- Para reducir al mismo tiempo el espacio de perillas y cables de patch en los paneles estrechos de Eurorack, se creó un prototipo de entrada híbrida que combina un jack de 3,5 mm con un encoder magnético
- La clave es que el encoder magnético AS5600 lee el ángulo y la intensidad del campo magnético de un imán dentro del plug, y esos datos se obtienen por I2C para determinar la rotación de la perilla y si está conectada
- En la punta del plug TRS se coloca un imán de neodimio de 2 mm × 1 mm, y en el PCB bajo el socket TRS se ubican el AS5600, el CH32V003 y el circuito indicador LED
- Cuando se inserta la perilla magnética, la intensidad del campo se lee en alrededor de 2000 en una escala de 4095; un cable de patch común da 0 o, a veces, 1, por lo que se pueden distinguir
- Es una estructura cuyo valor aumenta si se aplica a todos los controles, así que su comercialización es incierta; sin embargo, un potenciómetro mecánico con jack TRS coaxial sigue siendo una alternativa realista que requiere pocos cambios en los circuitos existentes
La idea de combinar perillas y cables de patch
- En Eurorack, al intentar meter más módulos en cajas pequeñas, la ventaja de la sensación táctil del hardware suele sacrificarse por el espacio del panel
- Este prototipo coloca un chip encoder magnético delante de un jack de 3,5 mm y hace girar un pequeño imán dentro del plug para que funcione como un híbrido entre perilla y cable de patch
- El objetivo es una configuración de sintetizador en la que cualquier perilla pueda retirarse y usarse como cable de patch, y cualquier jack pueda recibir una perilla para fijar un valor
Fabricación de la perilla magnética
- Se corta la punta de un plug TRS con un disco de corte Dremel para crear una ranura, y dentro se pega un pequeño imán de neodimio
- El imán mide 2 mm de diámetro y 1 mm de grosor
- También se compraron imanes de 2 mm de grosor, pero requerían una ranura más ancha y, por lo tanto, un método de corte más preciso
- Para pegarlo se usó adhesivo de cianoacrilato de viscosidad media, y después de que endureció se raspó el adhesivo sobrante con una hoja de afeitar
- Tras rebajar la parte roscada y la pestaña metálica del plug, se inserta una pieza de relleno impresa en 3D para convertir la parte trasera en un cilindro recto y montar la perilla
- El plástico impreso en 3D es ligeramente flexible, por lo que el tornillo prisionero se incrusta y queda firmemente sujeto
Diseño del circuito basado en AS5600
- El encoder magnético usado es el AS5600, que se consigue fácilmente como placa breakout y tiene interfaz I2C, por lo que es adecuado para prototipado
- El AS5600 proporciona ángulo e intensidad del campo magnético mediante dos sensores Hall en configuración XY y un DSP
- El chip tiene salida PWM y DAC, pero para obtener voltaje analógico parece requerir configuración por I2C, así que en las pruebas también se leyó el ángulo por I2C
- Se diseñó una placa para colocar el AS5600 bajo el socket TRS
- En un socket TRS típico de montaje vertical, casi no hay margen entre la punta del plug y el plano del PCB
- Los pines pasantes eran lo bastante largos como para elevar el socket sobre la placa, y la placa FR4 de 1,6 mm se usó como espaciador para el AS5600, que mide unos 1,47 mm de alto
- En la huella del segundo socket se agregó un recorte para el chip
- El contorno del PCB se modeló con precisión en KiCad pensando en una fresa de 2 mm, para evitar que el fabricante de la placa interpretara arbitrariamente las esquinas internas
Circuito de indicación y protección de entrada
- En la placa se añadieron un CH32V003 y varios LED para poder mostrar valores
- Para bajar señales de 0–5 V a 0–3,3 V, se agregaron diodos de clamp y una impedancia de entrada de aproximadamente 100 K
- La configuración de resistencias es un divisor de tensión de 33 K y 66 K
- Como el chip encoder queda enterrado bajo el socket, también se añadieron pads en la parte inferior para poder sondear cada pin cuando sea necesario
- Los PCB fabricados se encargaron a China, y después se realizó el ensamblaje y las pruebas
Ensamblaje y verificación de funcionamiento
- Durante el ensamblaje se prestó especial atención a que el AS5600 quedara exactamente centrado sobre los pads
- Después de retirar la parte inferior de la placa y rebajar las pestañas, se soldaron cables en las posiciones de los pines de alineación para unirla con la placa superior
- Encima se soldó el socket TRS, completando la estructura de sensor magnético bajo el socket
