SDS V Clone alles verkabelt, getestet und eingebaut - fast fertig
Die verbliebenen 5 Stimmen waren ein guter Marathon und haben mich einige Abende beschäftigt. Schlussendlich hat aber glücklicherweise auch hier jede Stimme auf Anhieb funktioniert (lediglich die Noise-Quelle musste jeweils kalibriert werden, sodass sie schön rauscht).
Man sieht dem fertig zusammen gebauten Teil schon sehr stark an, dass es selbst gebaut ist - aber eben nur von hinten. Von vorn ist es doch ein professionell hergestelltes Panel und sieht obgleich auf dem Foto etwas unscharf in der Realität doch sehr wertig aus. Auch das Gewicht (obgleich man auch dieses im Rack natürlich nicht mitbekommt) hat was für sich - die vielen Kabel und bestückten Platinen, sowie die Drehknöpfe bringen doch schon ein paar Gramm auf die Waage. Mit dem Einzelausgang pro Stimme bin ich noch nicht so zufrieden (hätte gern noch eine Summe), aber ich habe mich kurz zu Mixern belesen und gelernt, dass das sooo einfach nun auch wieder nicht ist wie "einfach alle Kabel zusammenknoten und an einen gemeinsamen Klinkenausgang ranlöten. Da gibt es doch ein bisschen was zu beachten. Darüber hinaus bereue ich inzwischen doch auch ein wenig, dass ich imzuge des Mixers, den ich ja schon früher überlegt, dann aber wieder verworfen habe, nicht auch gleich ein paar Balance-Regler integriert habe. So bin ich nun gleich auf der Suche nach einem Rack-Mixer für mind. 6 Kanäle, der das alles wieder kann ;-). Naja - so hat es halt alles kein Ende. Jetzt fehlt zur Fertigstellung dieses Moduls eigentlich nur noch ein ordentliches Video. Diesmal werde ich vermutlich auch - weil der Bau doch recht aufwändig und so ja doch nicht ursprünglich gedacht war (ist ja eigentlich als klassisches Eurorack-Modul gedacht gewesen) mit den cheesy Foto-Slideshows, die andere Videos so am Anfang haben. Mal gucken, wie das wird.
Beim MIDI-Interface ist mir gleich auch noch aufgefallen, dass ich irgendwie immer zuerst das MIDI-Interface angeschlossen haben muss, bevor ich das Gerät einschalte. Der Pullup-Widerstand für den 6N136 Optokoppler ist wohl nicht ganz richtig im Wert. Das werde ich wohl noch bei Gelegenheit fixen müssen.
Das Frontpanel war nun schon vollständig beklebt und eine Frage war nun noch, wie der LFO-Speed-Mod angebracht wird. Die Anleitung war da recht unspezifisch und meinte "~150 kOhm", ohne genau zu erklären, ob und wenn wo die angebracht werden müssten. Also habe ich mich erinnert, dass jemand im Muffwiggler Forum einen online elektronik-Simulator empfohlen hatte, den ich nach kurzem Suchen auch wieder fand und dort den LFO-Part der Schaltung dort aufgebaut und simuliert und herum probiert, wo da ein Widerstand rein kommt, damit die Frequenz editierbar wird. Herausgekommen ist dabei dieser Schaltkreis mit dem zusätzlichen Potentiometer unten links.
Die 150 kOhm wären zwar sehr gut, die bekommt man leider von Alpha nirgendwo günstig zu kaufen (geschweigedenn auch noch logarithmisch ausgeführt) und ich habe noch ein paar 100 kOhm logarithmische Potis da. Daher habe ich geguckt und vermutet, dass wenn ich am Kondensator beim ersten Op-Amp den Wert ändere, ich genauso gut die Frequenz beeinflussen kann. Siehe da: wenn der etwas niedriger gewählt wird (820 pF statt 1 nF), bekommt man auch mit 100 kOhm von etwa 20 Hz bis etwa250 Hz alles ordentlich hin.
