DIY 13 Note Top Octave Synthesizer M083-B1

www.narcisivalter.it
Progetti Elettronici

 

Translate Page



 


13-NOTE TOS - TOP OCTAVE SYNTHESIZER
with Octave Selector
(Generatore di Ottava Superiore con M083B1 e Selettore Ottava)


INTRODUZIONE    [ TORNA ALL'INDICE ]

Questo progetto è il naturale sviluppo di un TOS a 13-note da me già progettato e realizzato (13-note Top Octave M083, vedi menù a sinistra). Infatti ho inserito un divisore per due (CD4013) sul segnale di clock per ottenere un "selettore di ottava". In questo modo è possibile "abbassare" di un'intera ottava tutte le note generate dal chip M083B1.

SCHEMA ELETTRICO, MASTER e PCB    [ TORNA ALL'INDICE ]

Nella figura successiva è riportato lo schema elettrico del Generatore di Ottava Superiore per realizzare il quale ho utilizzando il chip della STMicroelectronics (ex SGS-Ates) siglato M083B1, un TOS che genera 13 note (Top Octave Generator) con il doppio DO, alto e basso.

13 Note Top Octave Synthesizer with M083/MK50240/M082/MK50241/S50244 - Schematic Diagram

Nella tabella successiva, il datasheet riassuntivo del chip M083B1.

Datasheet/Pinouts M083B1

Per poter funzionare, qualsiasi circuito integrato TOS ha bisogno di una frequenza di Clock ben precisa (Master Clock): il chip M083B1 può funzionare con clock a 1 MHz oppure a 2 MHz. Grazie a questo segnale, il chip genera l'intera ottava superiore più un secondo DO, con le frequenze che vanno dai 2093 Hz (DO Low) ai 4187 Hz (DO High) se si utilizza un clock da 1 MHZ, oppure dai 4182 Hz (DO Low) a 8365 Hz (DO High) se si utilizza un clock da 2 MHZ.

Per realizzare il Master Clock ho utilizzato un CD4069U (NON BUFFERATO, quindi con la lettera "U" dopo la sigla), collegando le porte in modo tale da ottenere un oscillatore di circa 2 MHz. (vedi gates U2E, U2D, U2F e U2B). Con il trimmer T2 (Freq. Adj.) si regola la frequenza di clock dopo aver messo il potenziometro P2 (Fine Pitch) esattamente a metà corsa: è buona norma ripetere la taratura dopo 5-10 minuti dall'accensione del dispositivo (lasciando comunque acceso anche il frequenzimetro). Consiglio vivamente di utilizzare per C6 un condensatore di tipo 'NPO' e montarlo a 5mm di distanza dalla basetta per consentirne una buona aerazione e ridurre al minimo gli effetti della deriva termica.

Con una porta del CD4069 (vedi U2A) ho realizzato un L.F.O. (Low Frequency Oscillator), un oscillatore sinusoidale a bassa frequenza, qui utilizzato per produrre l'effetto "Vibrato" su tutte le note. Per realizzare questo oscillatore, ho utilizzato la configurazione del filtro a Doppio-T (Twin-T) che ben si adatta a questo genere di circuito (il doppio-T non è altro che un filtro Notch: il ramo RCR realizza un Passa-Basso mentre il ramo CRC è un Passa-Alto). Con i componenti indicati nello schema, la frequenza dell'LFO si aggira intorno agli 8-12 Hz e questo segnale "modula" l'oscillatore principale (il Master Clock) generando così il tipico effetto "vibrato". Il potenziometro P1 (Vibrato Level) dosa il livello di vibrato da applicare all'oscillatore principale: ruotato al minimo (tutto a sinistra), l'effetto vibrato è escluso. Il trimmer T1 (Vibrato Speed Adj.) deve essere tarato per regolare la velocità del vibrato.

L'ultimo gate (vedi U2C) è usato per bufferare e squadrare alla perfezione il segnale che giunge sul pin 6 (Clock) del circuito integrato M083B1.

I condensatori C10 e C11 filtrano l'alimentazione rispettivamente per U2 (CD4069) e U4 (CD4013).

