Test: Erica Synths EDU DIY Labor, Experimentierumgebung

Erica Synths EDU DIY Labor, Experimentierumgebung

Auf manche Tests freue ich mich einfach! So auch beim Erica Synths EDU DIY Labor. Hier geht es nicht um ein fertiges Produkt zum ins Rack schrauben oder auf den Tisch zu stellen, sondern um eine Entwicklungsumgebung für elektronische Schaltkreise. Kann das Erica Synths EDU DIY Labor uns lehrreiche Momente bieten? Lasst es uns herausfinden.

Hardware und Aufbau des Erica Synths EDU DIY Labor

Die Idee hinter dem EDU DIY Labor stammt von Moritz Klein (der auch den Schaltplan lieferte) und Dr. Shalom D. Ruben von der Universität von Colorado, USA. Die Entwicklung der eigentlichen Hardware, also das Design des PCBs, stammt von Erica Synths, die schließlich auch für Produktion und Bestückung verantwortlich sind.

Obwohl viele der Through-Hole-Komponenten bereits verlötet sind, fällt einem beim Öffnen des Kartons u. a. ein Beutel mit einer Handvoll Pin-Buchsen in den Schoß. Ganz im Geiste des DIY müssen diese verlötet werden. Hier ein paar kleine Tips dazu.

Die elektronischen Bauteile sind nur im Full Kit enthalten

Am Besten werden die Buchsen der Reihe nach aufgesteckt und mit einem Klebeband fixiert. So kann dafür gesorgt werden, dass die Ausrichtung schön gerade wird. Nach dem Einstecken der Buchsen haben diese nämlich genug Spiel, um krumm und schief verlötet zu werden.

Am Besten wird die Platine des EDU DIY Labor auf eine erhöhte Fläche gestellt, so dass nun die Buchsen dort aufliegen. Dann lötet man einen Pin jeder Buchse an und kontrolliert nochmal die Orientierung. Stimmt alles, kann mit dem Fertigstellen der restlichen Lötstellen begonnen werden.

Das „Breadboard“, also das Steckfeld in dem später die elektronischen Komponenten platziert und verbunden werden, muss mit der Klebefläche auf das PCB aufgesetzt werden. Hier ist Vorsicht angebracht, da es wirklich nur einen Versuch gibt. Danach sitzt das Steckfeld absolut unverrückbar fest.

Der Ausdruck „Breadboard“ stammt übrigens aus den Anfängen der Elektronik, wo auf sprichwörtlichen Brotbrettern Nägel eingeschlagen und mit Draht verbunden wurden, um Röhrenschaltkreise testweise aufzubauen. Diesem historischem Fakt trägt Erica Synth auch Rechnung, indem ein echtes Holzbrett unter das PCB als standfester Boden montiert wird. So macht das Erica Synths EDU DIY Labor auch optisch etwas her.

Das sprichwörtliche Breadboard dient als Sockel und stabilisiert das Labor

Zum Schluss werden dann die Abstandhalter montiert, bei denen es etwas unklar ist, welche Größe wohin gehört. Das englische PDF-Handbuch ist da nicht ganz eindeutig auf den ersten Blick.

Zum Schluss werden die Blindplatten aufgesetzt, wobei die untere eher bei Bedarf zum Einsatz kommt. Hier kommen nämlich die Bauteile zur Interaktion mit den Schaltkreisen hin, also die mitgelieferten Potis, Buchsen und Schalter. Diese müssen, damit sie in die Buchsen passen, auch auf kleine Platinen gelötet werden. Die Beschriftung der jeweiligen Platinen macht das aber recht einfach.

Auch hier ein kleiner Tipp: Um die Stiftsockel möglichst gerade einlöten zu können, platziert man diese am besten im Breadboard, setzt die kleine Platine auf und lötet die Stiftsockel dann möglichst schnell auf, so dass sich nicht zu viel Hitze auf das Breadboard aus Kunststoff überträgt. Außerdem sollte unbedingt der Wert der Potis auf deren Seite vermerkt werden, da der Wert auf dem Boden verzeichnet ist – schwer, da nach dem Löten draufzuschauen. Das Handbuch weist auch ausdrücklich darauf hin. Überhaupt sollte die ganze Aufbauanleitung *vorher* studiert werden. Hier gilt die Regel: zweimal lesen, einmal löten.

Außerdem sollte auf jeden Fall nach dem Löten eine eingehende optische Kontrolle aller Lötstellen durchgeführt werden. Dazu kommt am besten eine kleine Lupe zum Einsatz. Eventuelle Kurzschlüsse können ansonsten jederzeit den magischen blauen Rauch herbeizaubern. Alles in allem und mit etwas Erfahrung und Ruhe wird die ganze Montage etwa eine bis zwei Stunden dauern – in Ausnahmefällen auch mehr.