- La programación del CH32V003 se hizo con el procedimiento habitual, y se ajustaron I2C, ADC y la visualización tipo gráfica con LED
- La presencia de la perilla se puede detectar mediante el valor de intensidad del campo magnético del AS5600
- Con la perilla magnética conectada, la intensidad es de aproximadamente 2000 sobre una escala máxima de 4095
- Un cable de patch común da 0 o, a veces, 1
- Los cables comunes suelen estar hechos de metales no ferrosos, por lo que no hubo confusión
Limitaciones para convertirlo en un producto real
- Aunque el resultado del prototipo es satisfactorio, no hay planes de seguir desarrollando este enfoque
- Para usarlo en un sintetizador modular real, el valor aumenta si se aplica el mismo principio a todos los controles, pero eso dificultaría usar módulos de otras personas
- Los módulos existentes suelen esperar un potenciómetro real, por lo que no es fácil portarlos a un encoder que solo puede generar voltaje
- Podría funcionar si se combina con un potenciómetro controlado por voltaje, pero aumentaría el costo
- No se intentó patentar porque las patentes son caras y no hay intención de hacerlo
- Aunque el potencial comercial del método magnético es incierto, un potenciómetro con jack TRS coaxial se ve como una solución mecánica más realista, porque no requiere cambiar los esquemas existentes y permite distinguir visualmente la perilla híbrida
- El hardware y el software del proyecto están publicados en github y git.mitxela.com
1 comentarios
Opiniones en Hacker News
El sueño de un sintetizador en el que puedas sacar cualquier perilla y convertirla en un cable de patch, y poner una perilla en cualquier jack para fijar un valor constante, está bueno; pero mejor aún es una combinación perilla+jack.
Cuando hay un cable conectado, la perilla funciona como atenuador de la entrada; si no, funciona como perilla independiente. Entiendo que es un diseño bastante común.
También he visto cables de patch con atenuador integrado.
Normalmente, las entradas que lo necesitan tienen un atenuador, y ese atenuador es una pequeña perilla tipo palanca.
En cambio, las funciones principales del módulo usan perillas más grandes.
Ejemplo: https://intellijel.com/downloads/manuals/rubicon_manual.pdf
Lo más útil es la combinación jack+offset+atenuador, pero la mayoría de los módulos, por espacio, eligen solo uno de los dos.
Meten una cantidad ridícula de funciones en la combinación de un conector y una perilla.
Me gusta, pero los buenos módulos ya tienen perillas y jacks para todo.
Cuando entra un voltaje de control por el jack, la perilla funciona como atenuador o atenuador con inversión de polaridad.
Por eso esos módulos suelen hacerse más grandes, y como Make Noise normalmente diseña así, sus módulos son consistentemente más grandes que los de otras compañías.
Si ves Maths, es a la vez un generador de pendientes y un mezclador, y es enorme; pero como se puede programar con patches, todo el mundo lo tiene.
El problema de Eurorack es que se intenta meter demasiadas funciones en poco espacio, en vez de hacer que sea programable mediante patches.
Por eso hay muchos módulos con varios modos, donde el significado de botones y perillas cambia según la “página” actual.
Eso me parece horrible, y cada vez que pruebo un módulo así casi siempre termino vendiéndolo.
Es cierto eso de que el núcleo de Eurorack es la interfaz.
Todo consiste en conectar algo a otra cosa.
Con los módulos que tienen estados ocultos, uno se olvida en qué estado están y qué significa cada perilla, y al final los evita.
Con cables y perillas, todo el estado del sistema queda a la vista.
Hay que gestionar los cables para que no se vuelva un plato de espagueti, pero en código ya hacemos algo parecido, así que no es tan distinto.
Si no me estoy perdiendo de algo, me pregunto si no bastaría con poner un potenciómetro en el mismo eje detrás de un jack TS de 3,5 mm.
Muchos jacks de 3,5 mm están abiertos por detrás, así que se podría hacer más largo el eje de la perilla para que encaje con el potenciómetro.
O, si Eurorack usa jacks TS para entradas de voltaje de control, se podría usar un jack TRS en el módulo, lo que deja libre el pin R, y conectar ahí un potenciómetro+perilla desmontable.
Los cables TS normales también podrían conectarse tal cual.
Eso sí, en el artículo usan “TRS” de forma laxa para referirse básicamente a “TS”; acá estoy distinguiéndolos literalmente.
