Eurorack
Eurorack on nimitys alun perin saksalaisen Doepferin tuottamalle modulaarisyntetisaattoriformaatille, joka perustuu standardiin 19 tuuman räkkiyksikköön. Tässä vähän järjestelmän speksejä suomeksi DIY-rakentelijoiden käyttöön.
Fyysiset mitat
Ks. Doepferin viralliset speksit.
Standardit räkkiyksiköt ovat korkeusyksikkö U, jossa 1U = 1.75 tuumaa (44.45 mm), ja leveysyksikkö HP (horizontal pitch), jossa 1HP = 1/5 tuumaa (5.08 mm). Tyypillinen räkin leveys on 84 HP.
Eurorack-moduulit perustuvat alun perin Eurocard-formaattiin. Moduulit ovat 3U korkeita, ja kiinnityskiskojen ja toleranssien kanssa etupaneelin korkeus on virallisesti 128.5 mm. Nykyään saa myös koteloita, joissa on varsinaisen 3U-räkin alla rivi pienille 1U korkuisille moduuleille, jotka ovat yleensä jonkinlaisia yksinkertaisia apumoduuleja (multiplier, attenuverter etc.)
Etupaneelin leveys on teoriassa jokin 1HP:n kokonaislukumonikerta. Todennäköisesti kapein järkevä Eurorack-moduuli on 2HP, ja tyypillisempiä leveyksiä on 4-6 HP ja ylöspäin. Käytännössä paneelin leveydessä kannattaa olla hieman väljyyttä, että ne varmasti mahtuvat räkkiin. Doepferin virallinen suositus on ottaa jokin 1HP:n monikerta, ja sitten pyöristää sitä alaspäin parin kymmenesosamillin verran. Esim. 4HP leveä paneeli olisi teoriassa 20.32 mm leveä, mutta käytännössä 20.00 mm on hyvä valinta.
Paneelit tehdään yleensä 2 mm paksusta alumiinista tai akryylista/polykarbonaatista tms. Paneeliin tulevista komponenteista riippuen myös 3 mm voi onnistua. Myös 1 mm lentokonevaneri on toiminut paneelimateriaalina, 2 mm on varmaan vielä parempi.
Yhteenveto etupaneelin mitoista:
- Korkeus: 128.5 mm, miinus ehkä vähän
- Leveys: 5.08 mm monikerta, miinus pari kymmenesosamilliä
- Paksuus: 1–3 mm
(TODO: kuvia)
Paneelit kiinnitetään yleensä kotelosta riippuen M3 tai M2.5 -ruuveilla. Doepferin DIY-kit käyttää kiskoja, joissa on M3-mutterit kiinnitysreikinä, mutta satunnaisissa laiteräkeissä on usein M2.5. Molempia kokoja ruuveja löytyy labilta määrissä.
Moduulin kiinnitysreikien keskipisteet tulevat 3.0 mm päähän paneelin ylä- ja alareunasta, 7.5 mm vasemmasta reunasta, ja niiden halkaisija on 3.2 mm. Jos moduuli on niin leveä, että kiinnitysreikiä tarvitsee enemmän kuin yhdet, niiden välimatkan tulee olla HP-yksiköissä, eli jokin 5.08 mm monikerta.
Kätevin tapa tehdä moduulin etupaneeli Helsingin labilla on tuottaa DXF-tiedosto ja laserleikata se sopivasta materiaalista.
Paneelin voi piirtää helposti Fusion 360:ssa ja käyttää DXF for Laser -pluginia (TODO: linkki) sen muuntamiseen DXF:ksi. Plugin lisää ääriviivoihin halutun verran leveyttä laserin leikkausjäljen kompensoimiseksi. Oletusasetus 0.15 mm on ollut hyvä.
Itse piirilevyn pitäisi olla (Eurocard-standardin mukaan) 33.35 mm kapeampi kuin 3U-korkeus, eli 95.15 mm korkea, jotta se varmasti mahtuu kiinnityskiskojen väliin. Tämän luvun kanssa ei aina ole ihan niin tarkkaa, mutta käytännössä jotain tuota luokkaa joka tapauksessa. Riippuu kotelosta.
Moduulien syvyydelle ei ole mitään standardia. Standardiräkkiin mahtuu syväkin moduuli, mutta jotkut Eurorack-syntetisaattoreille tarkoitetut kotelot voivat olla hyvinkin matalia. Useiden moduulien piirilevy on suunniteltu paneelin suuntaiseksi, jolloin moduulin syvyys on vain muutaman sentin, mutta jos piirilevy on kiinnitetty sivuttain paneeliin, se saattaa olla syvempi. Etenkin käsin protolevylle tehty moduuli saattaa olla melko isokokoinen.
Sähköt
Eurorack-formaatin jännitestandardi on 12 volttia. Laitteen kotelo tarjoaa moduuleille vähintään ±12 volttia ja mahdollisesti myös +5 volttia. Järkevästi suunniteltu moduuli ei hajoa vaikka sen kytkisikin ±15V jännitteisiin, muttei välttämättä toimi oikein. Hyvissä moduuleissa on yleensä myös esim. virtaliittimen perässä palautuva PTC-sulake sekä signaaliliitännöissä diodisuojaus erilaisia väärinkytkentöjä vastaan.
Moduulien virransaanti on Eurorackissa toteutettu kaksirivisillä 2.54 mm piikkirimaliittimillä. Kotelon sisällä on ns. "bus board", joka on kytketty kotelon virtalähteeseen. Moduulit kytketään lattakaapeleilla tähän virtakiskoon.
Liittimiä on käytännössä kahta tyyppiä: "standardi" ja "kapea" (TODO: kuvia). Standardiliitin antaa kaikki em. jännitteet sekä lisäksi CV ja Gate -kanavat kotelon sisäiseen käyttöön (käytännössä kukaan ei käytä niitä). Kapea liitin tarjoaa vain ±12 volttia.
