Fonte de alimentação do sintetizador Eurorack: 8 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-13 06:58

Bem-vindo ao meu Instructable sobre como fazer uma fonte de alimentação DIY para um sintetizador Eurorack.

Esteja ciente de que meu conhecimento sobre design de fontes de alimentação e sintetizador Eurorack é incomparável. Siga meus conselhos com cuidado. Não serei responsável pela destruição ou piora dos seus módulos caros … De qualquer forma Se quiser saber mais sobre o processo que segui para chegar ao produto acabado, convido você a ler mais este Instrutível.

Etapa 1: O que é uma fonte de alimentação de sintetizador Eurorack?

Em primeiro lugar, o que é um Sintetizador Eurorack? Eurorack é um tipo de sistema modular usado para criar um Sintetizador muito personalizado. Neste sistema, a síntese de som é obtida pela interconexão de sinais analógicos entre os diferentes módulos. O Eurorack foi introduzido pela marca alemã Doepfer, e agora superou todos os outros sistemas modulares de sintetizador.

O "patching" (também conhecido como fiação) dos módulos permite vozes, modulação de som e sequenciamento muito complexos.

Este tipo de sintetizador modular é amplamente utilizado na música ambiente (trilha sonora Listen Stranger Things), na música eletrônica e na eletrônica generativa (Listen Colin Benders).

E quanto à fonte de alimentação?

No sistema Eurorack, o patch de som e modulação é feito no painel frontal da unidade usando conectores mono ou estéreo de 3,5 mm. Para evitar que a interface do usuário fique muito confusa, todo o fornecimento de energia é feito através de um conector na parte traseira do módulo.

Normalmente, a energia é fornecida através de um barramento que fornece cada módulo em paralelo com -12 / + 12 V, 5 V e aterramento. O barramento também carrega sinais de controle também conhecidos como CV (tensões de controle), mas esses sinais raramente são usados. Os módulos Eurorack são amplamente baseados em eletrônica analógica, portanto, os trilhos de tensão de -12 / + 12 V. Mas como os módulos DSP modernos estão ficando cada vez mais populares (veja Instrumentos Mutáveis), a necessidade de um bom trilho de alimentação de 5V é muito importante.

Por que fazer uma fonte de alimentação DIY?

A comunidade DIY em torno do Eurorack Synth é enorme. O que torna os recursos de design disponíveis para qualquer pessoa que queira encontrá-los.

Primeiro, sou um novato completo em sintetizadores modulares e queria aprender mais sobre isso. Achei que projetar uma peça do meu sintetizador sozinho me ensinaria mais do que rolar vídeos do Youtube por anos, mas ainda não estava pronto para arriscar-me a projetar um módulo de processamento de som. É por isso que optei pela parte "fácil": a fonte de alimentação.

Em segundo lugar, eu queria um gabinete personalizado com a fonte de alimentação bem integrada, fazendo com que o gabinete e a fonte de alimentação garantissem que eu obteria o resultado que queria (provavelmente não tão bom quanto as soluções disponíveis no mercado, mas não me importo muito eu não sou um músico profissional de qualquer maneira). Eu farei o caso assim que eu tiver uma chance (procure um futuro instrutível).

Terceiro, tenho uma licença para o designer Altium através do meu trabalho e já fiz PCBs no passado. Isso não deve ser muito difícil de fazer esta placa funcionar.

Em quarto e último lugar, sou um cara barato e descobri por que não economizar muito nos caros módulos de fonte de alimentação. Dito isto, acho que pode acabar sendo mais caro do que algumas das fontes de alimentação Eurorack mais populares. Muito ruim para mim.

Etapa 2: Requisitos

Como vimos na seção anterior, a fonte de alimentação consiste em 3 barramentos de tensão -12 / + 12V, 5V e é claro aterramento (ou 0V).

Existem duas estratégias populares para obter o mesmo resultado:

1. um projeto baseado em transformador com uma derivação central para obter um aterramento flutuante, ambos os secundários são retificados e regulados para criar o trilho de dupla tensão
2. um projeto de fonte de alimentação DC que é então convertido para -12 / + 12 V com reguladores de modo de comutação

A primeira solução é ótima, pois tudo é integrado à fonte de alimentação. Leva 115/230 V CA como entrada. Mas você precisa estar disposto a mexer com o AC principal e vai precisar de um transformador volumoso dentro do gabinete Eurorack. Ou você precisaria de um adaptador CA de parede, que não está amplamente disponível assim que você deseja mais energia de seu sistema.