Nelle figure successive, il disegno del PCB Layout (DIsposizione dei componenti), il MASTER (Bottom Layer) e l'elenco dei componenti (per scaricare le immagini, cliccarci sopra per ingrandirle poi con il tasto destro del mouse scegliere 'Salva immagine con nome...').

PCB Layout of TOS M083B1 (100 x 60 mm)  Master of TOS with M083B1 / MK50240 / S50240  Components List

LA COSTRUZIONE    [ TORNA ALL'INDICE ]

Sulle 13 uscite del TOS saranno presenti dei segnali ad onda quadra con Duty Cycle del 50%. E' IMPORTANTE RICORDARE di fare molta attenzione a non cortocircuitare i piedini di uscita del chip M083B1 in quanto essi non dispongono di protezioni tali da evitare questo genere di guasti.
Come al solito, si dovrebbe iniziare con il montaggio dei componenti più bassi (ponti, resistenze e diodi) e via via passare agli altri. Per il resto non ci sono particolari suggerimenti tranne quello solito di utilizzare gli zoccoli per i circuiti integrati onde facilitarne una loro eventuale sostituzione.

COLLEGAMENTI E TARATURA    [ TORNA ALL'INDICE ]

Prima di alimentare il circuito, ruotare il potenziometro P1 (vedi Vibrato Level nell'immagine successiva) al minimo (tutto a sinistra) in modo tale da escludere totalmente l'effetto vibrato e poi ruotare il potenziometro P2 (Fine Pitch) esattamente a metà corsa. Se si preferisce non utilizzare il vibrato, collegare un ponticello tra i piedini 2 e 3 del connettore P1. Per finire, applicate un ponticello tra i pin 2 e 3 del connettore M3 (Octave Down)
Prima di alimentare il circuito, assicuratevi che sul connettore M1 (Output Octave) non ci siano pin in cortocircuito perché questo provocherebbe seri danni al costosissimo integrato M083B1.

Alimentare il circuito con una tensione continua complresa fra 15 e 18 Vcc, aspettare qualche minuto che il circuito si stabilizzi ed applicare un puntale del frequenzimetro sul pin 10 del connettore M1 (corrispondente alla nota A) e regolare il trimmer T2 (Freq. Adj.) fino a leggere una frequenza di circa 7040 Hz (è buona norma ripetere la taratura dopo 10 minuti a circuito ancora "caldo" per verificare che l'oscillatore funzioni alla perfezione anche dopo la fase di stabilizzazione).

13-note Top Octave Synthesizer with M083B1 / MK50240 - Wiring Diagram

Naturalmente, se non avete un frequenzimetro ma un buon orecchio, potete effettuare la taratura "per confronto" utilizzando una tastiera elettronica o altro strumento perfettamente funzionante.

Se il trimmer T2 (Freq. Adj.) non avesse abbastanza corsa per tarare la frequenza di clock, sarà sufficiente cambiare il valore della resistenza R7, portandola dagli attuali 8k2 a 10k.

Il potenziometro P2 (Fine Pitch) è utile per ritoccare, se necessario, la frequenza dell'intera scala musicale (come accennato, questo potenziometro dovrebbe trovarsi sempre a metà corsa).
I collegamenti con il potenziometro P2 devono tassativamente essere fatti con cavo schermato collegando un polo della calza metallica alla massa del circuito e l'altro all'involucro metallico del potenziometro.

Una volta realizzato il circuito, è altresì consigliabile montarlo su un supporto metallico collegato alla massa per eliminare eventuali disturbi esterni (l'oscillatore da 2 MHz è abbastanza sensibile).

Il trimmer T1 (Vibrato Speed Adj.) va regolato per ottenere la velocità del vibrato, secondo i propri gusti.

Il circuito assorbe meno di 40 mA e può essere alimentato con una tensione continua compresa tra 15 e 18 Vcc.

FOTO GALLERY    [ TORNA ALL'INDICE ]

Nelle successive foto, il prototipo del Generatore di Ottava Superiore terminato e perfettamente funzionante.

13-note Top Octave Synthesizer M083B1 13-note Top Octave Synthesizer M083B1 with Octave Select 13-note Top Octave Synthesizer M083B1 with Octave Select  13-Note Top Octave Synthesizer - Copper Side 13-note Top Octave Synthesizer with M083B1 / MK50240 / S50240

DOWNLOAD    [ TORNA ALL'INDICE ]

Nel manuale PDF (che potete scaricare cliccando sul link riportato qui sotto) troverete lo schema elettrico, il disegno del Master e del PCB Layout, lo schema dei collegamenti, il datasheet del chip M083B1 e l'elenco dei componenti utilizzati in questo progetto.

