Zynthian: Open Synth Platform (Zynthian Basic KIT V2) - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Zynthian ist ein offenes Projekt mit dem Ziel, eine Open Synth Platform basierend auf Free Software und Open Hardware Specifications & Designs (sofern verfügbar) zu schaffen. Es ist ein Gemeinschaftsprojekt.

Lieferungen

Dieses Tutorial basiert auf dem Zynthian Basic Kit v2, das im Zynthian Shop zu finden ist.

Wenn Sie Musiker oder Liebhaber sind und Ihre elektronischen Fähigkeiten begrenzt sind, stehen Ihnen auch andere KITs zur Verfügung. Schauen Sie sich die Erfolgsfälle an.

Schritt 1: Stückliste, erforderliche Fähigkeiten und Werkzeuge

Stückliste

• Zynthian Basic Kit (kundenspezifische Leiterplatten, elektronische Teile, Verkabelung und Knöpfe)
• Koffer-Kit
• Raspberry Pi 3 (oder Raspberry Pi 2)
• HifiBerry DAC+ Soundkarte
• OzzMaker PiScreen 3,5" Touch-Display
• Netzteil für Raspberry Pi (5.1v 2.4A mit microUSB-Anschluss)
• 16 GB SD-Karte (eine gute, bitte!)

Benötigte Fähigkeiten

Für den Bau der Hardware sollten Sie folgende Grundkompetenzen mitbringen:

• Löten
• Grundlegendes Verständnis für das Lesen grundlegender elektronischer Schaltpläne
• Freude an der Arbeit mit elektronischer Hardware und Teilen

Werkzeuge

Und dies ist die Liste der erforderlichen und empfohlenen Tools:

• Lötkolben
• Zinnlot
• Kabelschneider
• Kleine Zange
• Schraubendreher Philips
• Schraubenschlüssel, für Potentiometermuttern (empfohlen)
• Leiterplattenhalter zum Löten (sehr zu empfehlen!)
• Kleine Eisenbürste (sehr zu empfehlen!)
• Lupe (empfohlen)
• Ein Schraubstock (empfohlen)
• Eine Handsäge für Metall (empfohlen)
• Multimeter (empfohlen!)

Schritt 2: Zusammenbau der Controller-Module

Das Controller-Modul-Kit besteht aus:

• 4 x Controller-Platinen
• 4 x Drehgeber mit Schalter (PEC11R-4215K-S0024)
• 4 x Keramikkondensator 100nF (C1)
• 8 x Keramikkondensator 10nF (c2, c3)
• 4 x 4-poliger JST-Winkelstecker

Diese Komponenten werden verwendet, um die 4 Controller-Module aufzubauen, die die Eingangsseite der physischen Zynthian-Benutzeroberfläche bilden. Jeder Controller beinhaltet einen Inkrementaldrehgeber und einen Schalter, sodass 4 Adern (A, B, SW, GND) zum Anschluss benötigt werden.

Dies sind die Schritte zum Erstellen eines Moduls:

1. Biegen Sie die Befestigungslaschen des Encoders auf 75º, damit Sie ihn in die Oberseite der Platine (die beschriftete Seite!) einführen können. Bitte seien Sie beim Biegen der Laschen sehr vorsichtig, da das Encodergehäuse ziemlich zerbrechlich ist und sich verformen könnte. Ich empfehle, eine kleine Zange zu verwenden und nicht bis zu 90 ° zu erreichen.
2. Platzieren Sie den 100nF-Kondensator in C1-Position (ganz rechts!). Dies dient zum Entprellen des Druckschalters (SW).
3. Platzieren Sie die 2 x 10nF-Kondensatoren in den Positionen C2 und C3. Diese dienen zur Entprellung der Drehgeberkontakte (A, B).
4. Löten Sie den Encoder und die Kondensatoren sorgfältig.
5. Setzen Sie den JST-Stecker in die Unterseite der Platine, mit den Winkelstiften nach innen (siehe Foto!)
6. Löten Sie den JST-Stecker vorsichtig an.
7. Verwenden Sie die Zange, um die Laschen des Encoders wieder zu schließen und versuchen Sie, die Platine zu "fangen".

Sie müssen 4 Controller-Module bauen, also müssen Sie die Schritte 4 Mal wiederholen.

