Sintetizador secuenciador paralelo: 17 pasos (con imágenes)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2025-01-13 06:57

Esta es una guía para crear un secuenciador simple. Un secuenciador es un dispositivo que produce cíclicamente una serie de pasos que luego impulsan un oscilador. Cada paso puede asignarse a un tono diferente y así crear interesantes secuencias o efectos de audio. Lo llamé secuenciador paralelo porque no es impulsado por un oscilador en cada paso, sino por dos osciladores al mismo tiempo.

Paso 1: diagrama de bloques

Comencemos con el diagrama de bloques.

El dispositivo será alimentado por una batería de 9 voltios y el controlador reducirá este voltaje a 5 voltios.

Un oscilador separado generará una frecuencia baja, es decir, el tempo, que servirá como reloj para el secuenciador. Será posible ajustar el tempo con el potenciómetro.

En el secuenciador, será posible configurar el paso de reinicio y el modo de secuencia usando los interruptores de palanca.

La salida del secuenciador será de 4 pasos, que luego controlará dos osciladores conectados en paralelo, cuyas frecuencias se ajustarán con potenciómetros. Cada paso estará representado por un LED. Para los osciladores, será posible cambiar entre dos rangos de frecuencia.

El volumen de salida estará regulado por un potenciómetro.

Paso 2: tablero

Primero diseñé el circuito en una placa de pruebas. Probé algunas versiones alternativas del oscilador de tempo con diferentes circuitos, así como varias configuraciones con un secuenciador decimal o binario con un demultiplexor. El osciloscopio es útil tanto en el diseño como en la resolución de problemas.

Paso 3: esquemas

* enlace a esquemas de imagen HQ

* Si encuentra innecesaria una explicación de los esquemas, puede continuar con el siguiente paso: Lista de piezas (BOM)

La energía de la batería de 9V se transmite al circuito a través del interruptor principal S1, que estará ubicado en el panel. El voltaje de aproximadamente 9 V se reduce a 5 V mediante el regulador lineal IC1. También es posible utilizar un convertidor reductor CC-CC para reducir el voltaje, la desventaja puede ser el ruido de alta frecuencia introducido en el sistema. Los condensadores C1, C3, C15 y C16 ayudan a atenuar la interferencia y C2 suaviza el voltaje de salida.

El oscilador de tempo / oscilador de baja frecuencia (LFO) se genera utilizando un inversor de disparo Schmitt IC 40106 (IC2). El potenciómetro VR9 proporciona una frecuencia de salida ajustable. Combinando C5 y VR9, es posible seleccionar el rango deseado (en este caso de aproximadamente 0,2 Hz a 50 Hz). La frecuencia de salida se puede aumentar seleccionando un potenciómetro VR9 más pequeño o disminuyendo el valor del condensador C5. R2 limita el rango de frecuencia superior si el potenciómetro se ajusta a aprox. 0 ohmios. Las puertas no utilizadas de IC 40106 deben estar conectadas a tierra.

El generador de LFO también puede ser un IC 4093, 555 o un amplificador operacional.

El LFO, o señal de reloj, se envía a un secuenciador decimal 4017. Las entradas CLK y RST están protegidas contra interferencias mediante resistencias de reducción R39 y R5. El pin ENA debe estar conectado a tierra para permitir que el secuenciador funcione. El secuenciador funciona de la siguiente manera: Cada vez que CLK cambia de bajo a alto, el secuenciador enciende uno de los pines de salida en el orden Q0, Q1, Q2… Q9. Solo uno de los pines de salida Q0 - Q9 está siempre activo. Por tanto, el secuenciador repite cíclicamente estos diez estados. Sin embargo, cualquier salida se puede conectar al pin RST para restablecer el secuenciador en este paso. Por ejemplo, si conectamos Q4 al pin RST, la secuencia será la siguiente: (Q) 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3… Esta característica del IC se utiliza con el interruptor de tres posiciones S2, que proporciona 10 pasos (posición media, reinicio vinculado solo a tierra) o reinicio a Q4 (4 pasos) o reinicio al modo Q6 (6 pasos). Dado que el dispositivo será un secuenciador de 4 pasos, reiniciar el IC en el paso 4 resultará en una secuencia continua sin pausa, reiniciar el IC en el paso 6 resultará en una secuencia de 4 pasos y una pausa de 2 pasos, y finalmente la tercera opción será restablecer el IC en el paso 10. Esto da como resultado una secuencia de 4 pasos y una pausa de 6 pasos. La pausa proporcionada por el interruptor S2 siempre se agrega solo después de que se haya realizado la secuencia de pasos (1234 _, 1234 _… o 1234 _, 1234 _…).