La gran desventaja —y a la vez ventaja— sería que habría que insertar la perilla en la orientación exacta para que la punta del eje encaje en la ranura del potenciómetro.
Puede ser algo molesto, pero, por otro lado, aunque quites la perilla, el potenciómetro conserva su estado y tampoco cambias el valor por accidente al insertarla.
Para ponerme puntilloso con quien se pone puntilloso: creo que el eje de la perilla tendría que medir más de 15 mm, ¿no?
“3,5 mm” es el diámetro del jack T(R)S pequeño, no su longitud.
Es una idea interesante y una implementación realmente ingeniosa, pero creo que hay que mirar la causa, no el síntoma.
El síntoma es que algunos jacks no tienen una perilla correspondiente; la causa es que los diseñadores de módulos o los usuarios están demasiado obsesionados con la miniaturización.
Si de verdad era un parámetro que debía tener perilla y se eliminó para hacerlo más pequeño, la culpa es del diseñador; y si el usuario quiere llenar el case tan al límite que ni siquiera deja espacio para un módulo que emita un voltaje DC fijado con una perilla, la culpa es del usuario.
Hay muchos módulos que cumplen esa función, muchos incluso con atenuación con inversión de polaridad, y algunos son bastante pequeños.
Un ejemplo que se cita mucho es el de los equipos E-mu.
Empezaron en los 70 como una empresa que fabricaba grandes modulares, dominaron durante unos 10 años el terreno de los samplers/romplers y luego quebraron durante la burbuja puntocom y fueron absorbidos por Creative.
Lo bueno de los sintetizadores E-mu era que casi todos tenían una gran matriz de modulación, pero las pantallas LCD de 2 líneas de los romplers frustraban a menudo a los usuarios.
Sin embargo, algo que extrañamente faltaba entre los destinos de modulación era la resonancia del filtro.
Los módulos posteriores tenían una enorme cantidad de tipos de filtro, pero por eficiencia de cálculo no podían ajustar la resonancia mientras se reproducía una nota.
Al manipularlos desde el panel, la mayoría quería mover el cutoff más que la Q, así que no era un gran problema; pero el hecho de no poder modularlo revelaba accidentalmente una limitación del diseño del filtro.
A la hora de elegir equipos, me inclino por el lado de “déjenme modular todo”, pero al mismo tiempo respeto bastante el diseño de sintetizadores con mucha personalidad, que reducen la flexibilidad y maximizan los puntos donde es fácil obtener un buen sonido.
A veces, aunque el rango tímbrico sea limitado, puede ser mejor un instrumento que responde de forma muy consistente dentro de ese rango y con el que es “difícil sacar un mal sonido”.
Sin duda es una idea interesante, pero me da curiosidad saber cómo se sentiría al tacto al girar realmente la perilla.
Parece que tiene poca o ninguna resistencia, así que creo que podría volver bastante difíciles las situaciones que requieren movimientos rápidos pero precisos, como en una presentación en vivo.
Un gran extra sería una resistencia configurable por software, es decir, no resistencia eléctrica sino resistencia física al giro.
Al hacer módulos DIY, pasé mucho tiempo buscando la perilla adecuada o cómo ajustar la resistencia de las perillas existentes; si eso pudiera controlarse digitalmente, podría abrir una diversión completamente nueva.
Este enfoque, incluso quitando la pantalla y los elementos decorativos, tiene mucha complejidad, así que será difícil que se use con frecuencia por el costo.
Aun así, no siento una gran necesidad de controlar por software la sensación de tensión.
Por ejemplo, tengo algunos radiocontroles duales de joystick de gama alta para aviones RC, que usan mecanismos de joystick Hall effect bastante caros, y los buenos permiten ajustar la tensión de cada eje desde la parte inferior.
Ya sea en esos controles, en un gabinete arcade o en un control de consola premium, una vez que ajusto la tensión a mi gusto, no me dan ganas de volver a cambiarla.
Así que, si el EuroKnob no tiene nada de tensión, pocas cosas serían tan horribles como una perilla floja que se tambalea, pero en lo personal me bastaría con un simple ajuste de arrastre basado en fricción.
Me pregunto por qué detenerse aquí.
En la práctica hicieron un potenciómetro rotativo unidimensional, así que también podrían agregar dos dimensiones, como el thumbstick analógico de un control de videojuegos.
También me pregunto si existe algún control con un thumbstick que se pueda retorcer.
Como dicen otros comentarios, esto también podría ser un jack, así que sería posible un jack-perilla-stick analógico.