Schritt 3: Zusammenbau des All-In-One-Moduls

Das All-In-One-Modul-Kit besteht aus:

• 1 x All-In-One-Platine
• 1 x GPIO-Expander MCP23017 => 28-Pin IC
• 3 x Optokoppler H11L1 (OC1, OC2, OC3) => 6-poliger IC
• 3 x Diode 1N4148 (D1, D3, D4)
• 1 x Diode 1N5819 (D2)
• 3 x Widerstand 1K (R3, R4, R9) => braun-schwarz-rot (*)
• 1 x Widerstand 10K (R10) => braun-schwarz-orange (*)
• 1 x Widerstand 100 (R1) => braun-schwarz-braun (*)
• 2 x Widerstand 4K7 (R5, R7) => gelb-lila-rot (*)
• 3 x Widerstand 470 (R2, R6, R8) => gelb-lila-braun (*)
• 4 x Keramikkondensator 100nF (C1, C2, C3, C4)
• 7 x 4-poliger JST-Stecker
• 1 x 40-poliger, doppelreihiger Stecker

(*) Lesen Sie von links nach rechts mit dem Toleranzring (Gold oder Silber) rechts.

Dies sind die Schritte zum Erstellen des All-In-One-Moduls:

1. Platzieren Sie die passiven Komponenten (Widerstände & Kondensatoren) in der Oberseite der Platine (die beschriftete Seite!).
2. Löten Sie die Komponenten sorgfältig. Vermeiden Sie immer eine Überhitzung!
3. Legen Sie die ICs und Dioden in die Oberseite der Platine (die beschriftete Seite!). Achten Sie auf die Ausrichtung dieser Komponenten!!
4. Löten Sie die Komponenten sorgfältig. Vermeiden Sie immer eine Überhitzung! (*)
5. Stecken Sie die Stecker in die Oberseite der Platine (die beschriftete Seite!).
6. Löten Sie die Komponenten sorgfältig. Überhitzung immer vermeiden! (*)

(*) Sie könnten etwas Klebeband zum Fixieren der Komponenten während des Lötens verwenden, insbesondere für ICs und Steckverbinder.

Schritt 4: Optimieren der HifiBerry DAC+ Soundkarte

Wenn Sie die HifiBerry DAC+ Soundkarte (auch Lite- und Pro-Versionen) verwenden, sollten Sie dem Board 2 zusätzliche Anschlüsse hinzufügen:

• 40-poliger GPIO-Stecker, zum Anschluss des Hauptbandbuskabels
• 3-poliger Header-Anschluss zum Anschließen der zusätzlichen Audio-Line-Out-Klinkenanschlüsse

Beide Stecker müssen auf der Oberseite der Platine platziert werden, daher sollten Sie die Kontakte auf der Unterseite verlöten.

WARNUNG! Das Löten des großen 40-Pin-Steckers kann schwierig sein, wenn Sie nicht genug Übung haben.

Schritt 5: Optimieren des OzzMaker PiScreen 3.5' Touch-Displays

Das Standard OzzMaker PiScreen 3.5' Touch-Display verfügt über 2 Anschlüsse: eine Buchse zum Anschluss des Displays als Hut und einen seitlich platzierten Stecker. Das offizielle Aluminiumgehäuse und das Flachbandkabel sind für den seitlichen Stecker ausgelegt. Die Buchse kann störend sein und sollte zum besseren Schließen des Gehäuses entfernt werden.

Wenn Sie Ihren PiScreen aus einem "Bundle-All"-Kit erhalten haben, haben Sie diese nervige Buchse wahrscheinlich nicht, also haben Sie Glück und müssen hier nichts tun. Wenn Sie es haben, nehmen Sie die Säge und entfernen Sie den Stecker vorsichtig.

Andere Soundkarten und DisplaysWenn Sie eine andere Soundkarte oder ein anderes Display verwenden, müssen Sie sehen, wie Sie diese am besten integrieren.

Schritt 6: Aufbau der MIDI-IN/OUT/THRU-Anschlüsse

Bevor wir die MIDI-IN/OUT/THRU-Anschlüsse in das Gehäuse einbauen, löten wir die benötigten Drähte, die es ermöglichen, es mit einem JST-Anschluss an die All-In-One-Schaltung anzuschließen. Auf diese Weise ist es etwas bequemer, als zu versuchen, mit dem ganzen Kabelsalat im Inneren des Gehäuses zu löten.

JST-Anschlussdrähte

• JST Weiß (1) => LED's Anode (LED's rotes Kabel/langes Kabel)
• JST Gelb (2) => LED's Kathode (LED's schwarzes Kabel/kurze Leitung)
• JST Schwarz (3) => Pin 5 des MIDI-Anschlusses
• JST Rot (4) => Pin 4 des MIDI-Anschlusses

Wenn Sie möchten (ich empfehle Ihnen dringend!), können Sie die Kontakte mit einem Schrumpfschlauch schützen (die roten Ärmelstücke auf dem Foto). Denken Sie in diesem Fall daran, die Hülsenstücke vor dem Löten einzusetzen;-)

Schritt 7: Aufbau der JACK Audio-Out-Anschlüsse

Auf die gleiche Weise löten wir vor der Montage der Klinkenstecker in das Gehäuse die benötigten Drähte. Sie können auch einen Schrumpfschlauch verwenden.

