- Untuk sekaligus mengurangi ruang untuk kenop dan kabel patch pada panel Eurorack yang sempit, dibuat prototipe input hibrida yang menggabungkan jack 3,5 mm dan encoder magnetik
- Intinya adalah encoder magnetik AS5600 membaca sudut magnet di dalam plug serta kekuatan medan magnetnya, lalu data itu diambil melalui I2C untuk menentukan putaran kenop dan apakah kenop terpasang
- Di ujung plug TRS dimasukkan magnet neodymium 2 mm × 1 mm, sementara pada PCB di bawah soket TRS ditempatkan AS5600, CH32V003, dan rangkaian indikator LED
- Saat kenop magnetik ditancapkan, kekuatan medan magnet terbaca sekitar 2000 pada skala 4095, sedangkan kabel patch biasa bernilai 0 atau sesekali 1, sehingga keduanya bisa dibedakan
- Karena nilainya baru besar jika diterapkan ke semua kontrol, komersialisasinya belum pasti, tetapi potensiometer mekanis dengan jack TRS koaksial tetap menjadi alternatif realistis yang hanya memerlukan sedikit perubahan pada rangkaian yang ada
Gagasan menggabungkan kenop dan kabel patch
- Di Eurorack, karena orang ingin memasukkan lebih banyak modul ke casing kecil, keunggulan berupa rasa kendali hardware mudah dikorbankan akibat keterbatasan ruang panel
- Prototipe ini menempatkan chip encoder magnetik di depan jack 3,5 mm, lalu memutar magnet kecil di dalam plug agar bekerja seperti hibrida kenop dan kabel patch
- Tujuannya adalah konfigurasi synthesizer di mana kenop apa pun bisa dicabut dan dipakai sebagai kabel patch, serta jack apa pun bisa dipasangi kenop untuk menetapkan nilai tetap
Pembuatan kenop magnetik
- Ujung plug TRS dipotong dengan cakram potong Dremel untuk membuat slot, lalu magnet neodymium kecil ditempelkan di dalamnya
- Ukuran magnetnya berdiameter 2 mm dan tebal 1 mm
- Magnet tebal 2 mm juga dibeli, tetapi membutuhkan slot yang lebih lebar sehingga perlu metode pemotongan yang lebih presisi
- Untuk perekat digunakan lem sianoakrilat dengan viskositas sedang, dan setelah mengeras sisa lem dikerik dengan silet
- Setelah bagian ulir dan tab logam pada plug dirapikan, komponen filler hasil cetak 3D dimasukkan untuk membuat bagian belakang berbentuk silinder lurus, lalu kenop dipasang
- Plastik cetak 3D sedikit fleksibel sehingga set screw menancap dan mengunci dengan kuat
Desain rangkaian berbasis AS5600
- Encoder magnetik yang digunakan adalah AS5600, mudah didapat sebagai breakout board dan memiliki antarmuka I2C, sehingga cocok untuk prototyping
- AS5600 menyediakan sudut dan kekuatan medan magnet menggunakan dua sensor Hall dalam konfigurasi XY dan DSP
- Chip ini memiliki output PWM dan DAC, tetapi untuk mendapatkan tegangan analog tampaknya perlu pengaturan melalui I2C, jadi dalam pengujian sudutnya juga dibaca lewat I2C
- Sebuah board dirancang untuk menempatkan AS5600 di bawah soket TRS
- Soket TRS vertikal pada umumnya hampir tidak memiliki ruang tersisa antara ujung plug dan bidang PCB
- Pin through-hole cukup panjang sehingga soket bisa diangkat dari board, dan board FR4 1,6 mm dipakai seperti spacer untuk AS5600 yang tingginya sekitar 1,47 mm
- Pada footprint soket kedua ditambahkan cutout untuk chip
- Outline PCB dimodelkan secara akurat di KiCad dengan mempertimbangkan endmill 2 mm, agar produsen board tidak menafsirkan sudut bagian dalam secara sembarang
Rangkaian indikator dan proteksi input
- CH32V003 dan beberapa LED ditambahkan ke board agar nilai dapat ditampilkan
- Untuk menurunkan sinyal 0–5 V menjadi 0–3,3 V, ditambahkan dioda penjepit dan impedansi input sekitar 100K
- Susunan resistornya adalah pembagi tegangan 33K dan 66K
- Karena chip encoder terkubur di bawah soket, pad di sisi bawah juga ditambahkan agar tiap pin bisa diprobe saat diperlukan
- PCB yang dibuat dipesan dari China, lalu setelahnya dilakukan perakitan dan pengujian
