º.
2. Placez le condensateur 100nF en position C1 (le plus à droite !). C'est pour antirebond le bouton poussoir (SW).
3. Placez les 2 condensateurs 10nF dans les positions C2 et C3. Ceux-ci servent à éviter les rebonds des contacts du codeur rotatif (A, B).
4. Soudez soigneusement l'encodeur et les condensateurs.
5. Placez le connecteur JST dans la partie inférieure du PCB, avec les broches angulaires tournées vers l'intérieur (regardez la photo !)
6. Soudez soigneusement le connecteur JST.
7. Utilisez la pince pour refermer les onglets de l'encodeur, en essayant d'"attraper" le PCB.

Vous devez construire 4 modules de contrôleur, vous devez donc répéter les étapes 4 fois.

Étape 3: Assemblage du module tout-en-un

Le kit module tout-en-un est composé de:

• 1 x PCB tout-en-un
• 1 x extension GPIO MCP23017 => CI 28 broches
• 3 x opto-coupleurs H11L1 (OC1, OC2, OC3) => CI 6 broches
• 3 diodes 1N4148 (D1, D3, D4)
• 1 x diode 1N5819 (D2)
• 3 x résistance 1K (R3, R4, R9) => marron-noir-rouge (*)
• 1 x résistance 10K (R10) => marron-noir-orange (*)
• 1 x résistance 100 (R1) => marron-noir-marron (*)
• 2 x résistance 4K7 (R5, R7) => jaune-violet-rouge (*)
• 3 x résistance 470 (R2, R6, R8) => jaune-violet-marron (*)
• 4 x condensateur céramique 100nF (C1, C2, C3, C4)
• Connecteur mâle JST 7 x 4 broches
• 1 connecteur mâle 40 broches double rangée

(*) Lecture de gauche à droite avec la bague de tolérance (or ou argent) à droite.

Voici les étapes de création du module Tout-en-un:

1. Placez les composants passifs (résistances et condensateurs) à l'envers du PCB (le côté étiqueté !).
2. Soudez soigneusement les composants. Évitez toujours la surchauffe !
3. Placez les circuits intégrés et les diodes à l'envers du PCB (le côté étiqueté !). Faites attention à l'orientation de ces composants !!
4. Soudez soigneusement les composants. Évitez toujours la surchauffe ! (*)
5. Placez les connecteurs à l'envers du PCB (le côté étiqueté !).
6. Soudez soigneusement les composants. Évitez toujours la surchauffe ! (*)

(*) Vous pouvez utiliser du ruban adhésif pour fixer les composants lors de la soudure, spécialement pour les circuits intégrés et les connecteurs.

Étape 4: peaufiner la carte son HifiBerry DAC+

Si vous utilisez la carte son HifiBerry DAC+ (également les versions lite et pro), vous devez ajouter 2 connecteurs supplémentaires à la carte:

• Connecteur mâle GPIO 40 broches, pour connecter le câble principal du bus ruban
• Connecteur d'en-tête à 3 broches, pour connecter les connecteurs jack de sortie audio supplémentaires

Les deux connecteurs doivent être placés sur la face supérieure de la carte, vous devez donc souder les contacts sur la face inférieure.

ATTENTION! Souder le gros connecteur à 40 broches peut être difficile si vous n'avez pas assez de pratique.

Étape 5: peaufiner l'écran tactile OzzMaker PiScreen 3.5'

L'écran tactile OzzMaker PiScreen 3.5' standard possède 2 connecteurs: un connecteur femelle prêt à brancher l'écran en forme de chapeau et un connecteur mâle placé sur le côté. Le boîtier officiel en aluminium et le câble plat sont conçus pour le connecteur mâle latéral. Le connecteur femelle peut être gênant et doit être retiré pour une meilleure fermeture du boîtier.

Si vous avez obtenu votre PiScreen à partir d'un kit "Bundle-All", vous n'avez probablement pas ce connecteur femelle ennuyeux, vous avez donc de la chance et n'avez rien à faire ici. Si vous l'avez, prenez la scie et retirez le connecteur avec précaution.

Autres cartes son et écrans Si vous utilisez une carte son ou un écran différent, vous devrez voir la meilleure façon de l'intégrer.

