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Apuntes de Sintetizadores DIY

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Conceptos

VCO

Voltage Controlled Oscillator, un oscilador controlado por tensión.

Es una de las fuentes de sonido en el sintetizador. El oscilador controlado por tensión (Voltage Controled Oscillator) puede producir diferentes formas de onda simples o complejas.

Algunos VCO permiten seleccionar el tipo de onda de salida, otros generan diferentes tipos de onda de salida simultanemente, y las ofrecen en sendas tomas de salida.

Los VCO tienen una entrada CV (Control Voltage Input) que permite controlar la frecuencia de la nota producida (de ahí su nombre). La señal CV puede venir de cualquier fuente. Podemos usar un controlador de teclado que genere los voltajes correspondientes a notas de la escala, pero también podemos obtener los voltajes de control de cualquier fuente que se nos ocurra: de un sensor, de una fuente aleatoria, etc. etc.

Para usar un VCO para generar notas musicales tenemos varios estándares establecidos:

Voltios por octava

Cada voltio equivale a una octava. Propuesto por Moog en la década de los 60. Este es el estándar mejor implantado hoy en dia y casi todos los sintetizadores lo usan.

Hertzios por octava

Subir una octava equivale a doblar el voltaje de control y bajar una octava equivale a reducirlo a la mitad. Un estándar muy utilizado en Yamaha y Korg.

Además de la entrada VC, el VCO puede tener más entradas.

LFO

Low Frequency Oscillator

Proyectos

Atari Punk Console

El Atari Punk Console (APC) es uno de los proyectos recomendados para los principiantes ya que es muy fácil de hacer, pero el sonido no es muy melodioso que digamos. El nombre original era “Sintetizador de Sonido” (Forrest M. Mims III - 1984). Mas tarde el grupo Kaustic Machines (la única referencia que encontré es esta, y por si acaso me he salvado todos los esquemas que hay en la página), le puso el nombre de Atari Punk Console por que el sonido que produce se parece al de las primeras consolas Atari.

IC555 (Circuito integrado)

El montaje de la APC está basado en el uso de NE555 posiblemente uno de los chips más versátiles de la historia de la electrónica.

En principio el circuito divide la tensión Vcc en tres partes iguales gracias a su divisor de tensión con tres resistencias de 5K (lo de que se llama 555 por estas tres resistencias es una leyenda desmentida por su creador)

  • Vcc y GND son los pines de alimentación. El voltaje de alimentación típico va de 4.5 V hasta los 16 V
  • Output (pin 3), aquí tenemos la salida del integrado, la salida alta es tipicamente: $V_{cc} - 1.7 V$, la salida baja
  • Trigger (pin 2) cuando en la entrada Trigger tenemos una tensión menor de 1/3 de Vcc, el integrado activa la salida (y yo diria que pone la pata Discharge en alta impedancia)
  • Threshold (pin 6), cuando la tensión en la entrada Threshold es mayor que 2/3 de Vcc, el integrado desactiva la salida, y ademas pone el terminal Discharge (pin 7) a tierra (GND)
  • Reset (pin 4), Si ponemos RST a un voltaje cercano a cero (por debajo de 0.7 V) pone la salida del circuito a nivel bajo. En caso de no usar esta patilla lo mejor es conectarla a Vcc para evitar reseteos indeseados.
  • CV (pin 5) es el pin de control de voltaje, el voltaje aplicado a esta patilla puede variar entre $V_{cc} - 1.7 V$ hasta prácticamente cero, este voltaje nos permitiría alterar los tiempos que definen los pulsos de salida o incluso conseguir salidas en rampa.
Configuración astable (no estable) del 555

Esta configuración no presenta un estado estable, tendremos un pulso cuadrado a la salida.

Es una configuración que podemos distinguir fácilmente por las dos resistencias en serie con un condensador y por que los pines Threshold y Trigger están conectados. Los pines de Reset y Control Voltage no se usan, por eso conectamos la patilla Reset a $V_{cc}$ y la patilla CV a tierra a través del condensador C2.

ne555 aestable

  • En el momento en que alimentamos el circuito el condensador C1 comienza a cargarse con la corriente que pasa a través $R_1 + R_2$ Mientras el voltaje sea pequeño ($V_{c1} < \frac{1}{3}V_{cc}$) al estar el Trigger por debajo del umbral la salida del circuito estará alta.

