Zynthian: แพลตฟอร์ม Open Synth (Zynthian Basic KIT V2): 19 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

Zynthian เป็นโครงการแบบเปิดโดยมีเป้าหมายในการสร้าง Open Synth Platform โดยใช้ซอฟต์แวร์ฟรีและการออกแบบฮาร์ดแวร์แบบเปิด (หากมี) เป็นโครงการที่ขับเคลื่อนโดยชุมชน

เสบียง

บทช่วยสอนนี้อิงจาก Zynthian Basic Kit v2 ที่สามารถพบได้ใน Zynthian Shop

นอกจากนี้ยังมี KIT อื่นๆ หากคุณเป็นนักดนตรีหรือผู้สนใจรัก และทักษะทางอิเล็กทรอนิกส์ของคุณมีจำกัด ดูกรณีความสำเร็จ

ขั้นตอนที่ 1: รายการวัสดุ ทักษะและเครื่องมือที่จำเป็น

บิลวัสดุ

• Zynthian Basic Kit (PCB แบบกำหนดเอง ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ สายไฟ และลูกบิด)
• ชุดเคส
• Raspberry Pi 3 (หรือ Raspberry Pi 2)
• การ์ดเสียง HifiBerry DAC+
• OzzMaker PiScreen 3.5" หน้าจอสัมผัส
• อะแดปเตอร์แปลงไฟสำหรับ Raspberry Pi (5.1v 2.4A พร้อมขั้วต่อ microUSB)
• การ์ด SD ขนาด 16GB (อันที่ดีได้โปรด!)

ทักษะที่จำเป็น

ในการสร้างฮาร์ดแวร์ คุณควรมีความสามารถพื้นฐานดังต่อไปนี้:

• บัดกรี
• ความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับการอ่านแผนภาพวงจรอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น
• ความเพลิดเพลินในการทำงานกับฮาร์ดแวร์และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

เครื่องมือ

และนี่คือรายการเครื่องมือที่จำเป็นและแนะนำ:

• หัวแร้ง
• บัดกรีดีบุก
• เครื่องตัดลวด
• คีมขนาดเล็ก
• ไขควงแฉก Philips
• ประแจสำหรับน็อตโพเทนชิโอมิเตอร์ (แนะนำ)
• ที่ยึด PCB สำหรับการบัดกรี (แนะนำมาก!)
• แปรงเหล็กขนาดเล็ก (แนะนำมาก!)
• แว่นขยาย (แนะนำ)
• รอง (แนะนำ)
• เลื่อยมือสำหรับโลหะ (แนะนำ)
• มัลติมิเตอร์ (แนะนำ!)

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบโมดูลคอนโทรลเลอร์

ชุดโมดูลคอนโทรลเลอร์ประกอบด้วย:

• 4 x คอนโทรลเลอร์ PCBs
• 4 x เครื่องเข้ารหัสแบบโรตารี่พร้อมสวิตช์ (PEC11R-4215K-S0024)
• 4 x ตัวเก็บประจุเซรามิก 100nF (C1)
• 8 x ตัวเก็บประจุเซรามิก 10nF (c2, c3)
• ขั้วต่อมุมตัวผู้ JST 4 ขา 4 พิน

ส่วนประกอบนี้ใช้เพื่อสร้างโมดูลคอนโทรลเลอร์ 4 ชุดที่สร้างด้านอินพุตของอินเทอร์เฟซผู้ใช้ Zynthian จริง คอนโทรลเลอร์แต่ละตัวฝังตัวเข้ารหัสแบบหมุนที่เพิ่มขึ้นและสวิตช์ ดังนั้นจึงต้องใช้สายไฟ 4 เส้น (A, B, SW, GND) ในการเชื่อมต่อ

นี่คือขั้นตอนในการสร้างหนึ่งโมดูล:

1. งอแถบยึดของตัวเข้ารหัสเป็น75º เพื่อให้คุณสามารถใส่กลับด้านของ PCB (ด้านที่มีป้ายกำกับ!) โปรดใช้ความระมัดระวังในการดัดแถบเนื่องจากตัวเข้ารหัสค่อนข้างบอบบางและอาจเปลี่ยนรูปได้ ฉันแนะนำให้ใช้คีมขนาดเล็กและไม่ถึง90º
2. วางตัวเก็บประจุ 100nF ในตำแหน่ง C1 (ขวาสุด!) ใช้สำหรับปิดสวิตช์กด (SW)
3. วางตัวเก็บประจุ 2 x 10nF ในตำแหน่ง C2 และ C3 สิ่งเหล่านี้ใช้สำหรับการหักหน้าสัมผัสตัวเข้ารหัสแบบหมุน (A, B)
4. ประสานตัวเข้ารหัสและตัวเก็บประจุอย่างระมัดระวัง
5. วางขั้วต่อ JST ไว้ที่ด้านล่างของ PCB โดยให้หมุดมุมหันเข้าด้านใน (ดูรูป!)
6. ประสานตัวเชื่อมต่อ JST อย่างระมัดระวัง
7. ใช้คีมปิดแท็บของตัวเข้ารหัสอีกครั้ง พยายาม "จับ" PCB