Étape 6: Construire les connecteurs MIDI-IN/OUT/THRU

Avant de monter les connecteurs MIDI-IN/OUT/THRU dans le boîtier, nous allons souder les fils nécessaires qui permettent de le connecter au circuit tout-en-un à l'aide d'un connecteur JST. Le faire de cette manière est plutôt plus confortable que d'essayer de souder à l'intérieur du boîtier avec tout le désordre de câblage.

Fils de connecteur JST

• JST Blanc (1) => Anode de la LED (fil rouge de la LED/fil long)
• JST Jaune (2) => Cathode de la LED (fil noir de la LED/fil court)
• JST Noir (3) => broche 5 du connecteur MIDI
• JST Rouge (4) => broche 4 du connecteur MIDI

Si vous le souhaitez (je vous recommande fortement de le faire !), vous pouvez protéger les contacts à l'aide d'un manchon thermorétractable (les morceaux du manchon rouge sur la photo). Dans ce cas, pensez à insérer les pièces du manchon avant de souder;-)

Étape 7: Construire les connecteurs de sortie audio JACK

De la même manière, avant de monter les connecteurs Jack dans le boîtier, nous souderons les fils nécessaires. Vous pouvez également utiliser un manchon thermorétractable.

Étape 8: Montez les LED d'activité MIDI

Insérez les 3 LEDS dans les trous du boîtier. Vous voudrez peut-être pousser les LED avec quelque chose de plus rigide que votre doigt. Le manche du tournevis pourrait convenir.

Quand c'est fait, il faut souder les 2 fils LED (rouge/noir) avec les 2 fils de rechange sur le faisceau MIDI JST (blanc/jaune). La polarité est importante, alors ne croisez pas les fils:

• JST Fil blanc (1) => Anode de la LED (fil rouge de la LED/fil long)
• Fil jaune JST (2) => Cathode de la LED (fil noir de la LED/fil court)

Après avoir soudé les 3 LED, vous voudrez peut-être protéger la connexion avec un manchon thermorétractable, du ruban adhésif ou de la colle thermofusible.

Étape 9: Montage du boîtier (facultatif)

Si vous utilisez le kit de boîtier en aluminium Zynthian, compatible avec le kit de base Zynthian v2, vous pouvez suivre les étapes suivantes (vous trouverez les étapes détaillées ici):

Assembler le bloc de calcul principalLe bloc de calcul principal est composé du RBPi et de la carte son HifiBerry.

Fixez le bloc informatique principalAprès avoir assemblé le bloc informatique principal, vous devez le fixer au boîtier. Utilisez 4 boulons noirs M2.5

Fixez le module tout-en-unFixez le module tout-en-un au boîtier à l'aide de 4 séparateurs et de 8 boulons M2.5.

Fixez les connecteurs Jack Mettez les bagues sur le côté extérieur du boîtier pour éviter d'endommager la surface du boîtier lorsque vous serrez les écrous.

Fixez les connecteurs MIDI-IN/OUT/THRU

Insérez simplement le connecteur avec le fil JST de l'extérieur du boîtier et l'écrou de l'intérieur. Une paire de pinces peut être utile pour serrer.

Montez les LED d'activité MIDI (décrivez ci-dessus)

Sécurisez l'affichage

Il est composé de 4 boulons, 4 écrous et 4 séparateurs en nylon. Avant de fixer l'écran, n'oubliez pas de retirer la feuille de protection en plastique.

Fixez les contrôleursFixez les 4 modules de contrôleur au couvercle du boîtier à l'aide des 4 boulons et rondelles fixés à chaque encodeur rotatif. IMPORTANT: Pour éviter des problèmes lors de la fermeture du boîtier, je recommande de monter les modules contrôleurs avec les connecteurs face à face.

Insérez les boutonsVous devez insérer les boutons dans les encodeurs avant de fermer le boîtier. Cela évitera de trop forcer les encodeurs sinon vous pourriez les casser.

Étape 10: connectez le bus ruban principal

Connectez le câble du bus ruban principal à l'en-tête à 40 broches du RBPi et également au module tout-en-un

Étape 11: connectez les contrôleurs sur le tout-en-un

Connectez les 4 câbles double JST aux 4 connecteurs du contrôleur sur le module Tout-en-un (CTRL1, CTRL2, CTRL3, CTRL4)

Étape 12: Connectez le MIDI

Connectez les 2 câbles JST des connecteurs MIDI aux connecteurs MIDI-IN, MIDI-OUT et MIDI-THRU du module All-In-One.