Somit blieb nun wirklich nur noch das anbringen der Voice-Cards am Frontpanel. Das ist immer eine zeitraubende Aufgabe, weil sämtliche Litzen auf individuelle Längen geschnitten werden müssen. Bei diesem Projekt kam noch erschwerend hinzu, dass das Platinenlayout offenbar mit Eagle CAD gebaut wurde und daher nur 8x10 cm groß sein durfte: Deswegen sind die Aus-/Eingänge für die Kabel über das gesamte Board verteilt, statt an einer gemeinsamen Stelle als n-Pin-Header. Das macht es auch unmöglich, die Sache schön steckbar zu machen, sodass ich wenn einmal verlötet definitiv nicht "einfach eine Stimme austauschen" kann. Aber das will ich ja auch gar nicht müssen :-) .
Daher habe ich erstmal auch nur eine Stimme geschafft und dabei natürlich eine noch ungebrauchte Stimme genommen - sodass also noch nichtmal klar war, ob alles ordentlich funktionieren würde. Glücklicherweise hat es das dann aber ohne größere Probleme (Noise musste noch eingestellt werden und irgendwie hatte ich am Anfang eine kalte Lötstelle ausgerechnet am Netzeingang vom gesamten Gerät) und ich bin nun glücklicher Besitzer eines einstimmigen Drum-Synthesizers... der dann auf 6 Stimmen anwachsen soll. Den Trigger-Knopf habe ich extra nicht debounced (würde man üblicherweise machen, damit man definierte Trigger-Signale bekommt), da ich davon ausgehe, dass wenn ich wirklich damit was aufnehme, ich es per MIDI machen werde und wenn ich davor sitze, ist es vielleicht sogar ganz hilfreich: so kann man manuell quasi trigger-Sequencen erzeugen indem man einfach unsauber drückt. Die sind dann zwar nicht reproduzierbar, aber das macht ja vielleicht auch einen Reiz aus. Auf also zu den verbleibenden 5 Stimmen...
Das Frontpanel für meinen SDS V Clone habe ich wieder bei Schaeffer (Frontpanel Express) machen lassen und wieder im 5 HE 19" Rack-Format. Die Simmons SDS V hatte zwar eigentlich schwarz-weiße Potikappen, aber die SDS 8 und auch andere Simmons Drummaschinen hatten sehr markant blaue Potikappen. Die gefielen mir besser, also habe ich mir solche geholt. Damit die besser zur Geltung kommen und auch ein bisschen mehr Nähe zur SDS V entsteht, ist das Frontpanel blankes Aluminium mit schwarz ausgelegter Schrift (graviert). Schaeffer verlangt für die Bearbeitung der Rückseiten eines Frontpanels einen grundsätzlichen Aufschlag von erstmal 10 € (+ die Kosten der gewünschten Arbeitsschritte auf der Rückseite), was mir für die Kosten des Frontpanels anteilig zu viel war. Also entschloss ich mich, wenn das Panel angekommen ist, mir darüber Gedanken zu machen, wie ich denn nun die ganzen Platinen und das Netzteil anbringen würde. Am schönsten wäre natürlich ein Leergehäuse gewesen, aber die gibt es irgendwie für mich findbar nur für 3 HE und 4 HE, aber nicht mehr für 5 HE. Selbst eins zusammenfrickeln wollte ich auch nicht - zumal auch hier die Frage stünde, wie ich das Frontpanel dann an das Leergehäuse anbringe.