Sin embargo, si queremos agregar una pausa entre los pasos mismos, debemos reorganizar el orden en el que se alimentarán los osciladores. Esto se soluciona mediante el interruptor S3. Cuando se enciende en la posición correcta, el secuenciador funciona como se describe arriba. Sin embargo, si se cambia al lado opuesto (izquierda), el paso 4 del secuenciador IC se convierte en la tercera entrada al oscilador y el paso 7 se convierte en la cuarta entrada al oscilador. Por lo tanto, la secuencia se verá así (S2 en la posición media): 12_3_4_, 12_3_4 _,…

La siguiente tabla describe todas las opciones de secuencia que pueden generar ambos conmutadores:

Posición del interruptor S2	Posición del interruptor S3	Secuencia cíclica (_ significa pausa)
Hasta	Hasta	1234
Abajo	Hasta	1234_
Medio	Hasta	1234_
Hasta	Abajo	12_3
Abajo	Abajo	12_3_
Medio	Abajo	12_3_4_

Se asigna un LED (LED3 a LED6) a cada paso, para mayor claridad.

Los osciladores paralelos se forman en el circuito NE556, en una configuración estable. Los condensadores seleccionados por los interruptores S4 y S5 se cargan y descargan a través de las resistencias R6 y R31 y los potenciómetros VR1 a VR8. El secuenciador conmuta los transistores Q1 a Q8 en pares (Q1 y Q5, Q2 y Q6, Q3 y Q7, Q4 y Q8, repetidamente) y, por lo tanto, permite que los condensadores se carguen y descarguen mediante potenciómetros de varios ajustes. La lógica interna del circuito IC4, basada en el voltaje de los condensadores, enciende y apaga los pines de salida (pines 5 y 9). El rango de frecuencia de los pasos individuales se puede ajustar cambiando los valores de los potenciómetros y también cambiando los valores de los condensadores C8 a C13. Entre cada emisor y el potenciómetro correspondiente, se agrega una resistencia de 1k (R8, R11, R14…) para la limitación de frecuencia superior. Las resistencias conectadas a la base de los transistores (R9, R12, R15…) aseguran el funcionamiento de los transistores en el estado de saturación. Las salidas de ambos osciladores están conectadas a través de un divisor de voltaje VR10 (potenciómetro de volumen) al conector de salida.

Designadores no utilizados: R1, R3, R7, R10, R13, R16, R19, R22, R25, R28, R36, LED1

Paso 4: Lista de piezas (BOM)

• LED 5x
• 1x conector estéreo 6.35
• Potenciómetro lineal 1x 100k
• Potenciómetro lineal 1x 50k
• Potenciómetro lineal 8x 10k
• Condensador de cerámica 12x 100n
• 1x resistencia 470R
• 2x resistencia de 100k
• 2x resistencia de 10k
• Resistencia 23x 1k
• Condensador electrolítico 2x 1uF
• Condensador electrolítico 1x 47uF
• 1x condensador electrolítico 470uF
• Transistor NPN 8x 2N3904
• 1x IC 40106
• 1x IC 4017N
• 1x IC NE556N
• 1x regulador lineal 7805
• Interruptor de palanca 3x 2 posiciones 1 polo
• 1x interruptor de palanca de 2 posiciones y 2 polos
• 1x interruptor de palanca de 1 polo de 3 posiciones
• Tablero prototipo
• Alambres (24 awg)
• Zócalos IC (opcional)
• Batería de 9V
• Clip de batería de 9V

Herramientas para soldar y trabajar la madera:

• Soldador
• Soldadura de soldadura
• Alicates
• Marcador
• Multimetro
• Calibrar
• Pinzas
• Alicates pelacables
• Sujetacables de plástico
• Calibrar
• Papel de lijar o lima de aguja
• Pinceles
• Pinturas De Acuarela

Paso 5: caja de madera

Decidí construir el dispositivo en una caja de madera. La elección es suya, puede utilizar una caja de plástico o aluminio, o imprimir la suya propia con una impresora 3D. Elegí una caja de 16 x 12,5 x 4,5 cm (aproximadamente 6,3 x 4,9 x 1,8 pulgadas), con una abertura extraíble. Conseguí la caja en una tienda de pasatiempos local, está hecha por KNORR Prandell (enlace).