Étape 13: Connectez les 4 modules de contrôleur X

Connectez les 4 modules contrôleurs en suivant la bonne numérotation: de haut en bas et de gauche à droite.

Étape 14: Connectez le connecteur Jack

Connectez le connecteur Jack au connecteur de sortie audio auxiliaire de la carte son HifiBerry. C'est le connecteur JST à 3 broches que vous avez soudé auparavant.

Étape 15: connectez l'écran

Et enfin, connectez le connecteur à 26 broches du ruban au connecteur latéral mâle de l'écran. Faites attention à l'orientation. Le fil rouge doit être la broche 1 qui est marquée sur la surface du circuit imprimé de l'écran.

Étape 16: vérifiez l'assemblage et le câblage de la pièce

Il est facile de se tromper en assemblant les pièces ou en connectant les fils. Certaines erreurs peuvent être dangereuses pour les composants électroniques (courts-circuits, certaines combinaisons spécifiques de mauvais câblages) il vaut donc mieux s'assurer que tout est correctement assemblé et connecté.

Portez une attention particulière à la connexion du bus ruban et vérifiez que le fil rouge est sur la broche 1 pour chaque connecteur. Faites également attention aux connecteurs jack audio et vérifiez qu'ils sont correctement connectés à la carte son Hifiberry.

Étape 17: premier démarrage

Lorsque vous êtes sûr que tout est à sa place, il est temps de démarrer la machine, donc:

1. Insérez la carte SD avec l'image zynthienne prête à fonctionner. Si vous n'en avez pas encore, lisez ceci. Vous pouvez insérer la carte SD à travers la "fenêtre" en bas du boîtier. De plus, si le boîtier est toujours ouvert, vous pouvez le faire par le haut.
2. Branchez le connecteur d'alimentation mini-usb. Un bon chargeur micro-usb 5V est recommandé (> 2 Amp).

Voici les étapes que vous devriez voir lors du démarrage:

1. Après 5-10 secondes, il affichera l'écran de démarrage Zynthian
2. Après 3-4 secondes, il deviendra noir
3. Si vous utilisez une nouvelle image zynthienne et que c'est le premier démarrage, les étapes 1 et 2 seront répétées
4. Après 5 à 10 secondes, l'interface utilisateur zynthienne s'affichera

Si vous obtenez l'interface utilisateur Zynthian, félicitations !!! Vous êtes vraiment proche de l'obtenir !!

Si vous n'obtenez pas d'écran d'erreur ou d'écran vide, pas de chance ! Vous avez probablement fait une erreur pendant le processus de montage. Vous devez localiser et résoudre le(s) problème(s).

Si vous utilisez l'image SD Aruk RC-3 (vous devriez !), vous remarquerez que les contrôleurs ne fonctionnent pas du tout. Cette image SD est préconfigurée pour fonctionner avec le kit v2, vous devez donc configurer le logiciel pour travailler avec le kit v3. La façon la plus simple de le faire est d'utiliser l'outil webconf:

• Connectez votre zynthian à votre réseau local à l'aide d'un câble Ethernet (RJ-45).
• Depuis votre navigateur Web, accédez à l'outil de webconf de zynthian en tapant "zynthian.local" dans la barre d'adresse. Si cela ne fonctionne pas pour vous, vous devriez essayer avec l'IP. Vous pouvez obtenir l'adresse IP de votre zynthian en accédant au menu Admin et en cliquant sur "Informations sur le réseau". Vous devriez le faire en utilisant l'interface "tactile": Cliquez sur la barre supérieure avec un bâton (ou votre ongle, s'il n'est pas trop large) jusqu'à ce que vous soyez dans le menu Admin. Une fois que vous y êtes, descendez et cliquez sur "Informations sur le réseau".
• Tapez le mot de passe (raspberry) pour vous connecter à l'outil webconf.
• Une fois connecté, vous devez accéder à Hardware->Kit et sélectionner "Kit V3".
• Enregistrez les modifications et redémarrez votre Zynthian.

Étape 18: Tester votre Zynthian Box

1. Tester les contrôleurs et l'interface utilisateur
2. Tester la sortie audio
3. Tester le sous-système MIDI
4. Testez les entrées MIDI-USB
5. Testez le connecteur MIDI-IN

Étape 19: Références

Vous trouverez toutes les étapes de construction sur wiki.zynthian.org.