¿Por qué detenerse ahí?
También podría montarse sobre un potenciómetro lineal o un slider.
¿Por qué detenerse ahí? Ayuda.
También podrías encadenar en daisy chain una pila de jacks de sticks analógicos rotativos enchufables.
La locura lo devoró.
Me vienen a la mente el Doepfer a-174-4 o el Intellijel Planar, y el Doepfer también genera una tercera señal al retorcer la perilla.
Por ejemplo, la perilla principal de los controladores MIDI Komplete Kontrol serie S (https://www.native-instruments.com/en/products/komplete/keyb...) combina un encoder rotativo, entrada direccional de 4 ejes, botón de presión y un anillo indicador LED.
Tengo un S61, y la implementación de esa perilla es muy intuitiva, responsiva y funcional.
Para ser exactos, no es un joystick sobre una base esférica con una perilla retorcible encima; es una perilla empotrada que, al empujarla levemente hacia arriba, abajo, izquierda o derecha, produce un clic satisfactorio en cada dirección.
Si todavía hay alguna tienda de música que tenga teclados controladores MIDI de gama alta en exhibición para probarlos, recomendaría usarlo en persona.
Entré para proponer la misma idea para el EuroKnob.
La entrada direccional de 4 ejes básicamente es un módulo de cruceta direccional de los que se usan a menudo en controles de videojuegos, y creo que este tipo de control con perilla rotativa + entrada direccional es muy eficaz.
Pero hay una advertencia importante.
Este tipo de control también puede implementarse pésimamente, y aunque el S61 es excelente, también he visto dispositivos con malas implementaciones.
Parece que hace falta cierta delicadeza de ingeniería para lograr una buena combinación de respuesta y retroalimentación táctil.
También he visto en la práctica la idea de combinar una perilla rotativa con un slider lineal, aunque es extremadamente rara.
Habiéndolo probado en persona, puedo confirmar que la razón de que sea raro no es que sea simplemente malo, sino especialmente malo.
Dos controles que funcionan demasiado bien por separado se vuelven inesperadamente horribles al combinarlos en uno.
Hace mucho tiempo, cuando Cubase todavía se demostraba en Atari ST, probé en un pequeño stand al fondo de una feria NAMM una mezcladora personalizada de una empresa cuyo nombre no recuerdo, que tenía perillas rotativas sobre los sliders de la mezcladora.
Al intentar ajustar dos parámetros al mismo tiempo, creo que retiré la mano por reflejo y solté algo como “¡ugh!”.
Normalmente mantengo la cortesía al probar nuevas ideas de interfaz, pero hay algo profundamente antinatural para los humanos en intentar combinar simultáneamente dos movimientos proporcionales, precisos pero con direcciones distintas, usando articulaciones diferentes como la muñeca y el codo.
Se sentía tan extrañamente mal que parecía que algún especialista en cinemática ergonómica hubiera escrito un artículo premiado diciendo que “los humanos evolucionaron para jamás hacer esto”.
Aun así, si una de las dos ideas acertó, es un buen día.
Es interesante, pero todavía no me he metido en Eurorack
Me pregunto si la gente de verdad quiere tener sobre la mesa de mezcla no solo cables de patch, sino también un montón de perillas
Eurorack y los sintetizadores modulares en general me parecen objetos algo raros, como los pedales de guitarra
Parece que hay muchos aficionados que pasan mucho más tiempo trasteando que tocando de verdad
Al ver a Rick Beato y sus invitados en YouTube, muchos músicos más bien parecen buscar la simplicidad
Por ejemplo, unos cuantos pedales que suenen bien, idealmente con solo una o dos perillas cada uno
Aunque los entusiastas de los sintetizadores quizá tengan una mentalidad completamente distinta
Y al revés, también he pensado que si algunos conectores de patch se convirtieran en perillas, estaría bueno poder girarlas y evaluar si quiero modular algo sin tener que armar el patch de verdad
Esta idea de las perillas básicamente podría ser muy útil para prototipar patches
Sin duda es cierto que una gran parte de la comunidad está más cerca de trastear que de hacer música
Pero con la programación pasa lo mismo: una gran parte de la comunidad está más en codificar por sí mismo que en resolver problemas
Está bien; cada quien tiene motivaciones distintas
Personalmente, lo que me resultó útil fue conectar con personas que primero son artistas y casualmente usan sintetizadores modulares, más que con gente que trastea con sintetizadores modulares pero no hace música ni toca en vivo
Qué bueno que no te metiste en Eurorack