Vor ein paar Monaten habe ich mir für das Frontpanel des Minimoog Clones (hier waren Kleinteile von der Rückseite abgegangen) Zwei-Komponenten-Metall-Kleber geholt und dieser ging mir die ganze Zeit nicht mehr aus dem Kopf. Quasi als Probe habe ich daher mal die Slide-Switches so an das Frontpanel angebracht. Die halten ziemlich fest (kann das ganze Frontpanel mit sämtlichen Potis an nur einem Slide-Switch anheben und es fällt nicht ab. So entschloss ich mich für zurecht gebrochene und gebogene Aluprofile mit einem Loch für eine Schraube, welche jeweils eine Platine bzw. das (leichte) Netzteil halten sollen. Eigentlich mag ich geklebte Lösungen grundsätzlich ja gar nicht - bekommt man halt nie wieder ordentlich auseinander. Aber irgendwie will ich das Teil wenn es fertig ist und funktioniert ja eigentlich auch nie wieder komplett auseinander nehmen müssen. Die Platinen sind abschraubbar, die Potis ebenso - nur die Slide-Switches dürfen halt nie kaputt gehen - sonst habe ich ein Problem. Die Lösung sieht dann sogar überraschend für mich wesentlich annehmbarer aus, als ich das befürchtet habe. Aber nun kommt ein weiterer verschandelnder Part: fliegende Kabel zur Verbidung von Platine mit Bedienelementen. Das wird ein Spaß.
Nachdem ich den Trigger-Converter nun tatsächlich schon geätzt, gelötet und ausprobiert habe, habe ich mich ein bisschen geärgert, dass der CV-Converter immernoch nur prototypisch auf dem Breadboard halb zusammengeschustert steht und so ein bisschen funktioniert (die Basisfunktionen sind ja sogar schon getestet).
Also habe ich mich an ein paar Abenden hingesetzt und das Layout fertig gestellt. Zwischendurch bin ich noch dazu übergegangen, es auf zwei Platinen verteilen zu wollen (weil ich das Gefühl hatte, dass es einfach nicht passen würde - die Freeware von Eagle beschränkt einen ja auf 10 cm*8 cm). Aber das wurde dann doch etwas hässlich und ich musste letztlich ziemlich viele vias trotz allem legen und noch darauf achten, dass die Verbindungen zwischen den Boards an denselben Stellen rauskommen (hier erlaubt es mir Eagle leider nicht, zwei Platinen gleichzeitig geöffnet zu haben) - also bin ich wieder zum einplatinigen Layout zurück gegangen und habe das einseitig so gut wie mir irgend möglich zurecht gebastelt. Sogar auf die Trennung von digitaler Logik und analogen Signalwegen habe ich geachtet und die mit separaten (aber verbundenen) Ground-Layern bedacht. Ein paar Verbindungen sind dann aber doch auf der zweiten Ebene gelandet, aber das sind so wenige, dass ich die einen als Drahtbrücken und wirklich nur 2 oder 3 als fliegende Kabel realisieren muss. Die Bedienelemente des Converters werden eh komplett in der Luft direkt unter dem Frontpanel verdrahtet - insofern stören die 2 oder 3 Kabel nicht weiter.
Da ich immer mal wieder gefragt werde, wie ich solche Platinen herstelle und ob man das alles zu hause machen kann, habe ich mal noch ein Foto von dem gesamten benötigten Werkzeug (Aceton habe ich vergessen hinzu zu stellen, Drucker hat nicht drauf gepasst und den Skalpel brauchte ich erst heute zum ersten mal :) ) gemacht - ist für DIY-Zwecke recht straight forward mit der Toner-Transfer Methode.