  • Cuando el voltaje en el condensador C1 iguale o supere $\frac{2}{3}V_{cc}$, al estar Threshold por encima de su umbral, la salida pasará a valor bajo. El pin Discharge se pondrá a tierra, y el condensador C1 empezará a descargarse a través de $R_2$

  • Cuando el condensador $C_1$ se descargue hasta $\frac{1}{3}V_{cc}$ de nuevo se activará la entrada Trigger que hará que la salida pase a nivel alto y Discharge pase a estado de alta impedancia.

Y todo el ciclo se repite de nuevo.

Configuración monoestable del 555

ne555 monoestable

Configuración biestable del 555

Baby 8 Sequencer (B8BY)

Altavoz

Velleman voice changer

Weird Sound Generator

Noise Toaster

Construir un eurorack

Sintes digitales

TeensyPoly6

Polykit

Bomtempi

FPGA

Referencias

Videos

Para revisar

Software

Puredata

En Linux Mint se puede instalar Puredata desde los repos, la versión 0.50.2 en el momento de escribir esto:

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sudo apt install puredata multimedia-puredata

apt search ^pd-     # para ver todas las bibliotecas de puredata disponibles para instalación

Si queremos tener una versión más actualizada podemos recurrir al ppa oficial:

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sudo add-apt-repository ppa:pure-data/pure-data
sudo apt update
sudo apt install puredata

ELSE: Una biblioteca muy completa que incluye un tutorial de pd

Una vez instalada (y probada) la versión 0.52 de Puredata podemos instalar Else desde el menú Help::Find Externals, buscamos else e instalamos (le va a llevar un ratito, al menos con mi wifi)

Una vez instalada, tenemos que mover el directorio live-electronics-folder que contiene el tutorial a un sitio más adecuado (casi seguro que ~/Documents/Pd si has seguido las sugerencias durante la instalación). Es preferible dejar el directorio ~/Documents/Pd/externals para las bibliotecas externas.

Con eso ya tenemos el tutorial disponible, no tenemos más que abrir los ficheros del tutorial desde el propio Puredata.

Referencias

Supercollider

Podcast

Vamos a proponer una serie de programas centrados en la música electrónica y sintetizadores analógicos, animando a los que quieran unirse a nosotros en la exploración de este tema e incluso construir algún prototipo con la información disponible.

¿Qué tiene que ver este tema con el hw libre? ¿o con esta sección?

Bueno, por un lado la electrónica analógica es un camino interesante para introducirse en el mundillo. La electrónica analógica te permite obtener resultados inmediatos en el sentido de que te ahorras la fase de programar un firmware. Si además puedes disponer de alguna herramienta para visualizar las señales (un osciloscopio) puedes aprender rápidamente un montón de conceptos que llevaría horas explicar usando sólo la teoría.

Por otro lado, cuando empezamos a investigar la documentación disponible vimos que aunque los sintetizadores analógicos son una tecnología “antigua”, que precede en una o dos décadas a toda la revolución de la electrónica digital posterior. El espíritu de muchos (no todos, claro) de los pioneros en la música electrónica es fácil de indentificar con el espíritu del hardware libre en la actualidad. Por ejemplo Ray Wilson (1956-2016) en su página MFOS (una referencia imprescindible) siempre se nego a que sus diseños fuera open source pero:

Ray was happy to share his circuit designs and knowledge with hobbyists but did not give permission to mass or hand produce what he considered his intellectual property. (MFOS designs are now owned by synthCube).

Es decir que compartió sus diseños siempre que fueran para uso No Comercial.

Esta filosofía de compartir conocimientos puede verse en las antiguas páginas web y foros que en muchos casos ya sólo están disponibles en archive.org. Se puede comprobar que los constructores de “Sintes” compartían libremente la información y colaboraban para corregir los fallos y mejorar los diseños.

Rollos sueltos

Una busqueda en Freetube por “eurorack diy” parece arrojar resultado interesantes.

Actualizado el 2023-09-17  38656cd
CC BY-NC 4.0
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