Hiermit komme ich zu meinem eigentlichen Thema. Ich habe in meiner Facharbeit einen analogen, monophonen, erweiterbaren Synthesizer mit subtraktiver Klangerzeugung gebaut. Das Grundmodell enthält:
Die Tastatursteuerung, ein Netzteil, drei VOLTAGE CONTROLLED OSZILLATORS (VCO), einen 12dB und einen 24 dB VOLTAGE CONTROLLED FILTER (VCF), einen VOLTAGE CONTROLLED AMPLIFIER (VCA), ein CONTRL AND OUTPUT MODULE (COM), drei ATTACK DECAY SUSTAIN RELEASE (ADSR), und drei LOW FREQUENCE OSZILLATORS (LFO).
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Angefangen hat alles mit den Platinen. Vom Elektor-Verlag, dem Herausgeber der Lektüre Formant-Musik Synthesizer, vorgefertigte gab es natürlich, in Anbetracht des Alters der Lektüre, nicht mehr. Also mußte ich sie selbst herstellen. Ich kaufte dazu alles Nötige. Nachdem ich die ersten in Sand gesetzt hatte, und ich drei Nachmittage in der Schule verbracht hatte, waren die 16 Platinen hergestellt. |
Schritte zur Anfertigung:
1. Die Platinenlayouts waren vom Verfasser schon angefertigt und ich kopierte sie auf Folien.
2. Ich belichtete etwa 10 Minuten die photopositiven Platinen mit aufgelegten Folien unter einer UV-Lampe.
3. Danach legte ich die Platinen 1-5 Minuten für die Entwicklung in das NaOH-Bad, bis nur noch die Leiterbahnen schwarz zu sehen waren.
4. Anschließend hängte ich die Platinen 5-10 Minuten in das beheizte, und mit Luft versehene Säurebad, in dem man die belichteten Stellen herausätzt, bis die Platinen durchsichtig wurden.
5. Zum Schluß, wenn alles gut gegangen war, säuberte ich die Platine mit Azeton.
Probleme:
1. Bei zu starkem Entwicklerbad, schwimmen auch die Leiterbahnen in kürzester Zeit davon, so daß die Platine nicht mehr zu verwenden ist.
2. Bei zu kurzer Ätzzeit kann es sein, daß noch Teile der Zwischenräume leitend sind. Beim Nachätzen (vorher mit Azeton gesäubert) werden dann die Bahnen zu dünn.
Dies war der zeitmäßig größte Teil der Facharbeit. Zuerst mußte die Teileliste erstellt, dann in den Geschäften gesucht, und schließlich gekauft werden. Nachdem dies geschehen war, mußte ich die Teile, vor allem die Widerstände (ca. 300 Stück), auseinandersortien. Die Bauteile mußten dann getestet und in die Platinen eingelötet werden. |
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Schritte zum Löten:
1. Ich bog die Enden der Bauteile in die richtige Länge.
2. Dann steckte ich sie in die Löcher der Platinen, und bog die Enden auf der Rücksite um.
3. Darauf erwärmte ich die Lötpunkte mit dem Lötkolben eine knappe Sekunde, und gab dann Lötzinn dazu.
4. Zum Schluß prüfte ich, ob auch keine Lötstelle kalt, also nicht leitend ist. Außerdem mußt ich die überstehenden Beine abgezwicken.
Zu den Problemen:
1. Einige Teilen waren sehr schwer zu beschaffen, und sogar den Elektor-Verlag hat es gewundert, daß es bestimmte Teile überhaupt noch gibt. Dieses Problem ergab sich z.B. bei den Kondensatoren des Typs Siemens MKM, von denen Siemens selbst nichts mehr wußte, mitlerweile aber als Siemens MKT verkauft werden, und bei vielen IC´s die ich nur noch bei der Firma Holzinger finden konnte: mA 726 und CA 3084, um nur zwei Beispiele zu nennen.
2. Die 100mF/25V-Kondensatoren beim VCO waren keine liegenden, sondern stehende Typen, und somit waren die Beine zu kurz. Da aber der Eingang des einen mit dem Ausgang des anderen verbunden ist, konnte ich sie drehen. (Siehe Bild)
| Die Verdrehten Kondensatoren des VCO (Aus: C.Chapman: Formant Musik Synthesizer) |
3. Lötbrücken: Diese höchst unangenehmen Dinger sind kaum zu sehen, aber von ihrer Wirkung verheerend. Dies mußte ich anfangs beim Netzteil spüren, das Dank einer Brücke nicht auf die richtigen Spannungen kam. Dieses Problem konnte aber durch Durchtesten schnell behoben werden.
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Dies ist ein sehr langwieriger Prozess. Zuerst mußte ich eine Vorstellung gewinnen, welche Maße das Rack haben sollte (L: 1015 mm, H: 575 mm, T: 30 mm), wie die einzelnen Frontplatten aussehen, und wie die Platinen angeordnet werden sollten. Ich entschied mich dafür, das Netzteil und die Tastatursteuerung auf einen Rahmen am Boden zu befestigen, und alle anderen Platinen auf einem extra Rahmen anzubringen, so daß die Trimmpotentiometer bei Abnahme der Rückwand jederzeit gut erreichbar sind. Dadurch wurde das Rack aber auch dementsprechend groß und der Synthesizer ist insgesamt auch sehr gut erweiterbar. Nun mußten die Frontplatten erstellt werden. Nach dem Erstellen der Aufkleber am Computer schnitt ich die Pressspanplatten zu. Auf diese klebte ich die Frontplattenfolien. In die fertigen Platten bohrte ich dann die Löcher für die Bedienelemente, baute die Elemente ein und verkabelte sie. Zum Schluß wurde dann der Platinenrahmen eingeschraubt, und die Kabel angeschlossen. |
Zu den Problemen: 1. Die Auswahl der richtigen Aufkleber: Zuerst wollte ich Alufolien nehmen, die vom Verkäufer für nahezu alle Drucker als empfehlenswert gehalten wurden, aber weder mit einem Tintenstrahler, noch mit einem Laserdrucker, einer Schreibmaschine, einem Nadeldrucker oder einem Spezialkopierer bedruckt werden konnten. Nachdem ich diese Folien zurückgegeben hatte und weiße Spezialfolien für Tintenstrahldrucker gekauft hatte, konnte ich endlich die Folien ausdrucken. 2. Diese weißen Folien hatten aber den Nachteil, daß sie sich teilweise teilten, deshalb klebte ich auf sie noch eine Klarsichtfolie. |
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Das Netzteil:
Beim Netzteil konnte ich nach Behebung des vorgenannten Problems leicht die richtigen Spannungen einstellen. Beim Test mit einem Oszilloskop zeigte sich auch eine sehr konstante Gleichspannung.
Die Tastatursteuerung:
Bei der Inbetriebnahme der Tastatursteuerung trat das Problem auf, daß ein Bein eines Potentiometers schlecht angelötet war. Damit konnte man den Wiederstand nicht eintellen. Außerdem war der Schalter zum Ausschalten der Transponierung verkehrt herum eingelötet und war bei der Schalterstellung "OFF" auf "ON". Dadurch war Anfangs die Einstellung nicht richtig.
Die VCO´s:
Nachdem die Oszillatoren das erste Mal gesartet waren, konnte ich die einzelnen Wellenformen einstellen und die Addiererwiderstände einmessen.
Die ADSR´s, der 12dB VCF, der VCA, die Effektoszillatoren, das COM, und der 24dB VCF:
Keine besonderen Probleme.