Leider ist es bei selbst entworfenen Platinen dann doch noch so, dass ich noch nicht allzu viel Erfahrung mit der Materie habe und so ist mir wieder ein doofer Fehler passiert aus dem ich lernen werde: ich habe die Abstände zwischen den Leiterbahnen als zu klein möglich gewählt. Das führt dazu, dass die gesamten Leiterbahnen ziemlich nah an dem Groundlayer entlang führen und bei nicht ganz so perfektem Werkzeug zum ätzen und Toner Transfer und was nicht alles (nicht ganz perfekte Temperatur auf dem Bügeleisen etc.) es doch bei diesem Board ziemlich oft passiert ist, dass doch noch haarkleine Verbindungen zwischen Leiterbahnen und Ground Layer zurück blieben. Die wurden dann akribisch genau mit einem Skalpel durchtrennt. Hinzu kommt weiterhin, dass ich einen etwas zu großen Bohrer gewählt habe (1,3 mm) und somit ein paar Leiterbahnen von der Bohrung durchtrennt worden sind und ich zusehen muss, dass ich die beim Löten wieder zusammen bekomme. Auch bei den engen Stellen muss ich nun umso mehr aufpassen, dass ich nicht doch wieder Kurzschlüsse nach Ground reinbringe, weil eine kleine Lötbrücke ensteht - wird also noch eine bischen dauern, bis ich das Teil komplett mal testen kann. Aber so ist das halt: gut Ding will Weile haben. Schlussendlich kann das ganze auch noch komplett scheitern (wenn ich die Geduld verliere) und ich werde es entweder komplett fallen lassen (was ich nicht hoffen will) oder aber professionell fertigen lassen (was aber um die 45 Euro kosten würde... gegenüber der maximal 10 Euro, die ich für die eigene Produktion inklusive Strom, Wasser, Säure, Aceton, Platine und alledem bezahle)... Mal sehen - erstmal wird nun ganz vorsichtig gelötet
Um das SDS-V Projekt weiter voran zu bringen habe ich nun auch endlich den MIDI-Trigger-Converter geätzt und zusammen gelötet.
Nachdem der Lack getrocknet war, habe ich mich auch gleich noch dran gemacht und ihn mal an das Kabelwirrwarr meines Prototypen rangekabelt (Spannungsversorgung kam provisorisch vom Yusynth Modular und lag quer durch den Raum, Laptop stand auf "irgendwas" usw.) und vorher natürlich auf Kurzschlüsse getestet - nichts. Eingeschaltet, MIOS Studio gestartet und auf Kanal 5 ein paar Noten gespielt - siehe da, es funktioniert. Prima!
Dann habe ich auch gleich meine verschiedenen Velocity-gesteuerten Trigger-Sequenzen ausprobiert mit dem Ergebnis, dass hier noch etwas Verbesserungsbedarf besteht. Aber es ist schon ein tolles Gefühl, wenn die Dinge zusammen kommen und funktionieren, wie man sich das vorstellt. Nicht nur wenn man "Fremdprojekte" zusammenbaut, sondern viel mehr natürlich noch, wenn es die eigenen Designs sind (Trigger-Converter), die auch gleich die Dinge tun, die man von ihnen verlangt.
Nun kann ich also nochmal alle Controls durchgehen und gucken, welche ich womöglich doch nicht brauche und dann wird das Frontpanel finalisiert und bestellt.
Und weil in den vergangen Monaten seit Februar nun fast gar nichts passiert ist (was eben eigentlich nicht stimmt - nur habe ich da nicht drüber geschrieben, dass ich Sachen bestellt habe und beobachte), kommen nun gleich ein paar viele neue Einträge.
Ein weiteres Projekt, dass ich gedenke in ein paar Wochen zuende geführt zu haben, ist ein weiteres Drummodul von Pearl (welche auch heute noch akustische Drumkits herstellen und damit recht erfolgreich sind) aus dem Jahre 1979. Dieses Modul war damals sehr billig und in Bands eher unbeliebt, weil der Klang eben so gar nicht wirklich nach echten Drums klang (wie ja auch die Roland TB-303 damals eben nicht nach einem ordentlichen Bass klang, sondern irgendwie anders, und daher erstmal nicht wirklich beliebt war). Doch über die Jahre entwickelte sich ein Kult um das Gerät und aufgrund seines außergewöhnlichen Klangs und der intuitiven Bedienung bringt ein gut erhaltenes Teil auch gern mal 1500 Euro auf Ebay ein. Für die Menge an Elektronik, die drin verbaut ist, ist das ein utopischer Preis und insofern war es eigentlich verwunderlich, dass so lange keiner sich hingesetzt, und das Ding nachgebaut hat. Nun ist es soweit und Jon (Zthee) aus Schweden, welcher schon den TTSH designed hat, hat einen limitierten Run von 250 Stück PCB und Gehäuse + Fader aufgemacht, bei dem ich glücklich genug war, ein Teil abzubekommen. Das wir dann also auch demnächst (wenn die restlichen Einzelteile eingetrudelt sind) zusammenbauen werde.