Lo schema elettrico, il Master ed il PCB Layout sono stati realizzati con il programma Protel99-SE, tutti gli altri disegni con il software Corel Draw.

Download

Scarica il Manuale di Servizio (1.2 MB)

COMMENTI    [ TORNA ALL'INDICE ]

[ Torna all'inizio della pagina ]

DISCLAIMER - Tutti i progetti elettronici presentati e descritti nel sito internet http://www.narcisivalter.it possono essere utilizzati solo ed esclusivamente ad uso privato e senza scopo di lucro, pertanto non commercializzati. Le documentazioni dei progetti (schemi elettrici, disegni, foto, video, firmware, ecc.) non sono di dominio pubblico per cui i diritti d'autore rimangono dell'ideatore. Per utilizzare a fini commerciali i progetti (o parte di essi) presenti in questo sito web, si dovrà contattare l'Autore per concordare un'eventuale autorizzazione scritta.
- All the projects in this webpage is provided with no explicit or implicit warranties of operation. I do not assume any responsibility for any problems or damage to persons. The project is released "as is" and no support of any kind is provided. If you build the project, you implicitly accept my terms of not taking responsibility. If you do not agree, please, do not build this project and do not download any informations from this website!
- Tutti i progetti elettronici presenti nel sito internet www.narcisivalter.it sono stati realizzati e sperimentati personalmente dall'Autore, tuttavia l'Autore stesso non garantisce, a chi li realizzerà, un sicuro e perfetto funzionamento. Tutti i progetti elettronici presentati sul sito www.narcisivalter.it sono pensati e realizzati per un'utenza addetta ai lavori, specializzata nel settore elettrico ed elettronico e quindi in grado di valutare la correttezza e la funzionalità dei progetti stessi. Pertanto l'utente accetta espressamente di utilizzare i contenuti del sito sotto la propria responsabilità. I PROGETTI ELETTRONICI PRESENTATI SU QUESTO SITO SONO STATI RILASCIATI A PURO TITOLO HOBBISTICO E/O DI STUDIO E L'AUTORE NON GARANTISCE LA MATEMATICA CERTEZZA CIRCA IL LORO FUNZIONAMENTO E NON SI ASSUME ALTRESI' NESSUNA RESPONSABILITÀ, ESPLICITA O IMPLICITA, RIGUARDANTE INCIDENTI O CONSEGUENTI POSSIBILI DANNI A PERSONE E/O COSE DERIVANTI DALL'USO DEI PROGETTI STESSI. CHI REALIZZA E UTILIZZA I PROGETTI ELETTRONICI DESCRITTI IN QUESTE PAGINE, LO FA COME SUA LIBERA SCELTA ASSUMENDOSI TUTTE LE RESPONSABILITÀ CHE, EVENTUALMENTE, NE POTREBBERO DERIVARE.
AVVERTENZE IMPORTANTI - Molti circuiti descritti nelle pagine di questo sito sono sottoposti a tensione di rete 220-240 Vac e pertanto potenzialmente pericolosi; si può rimanere folgorati se non realizzati ed utilizzati secondo le norme di sicurezza vigenti. Pertanto l'utente e' tenuto a verificare se quanto realizza e' conforme alla normativa ed alla legislazione vigente. Per i non "addetti ai lavori" (improvvisati auto-costruttori) va ricordato che in particolari situazioni (diminuzione resistenza del corpo) già una tensione di 25V alternata potrebbe essere pericolosa. L'elettronica e l'elettricita' in genere affascina molte persone ma va ricordato che non basta uno schema scaricato da Internet per poter arrivare a un prodotto funzionante e sicuro: infatti ci vogliono un minimo di conoscienze delle fondamentali leggi della fisica, dell'elettricita' e dell'elettronica oltre all'esperienza pratica nell'uso di attrezzi e strumenti indispensabili, come saldatore, tester, oscilloscopio, ecc...

Privacy Policy - Cookie Policy - Condizioni d'Uso