Schritt 8: Montieren Sie die MIDI-Aktivitäts-LEDs

Setzen Sie die 3 LEDs in die Gehäuselöcher ein. Vielleicht möchten Sie die LEDs mit etwas Starrem als Ihrem Finger drücken. Der Griff des Schraubendrehers könnte in Ordnung sein.

Wenn es fertig ist, müssen Sie die 2 LED-Drähte (rot/schwarz) mit den 2 Ersatzdrähten am MIDI JST-Kabelbaum (weiß/gelb) verlöten. Die Polarität ist wichtig, also kreuzen Sie die Drähte nicht:

• JST Weißes Kabel (1) => LED's Anode (LED's rotes Kabel/langes Kabel)
• JST Gelbes Kabel (2) => LED's Kathode (LED's schwarzes Kabel/kurze Leitung)

Nach dem Löten aller 3 LEDs möchten Sie die Verbindung eventuell mit Schrumpfschlauch, Klebeband oder Schmelzkleber schützen.

Schritt 9: Gehäusemontage (optional)

Wenn Sie das Zynthian Aluminium Case Kit verwenden, das mit dem Zynthian Basic Kit v2 kompatibel ist, können Sie die nächsten Schritte ausführen (die detaillierten Schritte finden Sie hier):

Bauen Sie den Hauptcomputerblock zusammen Der Hauptcomputerblock besteht aus dem RBPi und der HifiBerry-Soundkarte.

Sichern des HauptrechnerblocksNach der Montage des Hauptrechnerblocks sollten Sie ihn am Gehäuse befestigen. Verwenden Sie 4 schwarze M2,5-Schrauben

Befestigen des All-In-One-ModulsBefestigen Sie das All-In-One-Modul mit 4 x Trennstegen und 8 x M2,5-Schrauben am Gehäuse.

Sichern Sie die KlinkensteckerSetzen Sie die Ringe auf die Außenseite des Gehäuses, um eine Beschädigung der Gehäuseoberfläche beim Anziehen der Muttern zu vermeiden.

Sichern Sie die MIDI-IN/OUT/THRU-Anschlüsse

Stecken Sie einfach den Stecker mit dem JST-Kabel von der Außenseite des Gehäuses und der Mutter von der Innenseite. Zum Festziehen kann eine Zange nützlich sein.

Montieren Sie die MIDI-Aktivitäts-LEDs (oben beschrieben)

Sichern Sie das Display

Es besteht aus 4 Schrauben, 4 Muttern und 4 Nylonseparatoren. Vergessen Sie nicht, die Schutzfolie zu entfernen, bevor Sie den Bildschirm befestigen.

Befestigen Sie die Controller. Befestigen Sie die 4 Controller-Module mit den 4 Schrauben und Unterlegscheiben, die an jedem Drehgeber angebracht sind, an der Gehäuseabdeckung. WICHTIG: Um Probleme beim Schließen des Gehäuses zu vermeiden, empfehle ich, die Controller-Module mit den Anschlüssen zueinander zu montieren.

Einsetzen der Knöpfe Sie sollten die Knöpfe in die Encoder einsetzen, bevor Sie das Gehäuse schließen. Dadurch wird vermieden, dass die Encoder zu stark gezwungen werden, da Sie sie sonst beschädigen könnten.

Schritt 10: Verbinden Sie den Hauptbandbus

Verbinden Sie das Main Ribbon Bus-Kabel mit dem 40-Pin-Header des RBPi und auch mit dem All-In-One-Modul

Schritt 11: Controller am All-In-One anschließen

Verbinden Sie die 4 Doppel-JST-Kabel mit den 4 Controller-Anschlüssen des All-In-One-Moduls (CTRL1, CTRL2, CTRL3, CTRL4)

Schritt 12: MIDI verbinden

Verbinden Sie die 2 JST-Kabel von den MIDI-Anschlüssen mit den MIDI-IN-, MIDI-OUT- und MIDI-THRU-Anschlüssen des All-In-One-Moduls.

Schritt 13: Verbinden Sie die 4 X-Controller-Module

Verbinden Sie die 4 x Controller Module entsprechend der richtigen Nummerierung: von oben nach unten und von links nach rechts.

Schritt 14: Verbinden Sie den Klinkenstecker

Verbinden Sie den Klinkenstecker mit dem zusätzlichen Audioausgang der HifiBerry-Soundkarte. Es ist der 3-polige JST-Anschluss, den Sie zuvor gelötet haben.