Kapea liitin on nykyään moduuleissa ehkä yleisempi. Se on 5x2 piikkirima, jossa reunimmaiset piikit antavat –12 ja +12 volttia, ja kuusi keskimmäistä piikkiä ovat maassa.
Standardiliitin on 8x2 piikin liitin, joka toimii kuten kapea, mutta tarjoaa lisäksi +5V, CV ja Gate -piikit. Useimmissa Eurorack-koteloissa bus board on standardiliittimen mallinen. Standardiliitintä voi nykyään kuitenkin pitää legacy-mallina, jopa Doepfer sanoo +5V:n olevan "for some older modules", puhuen tosin vain omista moduuleistaan.
Virtajohtona käytetään lattakaapelia. Kapealle liittimelle 10 johtimen lattakaapeli, joka on puristettu moduulin päässä 5x2 -liittimeen, ja kotelon päässä 8x2 -liittimeen. Standardiliittimelle 16 johtimen lattakaapeli, jonka molemmissa päissä on 8x2 -liitin. Lattakaapelin yleensä punaisella merkitty reuna tulee –12 voltin puolelle. Väärin päin kytketty virtajohto voi rikkoa moduulin. Yleensä oikea asento on merkitty sekä moduulin piirilevylle ja kotelon bus boardiin, ja se kannattaa varmistaa näitä katsomalla ennen virran kytkemistä.
Signaalit
Eurorack-moduulien väliset kytkennät tapahtuvat 3.5 mm monoplugeja pitkin. Signaali kulkee "tip"-johdinta ja "ring" on kytketty maahan.
Tyypillisesti Eurorack-moduuleissa kaikki kontrollijännitteet ovat output-puolella maksimiamplitudilla, ja kaikissa inputeissa on vaimennin, jolla haluttu taso asetetaan.
Doepferin virallisen speksin mukaan tyypilliset jännitetasot Eurorack-järjestelmässä ovat nimellisesti:
- Audiosignaalit: 10Vpp, eli –5V … +5V.
- LFO-moduulien tuottamat kontrollijännitteet: –2.5V … +2.5V
- ADSR-moduulien verhokäyrät: 0V … +8V
Käytännössä näissä on paljon vaihtelua valmistajien ja moduulien välillä, ja pitää vain tietää, mitä mikäkin moduuli tekee (tai liittää satunnaisia moduuleja yhteen ja katsoa mitä tapahtuu).
TODO: impedanssit
Komponentteja
Labilla on paljon piirilevylle asennettavia 3.5 mm stereojakkeja, jotka toimivat hyvin myös monojakeiksi kytkettynä. (TODO: lisää kuva; linkkaa KiCAD-malli ja datasheet)
Suosittu 3.5 mm liitin on ns. Thonkiconn, joita valmistuttaa brittiläinen modulaarisynaharrastajien nettikauppa Thonk, (kauppa, datasheet), joka on piirilevylle pystyyn asennettava monojakki, joka on lisäksi suunniteltu mahtumaan protolaudalle.
Yleinen potentiometrimalli Eurorack-moduuleissa on piirilevylle pystyyn asennettava 9 mm Alpha (Thonk), tai sitä vastaava varrellinen trimmeri, joka on halvempi eikä tarvitse erillistä nuppia (Thonk).
Labilla on paljon pystyyn asennettavia 100 kΩ potentiometreja (TODO: linkkaa KiCAD-malli). Niissä on vähän ärsyttävästi ohut 4 mm D-varsi johon on vaikea löytää hyvää valikoimaa nuppeja. Lisäksi se on piirilevyllä isokokoinen ja tulee asentaa vähän outoon asentoon 45° kulmassa, jos nupin liikeradan haluaa tyypilliseen vasemmalta oikealle symmetriseen asentoon.
Melkein standardit järjestelmät
Monet syntetisaattorivalmistajat tekevät nykyään laitteita, joissa on liittimien ja jännitteiden suhteen Eurorack-yhteensopivia CV/Gate -rajapintoja.
Eräät mikrokokoiset modulaarit (esim. [1], [2])käyttävät moduulien väliseen kytkentään naaraspiikkirimoja ja hyppylankoja. Jotkut näistä ovat jännitteiltään Eurorack-yhteensopivia, mutta vaativat jonkinlaista adapteria.
Jotkut DIY-harrastajat rakentavat modulaareja, jotka ovat liittimien ja jännitteiden suhteen suhteen Eurorack-yhteensopivia, mutta fyysisiltä mitoiltaan erilaisia (yleensä isompia 5U -kokoisia). Jonkun muun tekemän Eurorack-moduulin saa lisättyä tällaiseen moduulaariin helposti tekemällä vain uuden etupaneelin.
Teenage Engineeringin PO Modular on Eurorack-yhteensopiva, mutta käyttää pienempikokoisia 30 x 30 millimetrin ruudukkoon perustuvia etupaneeleja. Näissä standardimoduulit ovat 90 x 29 mm ja 90 x 59 mm kokoisia. Nämä moduulit (kunhan niitä saa jostain) voi myös liittää Eurorack-järjestelmään tekemällä vain uuden etupaneelin.
Arturian Microbrute -syntetisaattorin CV-liitännät eivät täysin noudata Eurorackin standardeja, ja parhaan tuloksen saamiseksi Eurorackin ja Microbruten väliin voi tehdä aktiivisen adapterin. Erityisesti Microbruten inputeissa ei ole vaimennusta, jolla säätää annettujen kontrollijännitteiden ampilitudeja, sillä Microbruten itsensä kontrollijännitteissä vaimennin on output-puolella.