Eine Nachkontrolle ist unerlässlich

Ausstattung des Erica Synths EDU DIY Labor

Das Erica Synths EDU DIY Labor ist aber nun nicht bloß ein aufgeklebtes Steckfeld auf einer Platine. Was bietet nun das Labor, was uns die Entwicklung und Erkundung elektronischer Schaltkreise einfacher machen soll? Zunächst einmal liegen alle Zusatzfunktionen der oberen Frontplatte an den Steckbuchsen direkt darunter an, manche Ausgänge aber auch auf der Frontplatte selber.

Da wäre zunächst die Stromversorgung. Das mitgelieferte Netzteil wird genutzt, um Spannungen von +12 V, -12 V und +5 V über ein auf dem PCB vorhandenes Schaltnetzteil zu erzeugen. Wir bewegen uns also hier innerhalb der Spezifikationen des Euroracks, wofür das Erica Synths EDU DIY Labor auch explizit ausgelegt ist.

Rechts ist das Schaltnetzteil und dessen Anschlüsse zu sehen

Dann gibt es in der oberen Reihe kleine Hilfsschaltkreise, um die Entwicklung zu beschleunigen und den Aufbau zu testen. Hier finden sich ein einfacher Oszillator mit den drei Schwingungsformen Square, Tri und Sine sowie ein manuell auflösbarer Envelope-Generator. Dieser kann wahlweise als Gate, kurzer Square-Impuls oder getriggerte Hüllkurve eingesetzt werden. Ein Decay-Regler bestimmt dabei die Ausklingzeit. Andere Hüllkurvenparameter können nicht eingestellt werden.

Die Hüllkurve, bzw Gate und Trigger werden manuell ausgelöst

CV Source ist eine einfache CV-Quelle, die von -8 V bis +8 V geregelt werden kann und am darunter liegenden Breadboard Header abgegriffen werden kann. Eine Buchse auf dem Frontpanel hat sie nicht.

Den Abschluss machen die Audioverbindungen, wobei ein Line- und ein Phones-Ausgang vorhanden sind.

Die Blindplatte auf der linken Seite versteckt übrigens Anschlussbuchsen, die für Mini-Devices gedacht sind, die Erica Synths zu einem späteren Zeitpunkt anbieten möchte. Die Buchsen, die hier liegen, spiegeln die Ausgänge der Werkzeugsektion und des Netzteils wider.

Unterhalb des Steckbretts können nun die gelöteten Bedienelemente einfach nach Bedarf eingesteckt werden. Deren Anschlüsse liegen dann an den großen 2×8-Buchsen an und können so einfach mit dem aufgebauten Schaltkreis verbunden werden.

Die Anleitung ist wichtiger Bestandteil des Kits

Die Anleitung des Erica Synths EDU DIY Labor

Eine Anleitung wird sonst ja eher in einem Satz abgehandelt, aber hier ist sie zentraler Bestandteil des Produkts. Stilistisch in einem lockeren Ton geschrieben, aber dennoch präzise, wird hier von Anfang an die Lust am Experimentieren betont und die Angst vor dem Thema Elektronik genommen.

Nicht nur wird der Aufbau sehr genau beschrieben, sondern eben auch erste kleine Schaltkreise gezeigt, die langsam an das Thema elektronische Schaltkreise zur Erzeugung von Tönen heranführen. Das Ziel ist es aber, ein Verständnis für die dahinterliegenden Prinzipien zu schaffen. Und so wird jeder vorgestellte Schaltkreis, also

• Low Pass Filter,
• Oscillator,
• Crude VCA und
• Bridged-T Oscillator

nicht nur im Aufbau beschrieben, sondern auch die zugrundeliegenden elektronischen Prinzipien. Zusätzlich gibt es immer einen Link zu einem Online-Schaltkreis-Simulator, wo die Wirkungsweise simuliert wird.

Jedes Beispiel hat einen Link zu einer Simulation

Das hier weitgehend mit der Wasseranalogie gearbeitet wird, ist in dem Kontext zu verzeihen, da für die vorgestellten Schaltkreise diese anschaulich und einfach präsentiert werden kann. Diese Analogie ist aber an sich nicht akkurat und kann bestimmte Phänomene (wie z. B. die Wirkungsweise von Induktivitäten, sprich Spulen) nicht abbilden. Es gibt zum Magnetfeld eben keine Wasseranalogie und damit fällt die Hälfte des Elektromagnetismus nun einmal flach und die Analogie ins Wasser.

Dennoch ist die Beschreibung der einzelnen Bauteile wie Widerstände, Kondensatoren, Transistoren und OpAmps einfach und ausreichend.