Perakitan dan verifikasi operasi
- Saat perakitan, perhatian khusus diberikan agar AS5600 tepat berada di tengah pad
- Bagian bawah board dilepas dan tab dirapikan, lalu kabel disolder di posisi pin penyelaras untuk menggabungkannya dengan board bagian atas
- Di atasnya soket TRS disolder untuk menyelesaikan struktur sensor magnetik di bawah soket
- Pemrograman CH32V003 dilakukan dengan prosedur umum, lalu I2C, ADC, dan tampilan grafik LED disesuaikan
- Keberadaan kenop dapat dideteksi dari nilai kekuatan medan magnet AS5600
- Saat kenop magnetik tersambung, kekuatannya sekitar 2000 pada skala maksimum 4095
- Kabel patch biasa bernilai 0 atau sesekali 1
- Kabel biasa umumnya dibuat dari logam non-ferrous, sehingga tidak menimbulkan kebingungan
Batasan jika dijadikan produk nyata
- Meski hasil prototipe memuaskan, tidak ada rencana untuk mengembangkan metode ini lebih jauh
- Agar berguna pada synthesizer modular nyata, prinsip yang sama harus diterapkan ke semua kontrol, dan itu akan membuat modul milik orang lain sulit digunakan
- Modul yang ada sering mengharapkan potensiometer sungguhan, sehingga encoder yang hanya dapat menghasilkan tegangan sulit dipindahkan begitu saja
- Jika digabungkan dengan potensiometer yang dikendalikan tegangan, ini bisa berfungsi, tetapi biayanya akan bertambah
- Paten tidak dicoba karena mahal dan tidak ada keinginan untuk melanjutkannya
- Kemungkinan komersial pendekatan magnetik ini belum pasti, tetapi potensiometer dengan jack TRS koaksial dipandang sebagai solusi mekanis yang lebih realistis karena tidak perlu mengubah skema rangkaian yang ada dan kenop hibrida dapat dibedakan secara visual
- Source hardware dan software proyek ini tersedia di github dan git.mitxela.com
1 komentar
Komentar Hacker News
Impian tentang synthesizer yang memungkinkan kenop apa pun dicabut lalu diganti dengan kabel patch, dan kenop bisa dipasang ke jack mana pun untuk menetapkan nilai tetap, memang menarik. Namun yang lebih baik adalah gabungan kenop+jack
Saat kabel dicolokkan, kenop berfungsi sebagai attenuator untuk input; jika tidak, ia bekerja sebagai kenop mandiri. Setahu saya ini desain yang cukup umum
Saya juga pernah melihat kabel patch dengan attenuator bawaan
Biasanya input yang membutuhkannya punya attenuator, dan attenuator itu berupa kenop stik kecil
Sementara untuk fungsi inti modul digunakan kenop yang lebih besar
Contoh: https://intellijel.com/downloads/manuals/rubicon_manual.pdf
Yang paling berguna adalah kombinasi jack+offset+attenuator, tetapi kebanyakan modul hanya memilih salah satu karena keterbatasan ruang
Mereka memasukkan sangat banyak fungsi ke dalam kombinasi satu plug dan satu kenop
Saya suka idenya, tetapi modul yang bagus sudah punya kenop dan jack untuk semuanya
Jika control voltage masuk ke jack, kenop berfungsi sebagai attenuator atau attenuverter
Karena itu modul seperti ini umumnya menjadi besar, dan Make Noise biasanya merancang seperti ini sehingga modul mereka konsisten lebih besar daripada perusahaan lain
Lihat Maths: ia adalah slope generator sekaligus mixer dan ukurannya sangat besar, tetapi semua orang memilikinya karena bisa diprogram lewat patch
Masalah Eurorack adalah terlalu banyak fungsi dijejalkan ke ruang kecil, alih-alih membuatnya dapat diprogram lewat patch
Akibatnya ada banyak modul dengan berbagai mode, dan makna tombol serta kenop berubah sesuai “page” saat ini
Saya sangat tidak suka hal seperti itu, dan setiap kali mencoba modul semacam itu, hampir selalu akhirnya saya jual
Benar bahwa inti Eurorack adalah antarmuka
Semuanya tentang mencolokkan sesuatu ke sesuatu yang lain
Modul dengan state tersembunyi membuat kita lupa state-nya saat ini dan apa arti kenopnya, lalu akhirnya dihindari
Dengan kabel dan kenop, seluruh state sistem terlihat