คุณต้องสร้างโมดูลคอนโทรลเลอร์ 4 ชุด ดังนั้นคุณต้องทำซ้ำขั้นตอน 4 ครั้ง

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบโมดูล All-In-One

ชุดโมดูล All-In-One ประกอบด้วย:

• 1 x All-In-One PCB
• 1 x ตัวขยาย GPIO MCP23017 => IC 28 พิน
• 3 x opto-coupler H11L1 (OC1, OC2, OC3) => IC 6 ขา
• 3 x ไดโอด 1N4148 (D1, D3, D4)
• 1 x ไดโอด 1N5819 (D2)
• ตัวต้านทาน 3 ตัว 1K (R3, R4, R9) => สีน้ำตาล-ดำ-แดง (*)
• 1 x ตัวต้านทาน 10K (R10) => สีน้ำตาล-ดำ-ส้ม (*)
• 1 x ตัวต้านทาน 100 (R1) => สีน้ำตาล-ดำ-น้ำตาล (*)
• ตัวต้านทาน 2 ตัว 4K7 (R5, R7) => เหลือง-ม่วง-แดง (*)
• ตัวต้านทาน 3 ตัว 470 (R2, R6, R8) => เหลือง-ม่วง-น้ำตาล (*)
• 4 x ตัวเก็บประจุเซรามิก 100nF (C1, C2, C3, C4)
• ขั้วต่อ JST ตัวผู้ 7 x 4 ขา
• 1 x ขั้วต่อตัวผู้สองแถว 40 พิน

(*) อ่านจากซ้ายไปขวาพร้อมวงแหวนความอดทน (ทองหรือเงิน) ทางด้านขวา

นี่คือขั้นตอนสำหรับการสร้างโมดูล All-In-One:

1. วางส่วนประกอบแบบพาสซีฟ (ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ) ที่ด้านบนของ PCB (ด้านที่ติดฉลาก!)
2. ประสานส่วนประกอบอย่างระมัดระวัง หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปเสมอ!
3. วางไอซีและไดโอดที่ด้านบนของ PCB (ด้านที่ติดฉลาก!) ให้ความสนใจกับการวางแนวของส่วนประกอบเหล่านี้!!
4. ประสานส่วนประกอบอย่างระมัดระวัง หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปเสมอ! (*)
5. วางขั้วต่อไว้ที่ด้านบนของ PCB (ด้านที่มีฉลาก!)
6. ประสานส่วนประกอบอย่างระมัดระวัง หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปเสมอ! (*)

(*) คุณสามารถใช้เทปเพื่อยึดส่วนประกอบขณะบัดกรี โดยเฉพาะสำหรับไอซีและคอนเนคเตอร์

ขั้นตอนที่ 4: ปรับแต่งการ์ดเสียง HifiBerry DAC+

หากคุณกำลังใช้การ์ดเสียง HifiBerry DAC+ (รวมถึงเวอร์ชัน Lite และ Pro) คุณควรเพิ่มตัวเชื่อมต่อพิเศษ 2 ตัวเข้ากับบอร์ด:

• ขั้วต่อ GPIO ตัวผู้ 40 แถวสำหรับต่อสายแพหลัก
• ขั้วต่อหัวต่อ 3 พิน สำหรับเชื่อมต่อขั้วต่อแจ็คสัญญาณเสียงออกพิเศษ

ต้องวางขั้วต่อทั้งสองไว้ที่ด้านบนของบอร์ด ดังนั้นคุณควรประสานหน้าสัมผัสที่ด้านล่าง

