СИНТ ЭТИКА
169 subscribers
24 photos
10 files
22 links
"Техника молодежи" для любителей странных устройств и шумовой музыки. Собери нойз-бокс мечты и устраивай аудио-террор окружающим.

Контакты: @ShermanDrizd
Download Telegram
Хотелось бы на время отойти от мучений CD40106 и поговорить о такой вундервафле, как Atari Punk Console. Её собирают самодельщики со всего мира. Корпусы для этого генератора прямоугольных волн (или генератора ступенчатого тона) представляют собой отдельный вид искусства. А некоторые музыканты умудряются на основе Atari Punk Console делать полноценные мегапроекты, которые напоминают скорее пульт управления космическим кораблем.

Впервые схему устройства опубликовал инженер Форрест Мимс в одном из выпусков сборника Engineers Notebook в 1980 году. Эти книги-туториалы издавала американская сеть магазинов электроники Radio Shaсk вплоть до своего закрытия в 2015 году. Изначально Мимс назвал схему просто - "Синтезатор звука". Название "Генератор ступенчатого тона" появилось в 1984 году.

Уже группа звукоинженеров Kaustic Machines придумала название Atari Punk Console в честь характерных 1-битных звуков, которые издавало устройство и которые были присущи игровым автоматам Atari. Например, встретить их можно было в игре Space Invaders.

Как работает Atari Punk Console?

Это соединение мульти- и моновибраторов на двух чипах 555 таймера (очень распространенный чип, найти его можно чуть ли не на помойках электроники, хотя он новые стоит в 2 раза меньше проезда в метро).

Один чип - мультивибратор - генерирует сигнал прямоугольной формы (я его называю квадратный, исходя из английского названия - square wave, хотя правильное название сигнала - меандр). После чего сигнал поступает на моновибратор, которым и управляет. Звук исходит именно от моновибратора. Грубо говоря, у нас устройство делится на две части: одна часть управляет, а вторая - формирует звук.

Для управления этими частями устройства используются переменные резисторы (потенциометры). Первый изменяет частоту волны (периодичность затухания и появления импульса), а второй - ширину импульса. Увидеть как изменяется волна можно на одной из картинок, прикрепленных к посту.

Теперь самое интересное. Я прикреплю принципиальную схему и то, как собрать Atari Punk Console на беспаечной и паечной платах. Однако вы можете купить вот такой простой китайский Kit, который продается как в Украине, так и в России. И стоит он копейки.

Купить его можно тут:
https://arduinka.biz.ua/ru/modul-generatora-impulsov-na-mikrosheme-Ne555-p350c74.html

Даже есть полноценные пианино на этом модуле:
https://aliexpress.ru/item/32845916296.html?gatewayAdapt=glo2rus&sku_id=65173954236

Покупая этот модуль, вы получаете чудесный PWM-осциллятор (или ШИМ-осциллятор, или осциллятор широтно-импульсной модуляции) за копейки. Далее с ним можно играться, как захочешь.

В схемах используется чип NE556 - это два таймеры NE555 в одном корпусе. На паечной макетной плате конденсатор со знаком 10 - это электролитический конденсатор 10 микрофарад.

Пример работы:

https://www.youtube.com/watch?v=Oi3dmSMpjsU

https://www.youtube.com/watch?v=3wyiAnSX95k

Видеоинструкции по сборке:

https://www.youtube.com/watch?v=ParwFofz9RU

https://www.youtube.com/watch?v=I8zH773X6Pw&t=110s
Оникс Ашанти, конечно, безумен в хорошем смысле этого слова. Напечатал на 3D-принтере протезы и поместил на них датчики движения, которые посылают сигналы в банк звуков.

Надо будет повторить.

https://youtu.be/21JVw5t_rCA
И возвращаемся к нашим осцилляторам на CD40106. Кто не помнит принцип работы, клацайте сюда. Если говорить кратко, то у нас между входом и выходом чипа постоянно циркулирует ток.

Он имеет низкое напряжение на входе и высокое на выходе, там он заряжает конденсатор, который вновь разряжается на вход. Так цикл повторяется до бесконечности, что приводит к коллебаниям сигнала, а точнее - к осцилляции.

В результате на выходе чипа мы получаем меандр (прямоугольную, квадратную волну), которая имеет низкий и высокий пороги напряжения.