Manajemen kabel memang diperlukan agar tidak menjadi spaghetti, tetapi di kode pun kita sudah melakukan hal serupa, jadi tidak terlalu berbeda
Kalau saya tidak melewatkan sesuatu, rasanya cukup memasang potensiometer pada sumbu yang sama di belakang jack TS 3,5mm
Banyak jack 3,5mm terbuka di bagian belakang, jadi poros kenop bisa dibuat panjang agar poros itu terhubung dengan potensiometer
Atau jika Eurorack memakai jack TS untuk input control voltage, modul bisa memakai jack TRS sehingga ada pin R ekstra, lalu potensiometer+kenop yang bisa dilepas dapat dihubungkan ke sana
Kabel TS biasa pun tetap bisa dicolokkan
Namun, tulisan tersebut memakai “TRS” secara longgar dan pada dasarnya berarti “TS”; di sini saya membedakannya secara harfiah
Kekurangan besar sekaligus kelebihannya mungkin adalah kenop harus dicolokkan dalam orientasi yang tepat agar ujung poros pas dengan slot potensiometer
Itu bisa agak merepotkan, tetapi sebaliknya meski kenop dicabut, potensiometer tetap mempertahankan state-nya, dan saat memasang kenop kita tidak akan tidak sengaja mengubah nilainya
Kalau mau membalas orang yang mencari-cari kesalahan dengan koreksi lain, rasanya poros kenop harus lebih panjang dari 15mm, bukan?
“3,5mm” adalah diameter jack T(R)S kecil, bukan panjangnya
Ini ide yang menarik dan implementasinya benar-benar cerdas, tetapi saya pikir kita perlu melihat penyebab, bukan gejalanya
Gejalanya adalah beberapa jack tidak memiliki kenop yang sesuai, dan penyebabnya adalah perancang modul atau pengguna terlalu terobsesi dengan miniaturisasi
Jika parameter itu benar-benar perlu punya kenop tetapi dihilangkan demi membuat modul kecil, itu kesalahan perancang; jika pengguna ingin mengisi casing begitu padat sampai tidak ada ruang bahkan untuk satu modul yang mengeluarkan tegangan DC yang ditetapkan oleh kenop, itu kesalahan pengguna
Ada banyak modul yang melakukan fungsi seperti itu, banyak juga yang sampai menyediakan attenuverter, dan beberapa cukup kecil
Contoh yang sering muncul adalah perangkat E-mu
Perusahaan ini bermula pada 1970-an sebagai pembuat modular besar, lalu menguasai ranah sampler/rompler selama sekitar 10 tahun sebelum bangkrut saat boom dot-com dan diserap oleh Creative
Hal bagus dari synthesizer E-mu adalah hampir semuanya punya modulation matrix besar, tetapi pengguna sering frustrasi karena LCD 2 baris pada rompler-nya
Namun ada satu hal yang anehnya absen dari target modulasi: resonansi filter
Modul-modul belakangan punya sangat banyak jenis filter, tetapi karena efisiensi komputasi, resonansi tidak bisa diatur selama note sedang dimainkan
Saat dikendalikan dari panel, kebanyakan orang lebih ingin mengubah cutoff daripada Q, jadi itu bukan masalah besar, tetapi fakta bahwa ia tidak bisa dimodulasi secara tidak sengaja mengungkap keterbatasan desain filternya
Saat memilih perangkat, saya cenderung berada di kubu “biarkan semuanya bisa dimodulasi”, tetapi pada saat yang sama saya juga cukup menghargai desain synthesizer berkarakter kuat yang mengurangi fleksibilitas dan memaksimalkan titik-titik yang mudah menghasilkan suara bagus
Kadang instrumen dengan rentang timbre terbatas tetapi bereaksi sangat konsisten di dalam rentang itu, sehingga “sulit menghasilkan suara buruk”, bisa menjadi pilihan yang lebih baik
Jelas ini ide yang menarik, tetapi saya penasaran bagaimana rasa di tangan saat knob benar-benar diputar
Karena tampaknya hampir tidak ada resistansi, atau bahkan tidak ada sama sekali, ini sepertinya akan cukup menyulitkan dalam situasi yang membutuhkan gerakan cepat sekaligus presisi seperti pertunjukan live
Bonus besar yang mungkin berguna adalah rasa resistansi yang bisa diatur lewat software—maksudnya bukan resistansi listrik, melainkan resistansi fisik