Leider hat Jon bei meiner Sendung die Fader vergessen - die werden mir nun nachgeschickt. Daher davon noch keine Bilder...
Das Projekt hat Jon auf 99musik.se (schwedisch) in seiner Entstehung dokumentiert und natürlich auch Teaser Videos auf Youtube online gestellt. Update: Die Fader sind wie versprochen angekommen und passen wunderbar.
Noch ein weiterer Klassiker der Synthesizer Geschichte wurde von einem findigen Menschen neu aufgelegt als DIY Projekt und ich konnte natürlich nicht widerstehen. Diesmal ist es der EDP Wasp Synthesizer, welcher als JASPER geclont wurde und in allen Charakteristika dieses Synthesizers ein exaktes Abbild sein soll. Der Wasp war zu seiner Zeit (1978) einer der billigsten Synthesizer am Markt und bis auf den Sound war an allem gespart worden - so beispielsweise auch am Chassis (aus Plastik) und der Tastatur (Folientastatur). Auch das Aussehen war wesentlich anders, als das der teureren Konkurenz. Wo bei den teuren Synthesizern alles edel und schick aussah, war der Wasp eher knallig gelb und eher einem Spielzeug ähnlich. Allerdings ist der Klang sehr charakteristisch und der Filter ein echt spannendes Teil.
Wer mer über den Wasp erfahren möchte, sollte sich den Artikel bei Amazona durchlesen und ein paar Soundbeispiele anhören.
Ich habe nun also PCB und Frontpanel, wie auch ein paar besondere Drehregler und für den gesamten Synthesizer die notwendigen Potikappen (natürlich in knalligem Gelb) bekommen und werde demnächst, wenn ich die Lieferungen von Mouser bekommen habe, also einen weiteren Synthesizer anfangen zu bauen. Langsam sollte ich auch mal zusehen, dass ich wieder einen zuende bringe, sonst quillt der Löttisch noch komplett über...
Zuletzt habe ich die restlichen Bauteile auf die PCBs gebracht und war soweit fertig, dass der nächste Schritt ein Smoketest wäre. Vorher mussten natürlich noch sämtliche Potentiometer und Schalter verbunden werden.
Das dauerte ein paar Stunden und eine komplette rote Litze wurde aufgebraucht, aber nun ist alles verbunden. Das Testsetup habe ich vor allem deswegen aufgebaut, weil ich testen wollte, welche Potentiometer und Schalter wirklich aufs Frontpanel sollen und welche ich mir sparen kann. Wie das dann so ist: letztlich werden vermutlich alle Potis und Schalter auf dem Panel landen...
Wie dem auch sei: es funktionierte bis auf den Noise-Teil alles auf Anhieb und auch der war letztlich mit ein paar kleinen Fehlerchen schnell am Laufen und das Modul klingt sehr gut.
Auf dem Bild sind dann neben dem wirr verkabelten Modul und den Testkopfhörern auch die Potikappen im Vordergrund zu erkennen sowie ein Testkopf des Oszilloskops, mit dem ich den Noise-Generator debuggt habe.