Es gibt übrigens zwei Versionen des Erica Synths EDU DIY Labor. Eine bietet nur die Hardware und Verbindungskabel, die andere liefert noch eine ganze Handvoll an Bauteilen mit. Diese kostet dann auch 25,- Euro mehr. Und obwohl die Bauteile einzeln gekauft nur ein paar Euro kosten, würde ich Anfängern den Aufpreis definitiv empfehlen.

Erica Synths EDU DIY Labor im Kontext der DIY EDU Module

Das Erica Synths EDU DIY Labor beschreibt in einem eigenem Abschnitt die Nutzung mit den entsprechenden DIY EDU Modulen. Das Labor ist natürlich bestens dafür ausgestattet, diese Schaltkreise aufzubauen und wirklich zu erforschen, andere Bauteile zu nutzen und den Schaltkreis an die eigenen Bedürfnisse anzupassen (in einem festgestecktem Rahmen, bevor dieser dann auf dem eigentlichen DIY EDU Modul verlötet wird.

Es lohnt sich definitiv auch ein Blick in alle Anleitung dieser Module, da hier Ideen zu finden sind, die dann auf dem Erica Synths EDU DIY Labor frei kombiniert werden können.

Erica Synths EDU DIY Labor – Hello Bassdrum

Um das Labor tatsächlich mal einzusetzen, mache ich mich an das letzte Beispiel im Handbuch, den Bridged-T-Oszillator. Diese ist mit nur sieben Bauteilen und neun Kabelverbindungen recht schnell aufgebaut. Er erzeugt einen perkussiven Ton, wenn er von einem Impuls angestoßen wird.

Der Aufgebaute Schaltkreis auf dem Steckbrett mit allen Anschlüssen

Nach der Lektüre der Theorie dahinter ist die Frage schnell geklärt, wie nun die Tonhöhe mit einem Poti zu steuern wäre. Dazu wird der 1M-Widerstand durch ein 1M-Poti als variabler Widerstand ausgetauscht. Wunderbar.

Ein Potentiometer ermöglich die Beeinflussung der Tonhöhe

Aufbau des Bridged-T-Beispieles

Nun möchte ich noch tiefer mit der Frequenz und tausche zunächst einen, dann beide Kondensatoren durch größere aus. Auch auf diese Idee wird man nach der Lektüre der Theorie kommen.

Schön, jetzt habe ich schon einen netten Bassdrum-Sound, den ich manuell triggern kann. Die Art des Triggers ist dabei auch wichtig, denn der T-Oszillator in dieser einfachen Konfiguration springt beim An- und Ausschalten des Gates an.

Der Klang ist schon brauchbar, ich möchte aber noch etwas mehr Schmutz. Also schaue ich in die Anleitung zu EDU DIY Bassdrum und entdecke dort einen Verzerrer, der zusätzlich zu einem OpAmp nur zwei Dioden, ein Poti und einen Widerstand benötigt,

Dieser Verzerrer-Schaltkreis ist aus dem EDU DIY Bassdrum Modul

Da bereits ein OpAmp auf dem Brett steckt und dieser zwei Baugruppen enthält, nutze ich diesen einfach und bekomme sehr schnell mein gewünschtes Ergebnis. Individueller kann ein Sound kaum kreiert werden, es sei denn, ich schaufele die Elektronen persönlich durch die Bauteile.

Die Verzerrung wird über ein zweites Poti gesteuert

Ab hier kann natürlich gesampelt oder der Schaltkreis auf einem eigenem Breadboard oder einer Rasterplatine aufgebaut werden. Und so schnell ist dann das erste persönliche Modul entstanden.

Nun kann unsere Bassdrum mit einem Sequencer angesteuert werden

Ich möchte aber nun nicht ständig mir die Finger wunddrücken, sondern einen externen Sequencer nutzen. Nun, das ist recht einfach. Ich setze eine Buchse in das untere Steckfeld und verbinde sie mit dem Eingang, den vorher der manuelle Trigger belegte. Und schon kann ich meine Bassdrum sequenzieren.

Hier läuft der Bassdrum Schaltkreis an einem Sequenzer

Und noch ein Beispiel, wo ich als Trigger den Hilfsoszillator als Trigger-Quelle genutzt habe.

Eine Warnung an diese Stelle, die auch auf der Erica Synths Website in Sperrschrift steht: Das Erica Synths EDU DIY Labor ist eine Experimentierumgebung und Erica Synth kann und wird keinen Support für selbst aufgebaute Schaltkreise geben, das sollte selbsterklärend sein. Weiterhin sollte auch jedem klar sein, was man tut, wenn die aufgebauten Schaltkreise mit externen Geräten verbunden werden. Im schlimmsten Fall könnten diese Schaden nehmen.

Erica Synths EDU DIY Labor auf YouTube