Saat membuat modul DIY, saya banyak menghabiskan waktu mencari knob yang pas atau mencari cara menyesuaikan rasa resistansi knob yang sudah ada, jadi kalau itu bisa dikendalikan secara digital, bisa muncul keseruan yang benar-benar baru
Pendekatan ini, bahkan jika mengabaikan display atau elemen dekoratifnya, punya kompleksitas tinggi, jadi karena biaya kemungkinan sulit sering dipakai
Namun saya tidak terlalu merasa perlu rasa tegangan itu dikendalikan lewat software
Misalnya saya punya beberapa remote control dual-joystick kelas atas untuk pesawat RC, yang memakai struktur joystick Hall effect yang cukup mahal, dan produk yang bagus memungkinkan tegangan tiap sumbu disetel dari bagian bawah
Baik untuk controller semacam ini, kabinet arcade, maupun controller game konsol kelas atas, setelah tegangan disetel sesuai selera, saya tidak ingin mengubahnya lagi
Jadi kalau EuroKnob sama sekali tidak punya tegangan, hampir tidak ada yang lebih buruk daripada knob yang longgar dan bergoyang, tetapi bagi saya pribadi pengaturan drag berbasis gesekan yang sederhana sudah cukup
Saya jadi bertanya-tanya, kenapa berhenti di sini?
Pada dasarnya ini membuat potensiometer putar satu dimensi, jadi bisa saja ditambah dua dimensi lagi seperti thumbstick analog pada game controller
Saya juga penasaran apakah ada controller dengan thumbstick yang bisa dipelintir
Seperti komentar lain, ini juga bisa menjadi jack, jadi mungkin ada jack-knob-analog stick
Kenapa berhenti di situ
Bisa juga ditaruh di atas potensiometer linear atau slider
Kenapa berhenti di situ, tolong aku
Stack jack analog stick putar yang bisa ditancapkan juga bisa di-daisy-chain
Kegilaan telah menelannya
Yang terpikir adalah Doepfer a-174-4 atau Intellijel Planar, dan Doepfer juga menghasilkan sinyal ketiga dengan memelintir knob
Misalnya knob utama pada MIDI controller Komplete Kontrol seri S (https://www.native-instruments.com/en/products/komplete/keyb...) menggabungkan rotary encoder, input arah 4 sumbu, tombol tekan, dan ring indikator LED
Saya punya S61, dan implementasi knob ini sangat intuitif, responsif, dan fungsional
Tepatnya, bentuknya bukan joystick di atas basis berbentuk bola dengan knob yang bisa dipelintir, melainkan knob tanam yang ketika didorong sedikit ke atas, bawah, kiri, atau kanan menghasilkan klik yang memuaskan di tiap arah
Jika masih ada toko musik yang memajang keyboard MIDI controller kelas atas agar bisa dicoba langsung, saya sarankan mencobanya sendiri
Saya masuk ke sini juga berniat mengusulkan ide yang sama untuk EuroKnob
Input arah 4 sumbu pada dasarnya adalah modul direction pad yang umum dipakai di game controller, dan menurut saya kontrol gabungan knob putar + input arah seperti ini sangat efektif
Namun ada satu catatan penting
Kontrol seperti ini juga bisa diimplementasikan dengan buruk; sebagus S61, saya juga pernah melihat perangkat dengan implementasi yang buruk
Sepertinya diperlukan tingkat kehalusan rekayasa tertentu untuk mendapatkan kombinasi responsivitas dan umpan balik taktil yang baik
Saya juga pernah melihat ide yang menggabungkan knob putar dan slider linear, tetapi itu sangat jarang
Dari pengalaman mencobanya langsung, saya bisa memastikan alasan kelangkaannya bukan sekadar buruk, melainkan sangat buruk secara khusus
Dua kontrol yang masing-masing bekerja sangat baik secara terpisah, ketika digabung menjadi satu ternyata secara tak terduga mengerikan
Pada masa ketika Cubase masih didemokan di Atari ST, di sebuah stan kecil di bagian belakang pameran NAMM lama sekali, saya mencoba mixer kustom dari perusahaan yang namanya tidak saya ketahui, dan di atas slider mixer itu ada knob putar
Saat mencoba mengatur dua parameter sekaligus, rasanya saya refleks menarik tangan dan mengeluarkan suara seperti “ugh!”