A segunda solução é ótima, pois pode usar laptops poderosos como power brick. Mas o regulador de chaveamento infelizmente será um pouco mais barulhento do que sua contraparte linear que pode ser usada na solução anterior. Além disso, a fonte de alimentação OEM pode ser bastante cara.

Em qualquer caso, não quero lidar com a fonte do transformador adequado, nem quero me envolver na tensão da rede de fusão. Portanto, a fonte de alimentação que iremos fabricar será baseada no modo switch. Os requisitos:

saída em torno de 1A @ -12V, 1A @ + 12V e 2A @ 5V para um total impressionante de cerca de 34W mais algum calor (provavelmente economizaremos no aquecimento doméstico)

• ser encadeado em série para que um único bloco de energia possa ser usado para várias fontes de alimentação
• ser compatível como uma unidade frontal ou montada dentro da caixa do sintetizador
• tem um design personalizado todo feito de placas de circuito
• interruptor liga-desliga
• Status dos trilhos de tensão de LED
• baixa tensão de saída de ruído, se possível

Etapa 3: esquemas

Para criar o esquema desta fonte de alimentação, precisamos encontrar reguladores chaveados capazes de fornecer + 12V e -12V de uma única fonte. Podemos ter dois IC (circuitos integrados) diferentes para o barramento de tensão positiva e negativa, mas ter o mesmo simplificaria o projeto.

Normalmente procuro componentes eletrônicos usando Digikey ou Mouser. Ambos oferecem um sistema de filtragem realmente poderoso para encontrar peças específicas.

Minha escolha de regulador para o -12 / + 12 V é o LM2576S-12 da TI.

De modo geral, se um fabricante de IC quiser que você use sua peça, ele terá um belo esquema com tudo o que você precisa para obter o esquema correto. No esquema para este componente é descrita uma fiação de alimentação positiva, uma fiação de alimentação negativa e até mesmo uma implementação de filtro de saída.

Para o trilho de 5V iremos com o LM2576-5 da TI. Esta não é a opção mais econômica, mas economiza tempo durante o projeto da placa, uma vez que todos os passivos são os mesmos da versão 12V. Além disso, as pegadas são as mesmas, o que economiza muito tempo.

Existem 3 LEDs de status, cada um conectado a um barramento de tensão para informar ao usuário se tudo está funcionando ou não.

Consulte o esquema em anexo para obter mais detalhes

Etapa 4: Layout

Criar o layout não é fácil, mas também não é difícil. Sempre depende das restrições.

Minha principal dificuldade desta vez foi manter tudo dentro de um retângulo de 100 mm por 60 mm. As razões para essas dimensões específicas são as seguintes:

• comprimento inferior a 100 mm por causa do sistema de cotação de fabricação de PCB para baixo volume que favorece designs extremamente sub 100 mm (largura ou comprimento), lembre-se, eu sou um cara barato: P
• menos de 60 mm de largura, pois quero que o módulo caiba dentro de um case Eurorack "skiff" que geralmente tem profundidade muito limitada.

Largura para que eu pudesse traçar o contorno do meu PCB, preenchê-lo e fazer todos os traços necessários.

Observe que é uma placa de dois lados, tendo 4 camadas tornaria o processo de layout mais fácil, mas custaria mais. Para ainda conseguir um bom terreno, mantive a maior parte dos meus traços na camada superior e coloquei um vazamento de terreno em ambos os lados. Ambos os derramamentos são costurados com muitas vias para garantir um aterramento ideal, minimizando assim o ruído (espero).

É sempre útil ter em mente a pegada 3D de seu componente, pois, ao lidar com fontes de alimentação, esses componentes geralmente são muito grandes.

Assim que o layout estiver pronto, podemos agora produzir os arquivos gerber e enviá-los ao nosso fabricante favorito. No meu caso envio os arquivos para o PCBWay (não sou afiliado, mas sempre tive sorte com eles no passado). O processo de pedido é extremamente simples.