คำเตือน! การบัดกรีคอนเน็กเตอร์ 40 พินขนาดใหญ่อาจทำได้ยากหากคุณฝึกฝนไม่เพียงพอ

ขั้นตอนที่ 5: ปรับแต่ง OzzMaker PiScreen 3.5 'Touch-display

หน้าจอสัมผัส OzzMaker PiScreen 3.5 มาตรฐานมี 2 ตัวเชื่อมต่อ: ขั้วต่อตัวเมียพร้อมสำหรับเชื่อมต่อจอแสดงผลเป็นหมวกและขั้วต่อตัวผู้ที่วางอยู่ด้านข้าง ตัวเรือนอะลูมิเนียมอย่างเป็นทางการและสายแพได้รับการออกแบบสำหรับขั้วต่อตัวผู้ด้านข้าง ขั้วต่อตัวเมียอาจสร้างความรำคาญและควรถอดออกเพื่อให้ปิดเคสได้ดีขึ้น

หากคุณได้รับ PiScreen จากชุดอุปกรณ์ "Bundle-All" คุณอาจไม่มีขั้วต่อตัวเมียที่น่ารำคาญนี้ ดังนั้นคุณโชคดีและไม่ต้องทำอะไรที่นี่ หากคุณมี ให้นำเลื่อยและถอดขั้วต่อออกอย่างระมัดระวัง

การ์ดเสียงและจอแสดงผลอื่นๆ หากคุณใช้การ์ดเสียงหรือจอแสดงผลอื่น คุณจะต้องดูวิธีที่ดีที่สุดในการผสานรวม

ขั้นตอนที่ 6: สร้างตัวเชื่อมต่อ MIDI-IN/OUT/THRU

ก่อนทำการติดตั้งขั้วต่อ MIDI-IN/OUT/THRU ลงในเคส เราจะบัดกรีสายไฟที่จำเป็นเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อกับวงจร All-In-One โดยใช้ขั้วต่อ JST การทำเช่นนี้ค่อนข้างสะดวกกว่าการพยายามประสานภายในเคสด้วยการเดินสายที่ยุ่งเหยิง

สายเชื่อมต่อ JST

• JST สีขาว (1) => ขั้วบวกของ LED (สายไฟสีแดงของ LED/สายยาว)
• JST สีเหลือง (2) => แคโทดของ LED (ลวดสีดำของ LED / ตะกั่วสั้น)
• JST Black (3) => พิน 5 ของขั้วต่อ MIDI
• JST Red (4) => พิน 4 ของขั้วต่อ MIDI

หากคุณต้องการ (ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้คุณทำ!) คุณสามารถป้องกันหน้าสัมผัสโดยใช้ปลอกหดแบบใช้ความร้อนได้ (ส่วนแขนเสื้อสีแดงในภาพ) ในกรณีนั้น อย่าลืมใส่ปลอกแขนก่อนบัดกรี;-)

ขั้นตอนที่ 7: สร้างตัวเชื่อมต่อ JACK Audio-Out

ในทำนองเดียวกัน ก่อนติดตั้งขั้วต่อแจ็คเข้ากับเคส เราจะบัดกรีสายไฟที่จำเป็น คุณสามารถใช้ปลอกหดความร้อนได้เช่นกัน

ขั้นตอนที่ 8: ติดตั้ง MIDI Activity LEDS

ใส่ไฟ LED 3 ดวงในรูเคส คุณอาจต้องการดันไฟ LED ด้วยสิ่งที่แข็งกว่านิ้วของคุณ ด้ามไขควงก็ใช้ได้

เมื่อเสร็จแล้ว คุณต้องบัดกรีสายไฟ LED 2 เส้น (สีแดง/สีดำ) กับสายไฟสำรอง 2 เส้นบนสายรัด MIDI JST (สีขาว/สีเหลือง) ขั้วเป็นสิ่งสำคัญ ดังนั้นอย่าข้ามสายไฟ:

• JST ลวดสีขาว (1) => แอโนดของ LED (สายสีแดงของ LED/ตะกั่วยาว)
• JST ลวดสีเหลือง (2) => แคโทดของ LED (ลวดสีดำของ LED / ตะกั่วสั้น)

หลังจากบัดกรี LED ทั้ง 3 ดวงแล้ว คุณอาจต้องการป้องกันการเชื่อมต่อกับปลอกหดด้วยความร้อน เทปกาว หรือกาวร้อนละลาย

ขั้นตอนที่ 9: การติดตั้งเคส (อุปกรณ์เสริม)

หากคุณใช้ Zynthian Aluminium Case Kit ที่เข้ากันได้กับ Zynthian Basic Kit v2 คุณสามารถทำตามขั้นตอนถัดไปได้ (คุณจะพบขั้นตอนรายละเอียดที่นี่):

ประกอบ Main Computing Blockบล็อกการคำนวณหลักประกอบด้วย RBPi และการ์ดเสียง HifiBerry