Biasanya saya tetap sopan saat mencoba ide antarmuka baru, tetapi ada sesuatu yang terasa sangat tidak alami bagi manusia ketika mencoba menggabungkan dua gerakan proporsional yang presisi namun arahnya berbeda, dari sendi yang berbeda pula—pergelangan tangan dan siku—secara bersamaan
Rasanya begitu aneh dan salah sampai-sampai saya membayangkan ada ahli kinesiologi ergonomi yang menulis makalah pemenang penghargaan berjudul “manusia berevolusi agar tidak pernah melakukan ini”
Tetap saja, kalau salah satu dari dua ide itu tepat, itu sudah hari yang baik
Menarik, tapi saya belum terjerumus ke Eurorack
Saya penasaran apakah orang-orang benar-benar ingin menaruh bukan cuma kabel patch, tapi juga segunung knob di atas meja mixing
Eurorack dan synthesizer modular secara umum terasa seperti benda yang agak aneh, mirip pedal gitar
Terlihat banyak penggemar yang menghabiskan jauh lebih banyak waktu mengutak-atik daripada benar-benar memainkannya
Kalau melihat Rick Beato dan para tamunya di YouTube, banyak musisi justru tampaknya mencari kesederhanaan
Misalnya beberapa pedal yang terdengar bagus, idealnya masing-masing hanya punya satu atau dua knob
Penggemar synthesizer mungkin saja punya pola pikir yang sama sekali berbeda
Sebaliknya, saya juga pernah berpikir akan bagus kalau sebagian lubang patch diganti menjadi knob, sehingga saya bisa memutarnya untuk menilai apakah ingin memodulasinya tanpa benar-benar menyusun patch
Ide knob seperti ini pada dasarnya bisa sangat berguna untuk prototyping patch
Memang benar bahwa sebagian besar komunitas ini lebih dekat ke mengutak-atik daripada membuat musik
Tapi programming juga sama; sebagian besar komunitasnya ada pada aktivitas coding itu sendiri, bukan pemecahan masalah
Tidak apa-apa, motivasi tiap orang berbeda-beda
Secara pribadi, yang berguna bagi saya adalah terhubung dengan orang-orang yang pertama-tama adalah seniman dan kebetulan memakai synthesizer modular, bukan orang-orang yang mengutak-atik synthesizer modular tetapi tidak benar-benar membuat musik atau tampil
Baguslah Anda tidak terjerumus ke Eurorack
Seorang teman menyeret saya ke jurang gelap ini sebulan lalu, dan ini sangat menyenangkan sekaligus penuh distraksi
Di Barcelona, tempat saya tinggal, ada komunitas synthesizer modular yang aktif, dan itu membantu
Hanya saja mahal, dan VCVRack tidak mendekati pengalaman yang sama
Kalau begitu, pada akhirnya mungkin itu juga memainkan musik
Gagasan bahwa Anda “melakukannya dengan salah” kalau tidak merekam dan merilis track terasa agak konyol
Memetik gitar atau memainkan beberapa chord di piano tanpa merekamnya juga selalu merupakan hobi yang “boleh-boleh saja” dan tidak dianggap “tidak musikal”
Bermain dengan synthesizer dan sequencer tidak berbeda
Musisi tersebar di seluruh spektrum ini
Kedua ekstremnya sama-sama sangat terlihat, dan cukup banyak orang yang memisahkan musik “pekerjaan utama” dari aktivitas mengutak-atik
Di antara musisi sukses pun banyak yang suka mengutak-atik dan selalu mencari inspirasi baru
Seperti perajin yang baik, mereka punya kebanggaan tertentu terhadap alatnya, dan saya sering terkejut melihat seberapa dalam mereka masuk secara teknis ke sisi elektronik
Selalu lucu ketika lelang Reverb milik musisi terkenal muncul, lalu kita mengetahui bahwa bassist band pop-punk ternyata punya banyak synthesizer aneh
