三角波LFOモジュール

完成した三角波LFOモジュール
完成した三角波LFOモジュール

今回は、エフェクタやアナログシンセで使えそうな三角波発振器(LFO)をブレッドボードで使いやすくするためのモジュールを作ってみた。LFOはアナログシンセはもちろん、フェイザーやトレモロ、オートワウなどいろいろなところで活躍している。

回路図

三角波発振器の回路図
三角波発振器の回路図

こちらが、今回製作した回路図である。

三角波の発振周波数はR1、R2、R3、Cの値によって決定され、次式で周波数を計算することができる。R1を外部の可変抵抗に接続することで、周波数を自由に変えられるようなモジュールにしてみた。

$$ f = \frac{R_2}{4CR_1R_3} $$

回路図の定数では、数Hzから数kHzの間で周波数を変化させることができる。可変抵抗を1MΩとかにすればもっと低周波を出すことも可能だ。周波数帯域を大きくしたかった理由は、このモジュールをトレモロ以外のリングモジュレータなどにも使用したいからである。

また、この回路は矩形波発振器の応用回路なので、前段のオペアンプの出力からはキレイな矩形波を得ることもできる。

三角波をオシロスコープで観察
三角波をオシロスコープで観察

製作したモジュールの出力をオシロスコープで確認すると、写真のようにキレイな三角波形が得られた。

モジュールの作り方

さて、今回の三角波LFOモジュールの制作過程(配線の設計→銅基板のエッチング作業→ルーターによる穴あけ→半田付け)をタイムラプスで撮影してみたのでよかったら動画を参考に。動画の最後にのように、もう少し工夫すればテンルミンのような楽器を作ることも可能である。

配線を考える

配線を考える
配線を考える

脳トレゲームのような遊び感覚で配線を考えていくと良い。一発で、合理的な配線を導き出そうとすると辛くなるので、何度も配線パターンを書き出して少しずつ合理化させるのが良い。

トローシングペーパーへ転写、基板の目印

トローシングペーパーに移す
トローシングペーパーに移す

トレーシングペーパーを裏返して穴あけ位置をポンチする
トレーシングペーパーを裏返して穴あけ位置をポンチする

先ほど考えた配線図は上から見た図なので、銅基板に穴あけの目印をつける時は必ずトレーシングペーパーをひっくり返すこと。

トレーシングペーパーを裏返して穴あけ位置をポンチする
トレーシングペーパーを裏返して穴あけ位置をポンチする

ハンマーとポンチだと穴あけ位置の目印をつけるのには楽だが、騒音問題で迷惑をかけたくない場合は私のようにキリで目印をつけてもOKだ。

レジストペン

レジストペンで配線を塗っていく
レジストペンで配線を塗っていく

穴あけ位置を目印に、レジストペンで配線を描いていく。できれば、細いレジストペンがあると細かい配線も書きやすいだろう。誤って配線が別のところと繋がってしまった場合は、先の尖ったもので削って修正すればOK。多少の間違いはなんとでもなるのがレジストペンの良いところ。

エッチング

エッチング液で銅を溶かす
エッチング液で銅を溶かす

エッチング液をぬるま湯であたためておくと、銅は溶けやすい。大体20分くらいで配線の隙間の銅を溶かすことができた。

ちなみに、エッチング液は主成分が塩化第二鉄である。毒物の指定はないけれど、銅を溶かした後のエッチング液はそのまま排水するのはNGなので、廃液処理材付きのサンハヤト製品をおすすめしておく。

アルコールでレジストペンを落とす
アルコールでレジストペンを落とす

アルコールでレジストペンを落とす
アルコールでレジストペンを落とす

エッチングが完了したところで、レジストペンの塗装を工業用アルコールで拭き取る。

穴あけ、半田付け

ルーターで穴あけする
ルーターで穴あけする

以前は、ピンバイスで穴あけをしていたため穴あけ作業が非常に億劫だった。プロクソンのルーターを買ってからは、穴あけ作業がめちゃめちゃ楽になり基板製作もほとんど苦ではなくなった。

電子部品を半田付けする
電子部品を半田付けする

サンハヤト カット基板 No.34
サンハヤト カット基板 No.34

ガラスエポキシ(FR4)/片面/1.6t×150×200/銅箔面に直接レジストペンでパターンを描き、エッチングすると回路基板ができます。

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耐酸性レジストペン[細字]
耐酸性レジストペン[細字]