Un amigo me arrastró a este oscuro abismo hace un mes, y es muy divertido pero también muy dispersante
En Barcelona, donde vivo, hay una comunidad activa de sintetizadores modulares, y eso ayuda
Pero es caro, y VCVRack no se acerca a la misma experiencia
Entonces, al final quizá sí estás tocando música
Es un poco ridícula la idea de que si no lo grabas y publicas una pista lo estás haciendo “mal”
Rasguear una guitarra o tocar unos acordes en el piano sin grabarlo siempre ha sido un pasatiempo “válido” y no se consideraba “no musical”
Jugar con sintetizadores y secuenciadores no es distinto
Los músicos están repartidos por todo ese espectro
Ambos extremos son muy visibles, y también hay bastantes personas que separan la música “profesional” del trasteo
Entre músicos exitosos también he visto mucha gente a la que le encanta trastear y siempre busca nueva inspiración
Como buenos artesanos, sienten cierto orgullo por sus herramientas, y muchas veces me sorprendió lo técnicamente profundo que se meten en la electrónica
Cuando aparece una subasta de Reverb de algún músico famoso, siempre da risa enterarse de que el bajista de una banda de pop punk tenía un montón de sintetizadores raros
Los pedales simples de 1 o 2 perillas también son un gran territorio, pero también hay muchísimos profesionales que salen de gira con configuraciones de modelado muy complejas y todo tipo de equipo
Llegado cierto punto, sabes exactamente qué sonido quieres, y lo importante es tener la capacidad de lograrlo
En un contexto de banda uno tiende hacia la simplicidad, pero conozco a mucha gente que quiere un pedal de overdrive de 10 perillas para ajustar el sonido que oye en su cabeza
Creo que en algún tráiler un fabricante de módulos decía algo como: “si solo compraran módulos las personas que hacen música de verdad con sintetizadores, yo quebraría”
Ahora no pude encontrar ese tráiler, o no lo miré con suficiente atención
Hay varios tráilers en YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=rQSxqha62j0
Que los aficionados trasteen más de lo que tocan de verdad se llama “diseño sonoro”
Para poder empezar una canción, el timbre del bajo de onda de sierra, que no se parece en nada al de antes, tiene que quedar justo
Al leer la parte de que “se puede insertar una perilla en cualquier jack para fijar un valor constante”, me sorprendió un poco que no empezara metiendo un pequeño acelerómetro, MCU y batería dentro de la perilla para generar alguna señal de salida por un plug común según la orientación de la perilla respecto de la gravedad
Meter electrónica dentro de un plug es casi una marca registrada de mitxela
https://mitxela.com/projects/flash_synth
Si pudiera conectarse directamente a un socket existente, creo que lo compraría
Con batería parecería posible llegar a 50-100 horas, pero me pregunto si también sería viable un sistema de cuerda, como un reloj mecánico
Además se necesitan muchas perillas, jacks y plugs
Incluso un sensor de efecto Hall podría salirse del punto adecuado en términos de costo
Cuando se me ocurrió esa idea, también lo vi así
Puede que sea cierto eso de “es un sueño hermoso. Un sueño muy caro, pero hermoso”, pero lo que para mí es caro para otra persona puede ser calderilla
Sin embargo, no vi el precio en ninguna parte, así que era muy difícil entenderlo
Si tengo que preguntar el precio, probablemente sea caro para mí, pero aunque no pueda comprar una MacPro con todas las opciones, al menos puedo ver la cifra
Se ve realmente limpio y parece un proyecto divertido de construir
Dicho eso, creo que sería difícil hacer que encaje de forma natural con todo
Sin duda requiere más esfuerzo y trabajo que simplemente poner una perilla y un jack para un control específico
Sobre todo porque, por convención, normalmente la perilla controla el valor y, cuando se conecta un jack, esa misma perilla actúa como atenuador de esa señal
Habría estado bueno tener una imagen del esquema o un PDF para entender bien el diseño
Se puede ver en GitHub, pero esta computadora no tiene KiCad instalado
En particular me interesa el comportamiento de normalización
Quiero saber si, cuando se conecta al jack una señal que no es la del potenciómetro, esa señal simplemente pasa, o si tiene que pasar por este chip
El hecho de que haya que suministrarle alimentación de 3 V para que esto funcione también se vuelve un requisito adicional si se quiere que sea útil en un circuito Eurorack común
No es un motivo de descarte absoluto, pero añade requisitos y componentes al diseño
En cualquier caso, es una idea realmente genial