Wo nun die Programmierung des Trigger Controllers bereits so weit fortgeschritten war, dachte ich dass ich nun auch schnell die PCBs fertig bekommen würde. Wie am Datum dieses Eintrags allerdings ersichtlich wird, ist mir das überhaupt nicht gelungen. Da kam einfach eine ganze Menge an anderen Großprojekten dazwischen und auch die Bestellungen dauerten diesmal etwas länger, als ich es gewohnt bin (Tayda hat wirklich gute vier Wochen gebraucht und dann ist das Paket auch noch beim Zoll hängen geblieben). Nun ja - inzwischen war dann doch einiges eingetrudelt und von Mouser fehlen nur noch ein paar Teile für andere Projekte (dazu später mehr). Also habe ich mich die letzten paar Abende hingesetzt und in ein paar kleinen Lötsessions die restlichen Teile (Widerstände, Kondensatoren, Germanium Diode und Transistoren) verlötet bzw. die ICs gesteckt. Siehe da: es fehlt zumindest schonmal kein Teil auf dem PCB. Den Noise-Transistor unten rechts auf jedem PCB habe ich mit einem Sockel angebracht, damit man ihn ggf. leicht gegen andere austauschen und so den Klang manipulieren kann - und dann umgebogen, weil sie sonst der höchste Teil der ganzen Konstruktion geworden wären. Auch bei den Folienkondensatoren bin ich mir noch nicht sicher, ob die so schick sind, wie sie montiert sind, oder ob ich doch noch alle gegen die teureren, kleineren, vermutlich auch stabileren und langlebigeren austausche. Aber früher hat man solche Kondensatoren verbaut - insofern probiere ich das für den Clone auch erstmal aus.
Abschließend habe ich noch schnell die Spannungsversorgung auf Durchgang geprüft (sodass keine Kurzschlüsse schon direkt auf der Hauptleitung zu verzeichnen sind) und da auch die Potis nun schon da sind, könnte ich demnächst mal zusehen, dass ein Modul komplett zum Funktionieren gebracht wird (so denn keine Fehler beim Bestücken oder Löten passiert sind). Dann kann ich auch gucken, ob die 5 V zum triggern ausreichen.
So fehlt eigentlich nur noch das Frontpanel und ich kann ein weiteres Video aufnehmen :-) . Das Frontpanel habe ich auch schon rudimentär vorbereitet und die Poti-Kappen sind auch schon da.
Update: Gerade habe ich in den Schematics vom simmonsmuseum.com gefunden, dass der Trigger-Input von einem Sequencer zwischen 1 und 15 V liegen darf - die 5 V sind also perfekt. Eine Anmerkung sagt hier zwar, dass dieser Teil des Schaltkreises auf dem Motherboard sei, aber der Trigger-Input auf dem Clone PCB führt über dieselben Widerstandswerte in den IC 1. Insofern sieht es dann auch so aus, als würde an der positiven Flanke getriggert - also alles so, wie ich es eh schon implementiert habe.
Es hat mich die Woche über der Programmierbug gebissen und ich habe mal zugesehen, dass ich die Drumrolls auch schonmal schnell implementiere. Tatsächlich war es am Ende doch eine Herausforderung: die 128 Byte RAM sind doch ziemlich wenig für 32 Bytes Ringbuffer für die MIDI-Nachrichten: 6 Noten gleichzeitig erzeugen im schlimmsten Fall 18 Bytes auf der seriellen Schnittstelle, die weggespeichert werden wollen. Es ist zwar unwahrscheinlich, dass ich allzu oft alle Noten gleichzeitig drücke und der Mikrocontroller die Nachrichten nicht zwischendurch bereits abarbeitet (oder auch nur Teile davon), aber man will ja gewappnet sein - abgesehen davon kann es ja sein, dass auch noch andere Nachrichten auf dem Bus durchrattern. Darüber hinaus noch die neuen Datenstrukturen für die Drumrolls und ein paar Funktionsvariablen auf dem Heap und schwuppdiwupp sind nur noch ein paar kleine Bytes im RAM übrig.
ROM-technisch habe ich natürlich auch ein wenig mehr verbraucht, weil die 16 Trigger-Sequenzen darin gespeichert werden wollen und natürlich kam noch der Code für das Einleiten der Triggersequenzen hinzu.
Schlussendlich habe ich am Wochenende nun auch noch einen PCB entworfen (siehe github repository) - fehlt noch das Wissen darüber, ob der SDS Clone nun 5 V Trigger braucht und wie lang' die sein müssen und ob sie von 0 V nach 5 V gehen, oder von 5 V nach 0 V.
MIDI Trigger Schematic, PCB und Drumroll auf Oszilloskop