Gerbers estão anexados abaixo

Etapa 5: painel frontal

Para ser um módulo Eurorack adequado, a fonte de alimentação precisa de um painel frontal. E como já estou encomendando um PCB, por que não fazer com que ele também tenha um PCB … Assim, criei um novo projeto e fiz o layout da minha arte. Não é muito bom, mas fará o trabalho.

Você notará aqui que tive que abandonar a capacidade de encadeamento do meu sistema por causa da falta de espaço. Todas as obras de arte foram criadas no inkscape e depois convertidas para dxf e importadas para altium. Isso fez um trabalho rápido.

Para os led, decidi tentar fazê-los brilhar através do painel frontal. Para fazer isso, derramei toda a camada superior e fiz aberturas de círculo com pouca arte dentro. Eu nunca tentei isso antes, pode não funcionar.

Como esta fonte de alimentação é para um instrumento musical, tentei fazer um pouco de tema musical. Pode ser chato, mas era fácil de fazer com uma fonte de símbolo de música.

Gerber para o painel frontal pode ser encontrado abaixo

Etapa 6: Componentes

Agora que nossas placas estão a caminho, precisamos nos preocupar com a compra dos componentes restantes. E para isso você precisa escolher um distribuidor. No meu caso, a Mouser tinha a melhor seleção de componentes para o que eu precisava:

• Adaptador AC (418-TRH100A13502E126)
• Conector de barril DC esperançosamente compatível com o item acima (502-721AFMS)
• Interruptor basculante (691-651122-BB-1V)
• Reg LM2576-12 (926-LM2576S-12 / NOPB)
• Diodo 1N5822 (511-1N5822)
• Indutor (673-PF0382.223NLT)
• Capacitor (661-APSG160E222MJ20S)
• Capacitor (661-APXG250A101MHA0G)
• Indutor (994-MSS1583-683MED)
• Capacitor (80-A750MS108M1CAAE13)
• Cabeçalho (517-30316-6002)
• Terminal (571-624091)
• Conector de crimpagem (571-6409051)
• Reg LM2576-5 (998-LM2576-5.0WU)
• Led (710-155124VS73200A)
• Led (710-155124RS73200A)
• Led (710-155124YS73200A)
• Terminal de parafuso (534-7689-3)

O resto são componentes do feijão de geléia:

• Resistor 250 Ohm 0603
• Resistor de 100 Ohm 0603
• Resistor de 330 Ohm 0603

Veja o pdf em anexo para mais detalhes (ajuste a quantidade de acordo com o esquema)

Etapa 7: Montagem

O processo de montagem para isso é simples e velha solda chata.

Não irei entrar em muitos detalhes sobre isso, pois há muitos instructables dedicados a esse tópico.

Todos os componentes devem ser soldados no local certo e tudo deve funcionar bem.

Etapa 8: Concluído

Aqui está o momento da verdade! Ele liga? Você deve verificar tudo com um multímetro antes de ligar qualquer módulo, obviamente. Estou muito feliz com o LED que brilha através das teclas de música! É lindo.

No geral este projeto foi um grande sucesso, mas uma atualização deve estar chegando para corrigir alguns problemas que devem melhorar o encaixe nos trilhos do Eurorack. Mas como uma fonte de alimentação montada lateralmente, é perfeita.

Aqui está uma melodia feita com meu instrumento recém-construído. Se você está se perguntando como um sintetizador modular pode soar, ouça. O conceito de modular é criar um instrumento feito sob medida para você. O que o torna único e adoro a ideia de ter um instrumento com um som único.

Eu não estava muito confiante em entrar nessa tendência modular, já que não tenho experiência anterior com sintetizadores. Mas não me arrependo. E se você estiver hesitando, eu o encorajo a experimentar. É muito fácil revender módulos e, se você mesmo construí-lo tanto quanto possível, não é mais caro que qualquer outro instrumento de boa qualidade.

Algumas músicas feitas com este sintetizador podem ser encontradas aqui:

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

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

soundcloud.com/benjamin-bonnal/unboldechil…

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