Schritt 15: Verbinden Sie das Display

Verbinden Sie schließlich den 26-poligen Anschluss des Farbbands mit dem männlichen Seitenanschluss des Displays. Achten Sie auf die Ausrichtung. Der rote Draht sollte der Pin 1 sein, der auf der PCB-Oberfläche des Displays markiert ist.

Schritt 16: Überprüfen Sie die Montage und Verdrahtung des Teils

Es ist leicht, beim Zusammenbau der Teile oder beim Anschließen der Drähte einen Fehler zu machen. Einige Fehler können für die elektronischen Komponenten gefährlich sein (Kurzschlüsse, bestimmte schlechte Verdrahtungskombinationen), daher ist es besser, sicherzustellen, dass alles richtig zusammengebaut und angeschlossen ist.

Achten Sie besonders auf die Flachbandbusverbindung und vergewissern Sie sich, dass der rote Draht für jeden Stecker an Pin 1 liegt. Achten Sie auch auf die Audio-Klinkenanschlüsse und prüfen Sie, ob diese richtig mit der Hifiberry-Soundkarte verbunden sind.

Schritt 17: Erster Boot

Wenn Sie sicher sind, dass alles an seinem Platz ist, ist es an der Zeit, den Computer zu booten, also:

1. Legen Sie die SD-Karte mit dem betriebsbereiten Zynthian-Image ein. Wenn Sie noch keinen haben, lesen Sie dies. Sie können die SD-Karte durch das "Fenster" an der Unterseite des Gehäuses einlegen. Auch wenn das Gehäuse noch geöffnet ist, können Sie dies von oben tun.
2. Stecken Sie den Mini-USB-Stromanschluss ein. Ein gutes 5V Micro-USB-Ladegerät wird empfohlen (> 2 Ampere).

Dies sind die Phasen, die Sie beim Booten sehen sollten:

1. Nach 5-10 Sekunden wird der Zynthian-Begrüßungsbildschirm angezeigt
2. Nach 3-4 Sekunden wird es schwarz
3. Wenn Sie ein neues zynthian-Image verwenden und es der erste Boot ist, werden die Schritte 1 und 2 wiederholt
4. Nach 5-10 Sekunden wird die zynthian UI angezeigt

Wenn Sie die Zynthian-Benutzeroberfläche erhalten, herzlichen Glückwunsch!!! Du bist ganz nah dran!!

Wenn Sie keinen Fehlerbildschirm oder einen leeren Bildschirm erhalten, haben Sie Pech! Wahrscheinlich haben Sie bei der Montage einen Fehler gemacht. Sie müssen das/die Problem(e) lokalisieren und lösen.

Wenn Sie das Aruk RC-3 SD-Image verwenden (das sollten Sie!), werden Sie feststellen, dass die Controller überhaupt nicht funktionieren. Dieses SD-Image ist für die Arbeit mit dem Kit v2 vorkonfiguriert, daher müssen Sie die Software für die Arbeit mit dem Kit v3 konfigurieren. Am einfachsten geht das mit dem webconf-Tool:

• Verbinden Sie Ihren zynthian über ein Ethernet-Kabel (RJ-45) mit Ihrem lokalen Netzwerk.
• Greifen Sie von Ihrem Webbrowser aus auf das webconf-Tool von zynthian zu, indem Sie "zynthian.local" in die Adressleiste eingeben. Wenn dies bei Ihnen nicht funktioniert, sollten Sie es mit der IP versuchen. Sie können die IP Ihres zynthian erhalten, indem Sie zum Admin-Menü navigieren und auf "Netzwerkinfo" klicken. Das solltest du über die "Touch"-Oberfläche tun: Klicke mit einem Stock (oder deinem Nagel, wenn er nicht zu breit ist) auf die obere Leiste, bis du im Admin-Menü bist. Wenn Sie dort sind, gehen Sie nach unten und klicken Sie auf "Netzwerkinformationen".
• Geben Sie das Passwort (Himbeere) für die Anmeldung im Webconf-Tool ein.
• Sobald Sie eingeloggt sind, müssen Sie auf Hardware->Kit zugreifen und "Kit V3" auswählen.
• Speichern Sie die Änderungen und starten Sie Ihren Zynthian neu.

Schritt 18: Testen Sie Ihre Zynthian-Box

1. Testen Sie die Controller und die Benutzeroberfläche
2. Testen Sie die Audioausgabe
3. Testen Sie das MIDI-Subsystem
4. Testen Sie die MIDI-USB-Eingänge
5. Testen Sie den MIDI-IN-Anschluss

Schritt 19: Referenzen

Alle Bauschritte finden Sie auf wiki.zynthian.org.