Однако что будет, если мы попытаемся вывести в качестве аудиосигнала ток на входе чипа?

Как уже было сказано, напряжение там низкое, а соответственно и сигнал будет иметь другую форму.

В данном случае она будет состоять из экспоненциальных кривых, а не прямых. Проще говоря, такой сигнал иметь треугольную форму.

Это довольно мягкий сигнал. Отлично подходит для различного рода эмбиента. Но его необходимо усилить. Для этого можно использовать инвертор CD4069.

Но ведь Триггер Шмитта, наш Cd40106, тоже инвертор, в чем же разница, зачем нам другой компонент?

Триггер Шмитта, как я уже писал ранее, инвертирует сигнал в 1 или 0, исходя из того, какой сигнал ему подали на вход. То есть, он может переваривать на входе как 1, так и 0.

В CD4069 все проще. Ты можешь на вход подать только 0 и получить в результате только 1.

Или же подать 0В и получить 5В в результате. То есть, по факту - увеличить напряжение. Это речь идет о цифровом сигнале. Но таким способом мы можем увеличить и мощность аналогового сигнала.

В результате CD4069 можно использовать для буфферизации, овердрайва и даже перегруза сигнала. По сути, мы имеем операционный усилитель с 6 входами и выходами (это тоже функционал этой логики, найденный в качестве приятного бонуса, а не в ходе использования по назначению).

Конечно, есть и свои минусы. Мы не можем регулировать уровень усиления.

CD4069 довольно интересная логика. На ней можно делать дилеи, осцилляторы и даже жучки для прослушки (но я вам об этом не говорил, не гуглите, не надо).

Значит, что мы имеем? На выходе CD40106 мы получаем мощную прямоугольную волну, на входе - слабую треугольную, которую буфферим с помощью CD4069.

Но мы можем получить еще две формы волны, если добавим параллельно входу и выходу CD40106 диод, например, 1N4148.

Посмотрите на схему ниже. Диод минусом или катодом идет от выхода ко входу.

С помощью него мы дадим направление току и ускорим наш цикл. В результате с выхода на вход от конденсатора будет поступать сигнал, еще не достигший низкого порогового значения, то есть, напряжение будет находится приблизительно на среднем уровне между низким для входа и высоким для выхода. Как следствие мы получим на входе пилообразную волну sawtooth, среднюю между треугольной и прямоугольной волнами. Она подходит для хорошего, жирного баса.

А на выходе вместо прямоугольной волны мы получим импульсную волну. Импульсная волна - это та же прямоугольная волна, но у которой ширина периода колебания волны слишком коротка (я надеюсь, вы меня поняли, не знаю, как объяснить просто).

В целом вот такой простой и многофункциональный осциллятор можно сделать на копеечных чипах.

Почитать еще подробнее и с формулами сможете на:

https://hackaday.com/2015/03/09/logic-noise-sawing-away-with-analog-waveforms/

А ниже вы сможете собрать осциллятор по схеме на безпаечной плате.
Пару нюансов в продолжение темы о разных формах волны осциллятора на CD40106.

1) Схема по-странному чувствительная и если вы, например, к выходному сигналу треугольной или пилообразной волны (в том числе буфферизированной) подсоедините потенциометр (100 КОм будет норм) для регулировки громкости (визуальная схема ниже будет), то у вас при регулировке, будет немного плавать питч или тональность.

Почему так происходит? Я не знаю, как и многие другие радиотехники. Возможно, поскольку сигнал исходит от входа чипа, начальной точки нашего цикла электрического тока, мы часть тока отводим для выходного сигнала (звука), и соответственно - теряем напряжение.

Поэтому советуют ставить транзисторный повторитель напряжения (transistor voltage follower) на каждую сигнальную дорожку (схему тоже приложу ниже, можно использовать резистор 32 КОм и NPN-транзистор 2N3904).

Помогает? Да, но не всегда. И иногда у всех все работает нормально и без лишних выкрутасов с транзисторами. Но это все касается, как вы понимаете, тех моментов, когда вам необходимо получить точную ноту.

2) На визуальной схеме на стрипборде выше вы могли заметить еще возле Triangle Wave CV (control voltage) - вход для контролирующего напряжения.

CV позволяет вам создавать ритмические рисунки и мелодии с помощью контролирующих девайсов: секвенсоров, арпеджиаторов или sample and hold.