Pedal sederhana dengan 1–2 knob memang merupakan wilayah besar, tetapi ada juga sangat banyak profesional yang tur dengan setup modeling yang sangat kompleks dan segala macam perangkat
Pada titik tertentu, Anda tahu persis suara seperti apa yang Anda inginkan, dan kemampuan untuk mencocokkannya menjadi penting
Dalam konteks band, orang cenderung tertarik pada kesederhanaan, tetapi saya juga mengenal banyak orang yang menginginkan pedal drive dengan 10 knob untuk mencocokkan suara yang mereka dengar di kepala
Saya rasa di salah satu trailernya ada pembuat modul yang mengatakan sesuatu seperti, “Kalau hanya orang-orang yang benar-benar membuat musik dengan synthesizer yang membeli modul, saya akan bangkrut”
Sekarang saya tidak bisa menemukan trailer itu, atau mungkin saya tidak menontonnya dengan cukup teliti
Ada beberapa trailer di YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=rQSxqha62j0
Fakta bahwa para penggemar lebih banyak mengutak-atik daripada benar-benar bermain disebut “sound design”
Lagu baru bisa dimulai kalau timbre bass sawtooth-nya pas, yang sedikit pun tidak sama seperti sebelumnya
Saat melihat bagian “bisa memasang knob ke jack mana pun untuk menetapkan nilai tetap”, saya agak heran kenapa tidak dimulai dengan cara memasukkan akselerometer, MCU, dan baterai kecil ke dalam knob, lalu membuatnya menghasilkan sinyal output tertentu lewat plug biasa sesuai arah knob terhadap gravitasi
Memasukkan elektronik ke dalam plug nyaris seperti ciri khas mitxela
https://mitxela.com/projects/flash_synth
Kalau bisa langsung dicolokkan ke soket yang sudah ada, rasanya saya akan membelinya
Dengan baterai sepertinya 50–100 jam mungkin bisa dicapai, tetapi saya penasaran apakah mekanisme diputar seperti jam mekanis juga memungkinkan
Selain itu, dibutuhkan banyak knob, jack, dan plug
Satu sensor efek Hall saja bisa membuat biaya keluar dari titik yang wajar
Saat ide ini terpikir oleh saya, saya juga melihatnya begitu
Pernyataan “itu mimpi yang indah. Sangat mahal, tapi mimpi yang indah” mungkin benar, tetapi sesuatu yang mahal bagi saya bisa saja receh bagi orang lain
Namun saya tidak melihat harga di mana pun, jadi sangat sulit memahaminya
Kalau saya harus bertanya harganya, kemungkinan itu mahal bagi saya, tetapi bahkan untuk MacPro spek penuh yang tidak mampu saya beli, setidaknya saya bisa melihat angkanya
Ini terlihat sangat rapi dan sepertinya proyek yang menyenangkan untuk dibuat
Namun saya rasa akan sulit membuatnya cocok secara alami dengan semuanya
Ini jelas membutuhkan lebih banyak usaha dan pekerjaan dibanding sekadar menaruh knob dan jack untuk kontrol tertentu
Terutama karena berdasarkan konvensi umum, knob mengontrol nilai, dan ketika jack dicolokkan, knob yang sama berfungsi sebagai attenuator untuk sinyal tersebut
Akan lebih baik kalau ada gambar skematik atau PDF agar desainnya bisa dipahami dengan benar
Memang bisa dilihat di GitHub, tetapi KiCad tidak terpasang di komputer ini
Saya terutama penasaran dengan perilaku normalisasinya
Saya ingin tahu apakah ketika sinyal yang bukan dari potensiometer dicolokkan ke jack, sinyal itu langsung lewat begitu saja, atau harus melewati chip ini
Fakta bahwa agar ini berfungsi harus memasok daya 3V juga menjadi persyaratan tambahan jika ingin berguna dalam rangkaian Eurorack biasa
Itu bukan alasan yang sepenuhnya menggugurkan, tetapi menambahkan persyaratan dan komponen tambahan ke desain
Bagaimanapun, ini ide yang sangat keren