■耐酸性に優れていますので、カット基板に直接パターンを描いてエッチングできます。■遮光性に優れていますので、アートワーク用フィルムにも良くなじみ回路の作成・修正が手早くできます。■現像処理後のパターン修正や、パターン印刷後のインクジェットフィルムの修正に適しています。

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サンハヤト エッチング液 200ml H-200A
サンハヤト エッチング液 200ml H-200A

容量:200ml/主成分 : 塩化第二鉄/外観 : 黒褐色液体/液性 : 酸性/自作基板のエッチングが簡単にできます。100×150mmサイズの片面基板が約3枚処理できます。廃液処理剤付きです。

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プロクソン(PROXXON) ミニルーターセット スピードコントロール付 No.28515-BM
プロクソン(PROXXON) ミニルーターセット スピードコントロール付 No.28515-BM

電源:DC12V 消費電力:20W 寸法:長さ210×太さø33.5mm 重さ:250g(トランス含まず) 回転数:8000~20000min-1(回/分)(無段電子コントロール付) 定格使用時間:15分 電源トランス:AC100V→DC12V 1.0A 付属品:ハイスビット×2種類各1本、ダイヤモンドビット×2種類各2本、軸付砥石×2種類各1本、切断砥石×5枚、純毛バフ×1枚、ワイヤーブラシ×1枚、専用シャフト×1本、専用ビットケース×1個、スパナ×1本、コレットチャック【ø2.35mm、ø3mm用】各1個(ø2.35mm用は本機に装着されております)

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つづきの記事はこちら

今回作った三角波発生器をつかって、トレモロやリングモジュレータのようなサウンドが作れるAM Mixer回路を作ってみたので、よかったらこちらの記事も参考に。

一台あると便利!本格的な発振器

Kuman 信号発生器 DDS信号発生器 デジタル 周波数計 高精度 30MHz 250MSa/s 2チャンネル 任意波形 多機能 2.4インチTFTカラーLCD FY6600
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KKmoon DDS機能 信号発生器 1HZ-500KHZ 正弦+ 方形+ 三角形+ 鋸歯波形
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★小さいですが、多くの機能を持ち、操作しやすくて持ち運びが便利です。 ★オシロスコープを使用して電子回路のテストとデバッグ、オーディオアンプの周波数応答とインパルス応答に使用できます。 ★方形波形は、オシロスコープ減衰器およびプローブインパルス応答の調整に適しています。 ★オシロスコープのスイープ時間係数を較正することもできます。 ★正弦波と脈 波の出力に合わせてフィルタを開閉できます。

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A&D オシレーター 電子計測機器 AD-8626
A&D オシレーター 電子計測機器 AD-8626

信号出力部 出力周波数レンジ:10Hz~1MHz (5レンジ) 信号出力部 出力波形:方形波、正弦波 信号出力部 出力振幅:正弦波 5Vrms以上(600Ω負荷時)、方形波 10Vpp以上(無負荷時) 信号出力部 出力周波数精度:ダイアル精度±(3%+1Hz)(ダイアル10および100の位置における精度) 信号出力部 出力インピーダンス: 約600Ω

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エフェクター製作にオススメの書籍

最後にエフェクターの電子工作でオススメな書籍を紹介しておく。どちらの書籍も大塚明先生が書いたもので大変良書だ。しかし、残念ながら現在廃盤になっている。品切れまたは高価格になっているので、もし安く手に入るようなら買って損はないだろう。

  • 専門的知識がない方でも、文章が読みやすくおもしろい
  • エレキギターとエフェクターの歴史に詳しくなれる
  • 疑問だった電子部品の役割がわかってスッキリする
サウンド・クリエーターのためのエフェクタ製作講座
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パーツとハンダゴテとやる気があれば、あなたは必ずエフェクタ、音響機材を自作できる。全26機種の製作記事を一挙掲載。

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サウンド・クリエイターのための電気実用講座
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面白くないものはつまらない。 音や音楽に興味があるけど、電気の公式は見たくもない人、電気を「理科系」だと思っている人、勉強が嫌いな人、あなたのための本です。電気って、本当はすごく面白い。夢とロマンの世界なんです。それを知ってもらうために純粋文科系の私が書きました。読んでくれた人、ありがとう!これから読む人、よろしく!

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また、こちらは別の方が書いた本だが写真や図が多く、初心者の方でも安心して自作エフェクターが作れると思う。実際に製作する時の、ちょっとした工夫もたくさん詰まっているので大変参考になった。

ド素人のためのオリジナル・エフェクター製作【増補改訂版】 (シンコー・ミュージックMOOK)
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