О них я расскажу позже, но если вы знаете, как их сделать или владеете ими, то можете использовать подключая к CV-входу CD40106.
Нашел интересный, веселый и легкий проект. Как из карандаша сделать синтезатор?

Для этого нам придется обратиться к уже описанной схеме генератора импульсной волны на таймере NE555.

Только если мы частоту и широту импульса регулировали с помощью переменного резистора (потенциометра), то в схеме ниже мы будем использовать резистивность любого объекта-проводника.

Как мы можем увидеть на визуальной схеме для паечной макетной платы с параллельными дорожками (стрипборда), есть два выхода, которые не идут к потенциометру, а to chelovek.

Изначально эта схема придумывалась для управления синтом с помощью человеческого тела. Один оголенный контакт в одну руку, второй оголенный контакт - в другую руку. Вас трогают, вы передвигаетесь, третесь об предметы, в результате меняется резистивность вашего тела и частота генератора.

Резистивность человеческого тела меняется от различных факторов: влажность, толщина, длина, количество солей в организме и т.д.

Но вместо человеческого тела отлично подойдет обычный советский... карандаш.

Если вы один контакт подключите к графитовому стержню карандаша, например, с помощью канцелярской кнопки, а второй контакт обмотаете вокруг "тела" карандаша, то сможете создавать мелодии рисованием, и даже играть, прикаясь к участкам рисунка.

Графит является чудесным проводником. Именно графитовое напыление используется в переменных резисторах.

Необязательно следовать схеме, предложенной ниже. Вы можете использовать и схемы Atari Punk Console. Просто вместо потенциометров вы можете играться с контактами как захотите. Можете держать в руках и танцевать, прикручивать к карандашам и рисовать, привязывать к гвоздям и держаться за них.

Я видел даже, как один контакт крепили к смесителю, а другой держали в руке. Человек играл, прерывая поток воды.

Но также есть такая чудесная штука, как ленточный сенсор или ribbon sensor от компании Soft Pot. Его делают из гибких проводников, поэтому его цена довольно высока - 7 баксов за полосочку в 3 см.

Однако никто не мешает нам распотрошить старые VHS-кассеты, пленки которых являются отличным заменителем, если подобрать нужную. Для этого нам понадобится еще один нужный в синтостроении инструмент - мультиметр. Сильно дорогие не стоит брать. За 300-400 грн можно найти хороший, за 100 грн можно и простейший взять в Ашане (не знаю, сколько он проживет).

Чтобы померить резистивность пленки, необходимо перевести мультиметр в режим измерения сопротивления и разместить щупы на разных концах пленки. Нам необходима резистивность приблизительно 100 - 150 КОм. Чем больше, тем лучше. Увеличить её можно изменением длины пленки.

Измерьте так же пленку аудиокассет. Лучше всего показали себя кассеты SVHS - маленького формата, для которых требовался переходник.

Когда найдете подходящую пленку, разместите её глянцевой стороной на непроводящей поверхности. Аккуратно зафиксируйте с двух краев изолентой. И подсоедините верхний контакт to chelovek (который идет через резистор к питанию +3V, можно юзать питание до 12V) визуальной схемы к одному краю, а второй контакт к земле (Ground). Подсоединить можете просто - оголить контакты и прикрепить той же изолентой. Вторым, нижним оголенным контактом to chelovek можете водить по VHS пленке и изменять частоту генератора.

Кстати, если вы к одному концу пленки подсоедините питание, а к другому - землю, а также припаяте к схеме CD40106 упомянутый CV вход в ввиде кабеля с одним оголенным концом, то сможете последним водить по пленке и управлять осциллятором.

Если пленку найти тяжело, вы можете взять карандаш и нарисовать жирную широкую линию на бумаге и к ней приклеить контакты. Это способ даже будет работать лучше за VHS.

Кроме схемы от админов канала, вы можете собрать по инструкции от Makezine:

https://makezine.com/projects/drawdio-musical-pencil/

Также в доп файлах будет представлена работающая схема отдельного ленточного контроллера на основе VHS-пленки от юзера форума Looks Mum No Computer.

Любителям DIY вообще предлагают собрать заводской вариант:

https://www.instructables.com/Make-a-Ribbon-Controller/
Единственная проблема: придется заказывать детали. И цена получится на 1 доллар дешевле, нежели заказать Soft Pot и не насиловать себе мозги.