รักษาความปลอดภัยให้กับ Main Computing Block หลังจากประกอบบล็อกการประมวลผลหลักแล้ว คุณควรรักษาความปลอดภัยให้กับเคส ใช้น็อต M2.5 สีดำ 4 ตัว

ยึดโมดูล All-In-One ยึดโมดูล All-In-One เข้ากับเคสโดยใช้ตัวแยก 4 x และสลักเกลียว M2.5 8 ตัว

ยึดขั้วต่อแจ็คให้แน่นใส่วงแหวนที่ด้านนอกของเคสเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้พื้นผิวเคสเสียหายเมื่อคุณขันน็อตให้แน่น

ยึดขั้วต่อ MIDI-IN/OUT/THRU

เพียงเสียบคอนเนคเตอร์ด้วยลวด JST จากด้านนอกของเคสและน็อตจากด้านใน คีมหนึ่งคู่สามารถช่วยกระชับได้

เมานต์ LEDS กิจกรรม MIDI (อธิบายด้านบน)

รักษาความปลอดภัยจอแสดงผล

ประกอบด้วยน็อต 4 ตัว น็อต 4 ตัว และตัวคั่นไนลอน 4 ตัว ก่อนทำการซ่อมหน้าจอ อย่าลืมถอดแผ่นพลาสติกป้องกันออก

ยึดคอนโทรลเลอร์ยึดโมดูลคอนโทรลเลอร์ 4 ชุดเข้ากับฝาครอบเคสโดยใช้สลักเกลียวและแหวนรอง 4 ตัวที่ติดอยู่กับตัวเข้ารหัสแบบโรตารี่ทุกตัว สำคัญ: เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาขณะปิดเคส ขอแนะนำให้ติดตั้งโมดูลคอนโทรลเลอร์โดยให้ขั้วต่อหันเข้าหากัน

ใส่ลูกบิดคุณควรใส่ลูกบิดเข้าไปในตัวเข้ารหัสก่อนปิดเคส วิธีนี้จะช่วยหลีกเลี่ยงการบังคับตัวเข้ารหัสมากเกินไป มิฉะนั้น คุณสามารถทำลายได้

ขั้นตอนที่ 10: เชื่อมต่อ Ribbon Bus หลัก

เชื่อมต่อสาย Main Ribbon Bus กับส่วนหัว 40 พินของ RBPi และกับโมดูล All-In-One

ขั้นตอนที่ 11: เชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์กับ All-In-One

เชื่อมต่อสายเคเบิล JST คู่ 4 เส้นเข้ากับคอนเน็กเตอร์คอนโทรลเลอร์ 4 ตัวบนโมดูล All-In-One (CTRL1, CTRL2, CTRL3, CTRL4)

ขั้นตอนที่ 12: เชื่อมต่อ MIDI

เชื่อมต่อสายเคเบิล JST 2 เส้นจากขั้วต่อ MIDI เข้ากับขั้วต่อ MIDI-IN, MIDI-OUT และ MIDI-THRU บนโมดูล All-In-One

ขั้นตอนที่ 13: เชื่อมต่อ 4 X Controller Modules

เชื่อมต่อ 4 x Controller Modules ตามหมายเลขที่ถูกต้อง: จากบนลงล่างและจากซ้ายไปขวา

ขั้นตอนที่ 14: เชื่อมต่อขั้วต่อแจ็ค

เชื่อมต่อขั้วต่อแจ็คกับขั้วต่อสัญญาณเสียงออกเสริมบนการ์ดเสียง HifiBerry เป็นขั้วต่อ JST แบบ 3 ขาที่คุณเคยบัดกรีมาก่อน

ขั้นตอนที่ 15: เชื่อมต่อจอแสดงผล

และสุดท้าย เชื่อมต่อขั้วต่อ 26 พินของริบบิ้นกับขั้วต่อด้านชายของจอแสดงผล ให้ความสนใจกับการปฐมนิเทศ สายสีแดงควรเป็นพิน 1 ที่ทำเครื่องหมายไว้ที่พื้นผิว PCB ของจอแสดงผล

ขั้นตอนที่ 16: ตรวจสอบการประกอบและการเดินสายไฟของชิ้นส่วนอีกครั้ง

เกิดข้อผิดพลาดได้ง่ายขณะประกอบชิ้นส่วนหรือต่อสายไฟ ข้อผิดพลาดบางอย่างอาจเป็นอันตรายต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ (ไฟฟ้าลัดวงจร, สายไฟไม่ถูกต้องบางชนิด) ดังนั้นจึงควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ประกอบและเชื่อมต่อทุกอย่างอย่างถูกต้องแล้ว

ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการเชื่อมต่อบัสริบบอนและตรวจสอบว่าสายสีแดงอยู่ที่พิน 1 สำหรับทุกขั้วต่อ ให้ความสนใจกับขั้วต่อแจ็คเสียงและตรวจสอบว่าเชื่อมต่อกับการ์ดเสียง Hifiberry อย่างถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 17: บูตครั้งแรก

เมื่อคุณแน่ใจว่าทุกอย่างเข้าที่แล้ว ก็ถึงเวลาบูตเครื่อง ดังนั้น:

1. ใส่การ์ด SD ที่มีรูปภาพ zynthian ที่พร้อมใช้งาน ถ้ายังไม่มี อ่านทางนี้ คุณสามารถเสียบการ์ด SD ผ่าน "หน้าต่าง" ที่ด้านล่างของเคส นอกจากนี้ หากเคสยังเปิดอยู่ คุณสามารถทำได้จากด้านบน
2. เสียบขั้วต่อสายไฟ mini-usb ขอแนะนำให้ใช้ที่ชาร์จ micro-usb 5V ที่ดี (> 2 แอมป์)

นี่คือขั้นตอนที่คุณควรเห็นขณะบูตเครื่อง:

1. หลังจาก 5-10 วินาที จะแสดงหน้าจอ Zynthian splash
2. หลังจาก 3-4 วินาที มันจะเป็นสีดำ
3. หากคุณกำลังใช้ภาพซินเทียนที่สดใหม่และเป็นบูตครั้งแรก ระยะที่ 1 และ 2 จะถูกทำซ้ำ
4. หลังจาก 5-10 วินาที zynthian UI จะปรากฏขึ้น

หากคุณได้รับ Zynthian UI ยินดีด้วย!!! ใกล้จะถึงแล้วครับท่าน!!

หากคุณไม่ได้รับหน้าจอแสดงข้อผิดพลาดหรือหน้าจอว่างเปล่า แสดงว่าโชคร้าย! อาจเป็นเพราะคุณทำผิดพลาดระหว่างกระบวนการติดตั้ง คุณต้องค้นหาและแก้ไขปัญหา

หากคุณกำลังใช้อิมเมจ Aruk RC-3 SD (คุณควร!) คุณจะสังเกตว่าคอนโทรลเลอร์ไม่ทำงานเลย อิมเมจ SD นี้ได้รับการกำหนดค่าล่วงหน้าสำหรับการทำงานกับ kit v2 ดังนั้นคุณต้องกำหนดค่าซอฟต์แวร์สำหรับการทำงานกับ kit v3 วิธีที่ง่ายที่สุดคือใช้เครื่องมือ webconf:

• เชื่อมต่อ zynthian ของคุณกับเครือข่ายท้องถิ่นของคุณโดยใช้สายอีเธอร์เน็ต (RJ-45)
• จากเว็บเบราว์เซอร์ของคุณ ให้เข้าถึงเครื่องมือ webconf ของ zynthian โดยพิมพ์ "zynthian.local" ในแถบที่อยู่ หากวิธีนี้ใช้ไม่ได้ผล คุณควรลองใช้ IP คุณสามารถรับ IP ของ zynthian ได้โดยไปที่เมนูผู้ดูแลระบบ แล้วคลิก "ข้อมูลเครือข่าย" คุณควรทำเช่นนั้นโดยใช้อินเทอร์เฟซ "สัมผัส": คลิกแถบด้านบนด้วยแท่งไม้ (หรือเล็บของคุณ หากไม่กว้างเกินไป) จนกว่าคุณจะอยู่ในเมนูผู้ดูแลระบบ เมื่อคุณไปถึงที่นั่นแล้ว ให้ลงไปแล้วคลิก "ข้อมูลเครือข่าย"
• พิมพ์รหัสผ่าน (ราสเบอร์รี่) เพื่อเข้าสู่ระบบเครื่องมือ webconf
• เมื่อคุณเข้าสู่ระบบแล้ว คุณต้องเข้าถึง Hardware->Kit และเลือก "Kit V3"
• บันทึกการเปลี่ยนแปลงและรีบูต Zynthian ของคุณ

ขั้นตอนที่ 18: ทดสอบกล่อง Zynthian ของคุณ

1. ทดสอบตัวควบคุม & UI
2. ทดสอบเอาต์พุตเสียง
3. ทดสอบระบบย่อย MIDI
4. ทดสอบอินพุต MIDI-USB
5. ทดสอบขั้วต่อ MIDI-IN

ขั้นตอนที่ 19: การอ้างอิง

คุณจะพบขั้นตอนการสร้างทั้งหมดใน wiki.zynthian.org