Paso 6: Disposición de las piezas y preparación para la perforación

Coloqué los potenciómetros, los soportes para hielo y las tuercas de los interruptores en la caja y los coloqué de la manera que me gustaba. Tomé el diseño y luego cubrí la caja con cinta adhesiva desde arriba y desde un lado, donde habrá un orificio para un conector de 6,35 mm. Marqué las posiciones de los agujeros y su tamaño en la cinta adhesiva.

Paso 7: Perforación

La pared superior de la caja era relativamente delgada, así que taladré lentamente y amplié gradualmente los taladros. Después de perforar los agujeros, fue necesario tratarlos con papel de lija o limas de aguja.

Paso 8: la capa base

Como primera capa de pintura, la capa base, apliqué verde. La capa base se cubrirá con un color marrón claro y un color naranja. Usé acuarelas. Después de cada capa, dejo que la caja se seque durante unas horas, ya que la madera absorbió suficiente agua.

Paso 9: la segunda capa de pintura

Apliqué una combinación de marrón claro y naranja suave a la capa base verde. Esparcí la pintura con movimientos horizontales y donde quería lograr manchas más pronunciadas, apliqué como poca agua y más pintura (pintura menos diluida).

* Los colores de las imágenes en este paso son diferentes de las otras fotos, porque el color de ellas aún no se ha secado.

Paso 10: hacer la placa de circuito

Decidí crear una placa de circuito impreso en una placa universal. Es mucho más rápido que esperar un envío de PCB personalizados y, como prototipo, es suficiente. Si alguien está interesado, también puedo crear y agregar archivos gerber completos.

De la placa de circuito impreso universal, corté una tira estrecha y más larga que se ajustaba a la longitud de la caja. Soldé el circuito gradualmente, en partes más pequeñas. Marqué los lugares donde se conectarán los cables con círculos negros.

Paso 11: Solución de problemas y proceso de creación de la placa de circuito transparente

A veces es difícil no perderse al crear una placa de circuito impreso. He aprendido algunos trucos que me ayudan.

Los componentes que están montados en el panel o fuera de la placa están marcados dentro de los rectángulos azules (negros) en los esquemas. Esto asegura claridad en la preparación de cables o conectores y su ubicación. Cada línea que se cruza con un rectángulo, por lo tanto, significa un cable que debe conectarse más tarde.

También es útil tener en cuenta las conexiones y el montaje de los componentes que ya se han instalado. (Yo uso un resaltador amarillo para eso). Esto distinguirá claramente qué partes y conexiones ya existen y cuáles aún deben hacerse.

Paso 12: PCB

Para aquellos que quieran hacer u ordenar un PCB, adjunto un archivo.brd. La placa de circuito impreso tiene unas dimensiones de 127 x 25 mm, agregué dos orificios para tornillos M3. Puede crear sus propios archivos de acuerdo con el formato gerber deseado.

Paso 13: Montaje de piezas en la caja

Inserté y aseguré los componentes que estarán en el panel superior: potenciómetros, interruptores, LED y conector de salida. Los LED se colocaron en soportes de plástico, que aseguré con la ayuda de pegamento caliente.

Es recomendable añadir posteriormente los pomos de los potenciómetros para que no se rayen al soldar los contactos y manipular la caja.

Paso 14: cableado

Los cables se soldaron en partes. Siempre quité y estañé los cables antes de conectarlos a los componentes del panel. Procedí de arriba a abajo para que los cables no se atascaran durante el trabajo y también aseguré los paquetes de cables con bridas.

Paso 15: Inserción de la batería y la placa dentro de la caja

Puse la placa de circuito dentro de la caja y la aislé del panel frontal con una fina pieza de espuma. Para evitar que los cables se doblen y sujeten todo con fuerza, até los paquetes con una brida. Finalmente, conecté una batería de 9V al circuito y cerré la caja.

Paso 16: Montaje de las perillas del potenciómetro

El último paso es instalar las perillas en los potenciómetros. En lugar de los que elegí para el diseño de las piezas, monté perillas de metal negro plateado. En general, me gustó más que los de plástico, con un color amarillo mate brillante.

Paso 17: Proyecto completado

El sintetizador del secuenciador paralelo ahora está completo. Diviértete generando varios efectos de sonido.

Mantente sano y seguro.

Subcampeón del Audio Challenge 2020