Review erbeten: Synthesizer mit RP2350, 2× AAA, ohne USB Erstentwurf, kein Elektronikhintergrund

Hallo zusammen,

ich baue mir einen eigenen Synthesizer im Stil der Teenage-Engineering Pocket Operators und hätte gern Augen auf dem Schaltplan, bevor ich fertigen lasse.

Vorweg: Ich bin Architekt und kein Elektroniker. Löten kann ich, Schaltungen beurteilen nicht. Ganz ehrlich: Ich habe mich verleiten lassen, den Entwurf mit Claude zu erstellen, traue der KI aber nicht ganz. Die Netzliste ist entsprechend maschinell erzeugt und maschinell gegengeprüft. Tippfehler und offene Pins sind (laut Claude) vermutlich keine drin, aber ob die Schaltung als Ganzes trägt, kann ich echt nicht sagen. Nach langer Suche bin ich auf euer Forum gestoßen und erhoffe mir hier etwas Hilfe.

Worum es bei dem Synthesizer genau geht:

Er funktioniert und sieht ähnlich wie die Poket Operator aus. Hier sollen aber vier Klangerzeuger (Drums, Bass, Melodie, Drones) integriert sein, mit 16-Schritt-Sequencer, 27 Tasten mit LEDs, Grafik-LCD, zwei Drehgeber, Kopfhörer- und Sync-Buchse wie bei den POs. Platine 91 × 200 mm, vierlagig, Masse- und 3,3-V-Innenlage.

Bestückung in Stichworten

RP2350A (QFN-60) + W25Q32JV QSPI-Flash + 12-MHz-Quarz Stromversorgung: 2× AAA → TPS61023 Aufwärtswandler auf 3,3 V, Verpolschutz über P-MOSFET Kein Schalter: Ein/Aus über eine Zwei-Transistor-Haltestufe am Enable des Wandlers, eingeschaltet durch die PLAY-Taste, ausgeschaltet durch die Firmware Kein USB: Programmierung über 3-polige SWD-Leiste mit Raspberry Pi Debug Probe Display EA DOGL128L-6 (ST7565R) über SPI 27 LEDs an IS31FL3236, I²C Tasten: 26 in 7×4-Matrix mit BAT54-Dioden, PLAY separat direkt am GPIO Audio: PCM5102A als I²S-DAC ohne MCLK, dahinter TPA6132A2 als Kopfhörerverstärker, dazu 27-mm-Piezo über Schaltkontakt der Buchse Audioteil über P-MOSFET-Lastschalter abschaltbar

Wo im Moment Probleme zu erwarten sind (und bitte verzeiht mir, dass ich hier die KI sprechen lasse):

1. Die Haltestufe. PNP am Enable, NPN hält ihn über einen GPIO, PLAY zieht die Basis. Hält das sauber, und zieht es ausgeschaltet wirklich unter 1 µA? Und: Es gibt keinen Tiefentladeschutz für die Zellen — braucht es den bei NiMH/Alkaline in dieser Größenordnung?

2. Laufzeit. Nach Datenblattwerten komme ich auf 5–7 Stunden mit 2× AAA. Plausibel oder Wunschdenken? Drei oder vier AAAs wären auch ok, wenn es hilft.

3. TPS61023 am Lebensende der Zellen. Bei 2× AAA sind das irgendwann 1,8–2,0 V Eingangsspannung. Läuft er da noch, oder sollte ich auf drei Zellen gehen?

4. Sync-Eingang. Puls auf dem linken Kanal wie bei den POs, davor 10k/100k-Teiler, 100 pF, BAT54 gegen Masse, dann ein BC847 als Inverter auf den GPIO. Ist das robust genug für fremde Pegel?

5. DAC-Rückspeisung. Der Audioteil hängt an einem Lastschalter. Wenn der aus ist, liegen I²S-Leitungen vom laufenden Prozessor noch am PCM5102A an. Reicht es, die Leitungen in der Firmware auf Low zu legen, oder brauche ich Serienwiderstände?

6. RP2350-Erratum E9 (keine internen Pulldowns). Die Tastenmatrix arbeitet mit Pull-ups und Dioden — betrifft mich das überhaupt?

7. LED-Treiber. REXT = 20 kΩ, macht etwa 3,8 mA je Kanal. Bei 27 LEDs wären das im Extremfall gut 100 mA zusätzlich aus dem Wandler. Zu viel für den Akkubetrieb?

8. Display-Footprint. Die Maßzeichnung des DOGL128 habe ich nicht; der Abstand der beiden Pinreihen im Footprint ist geraten. Hat jemand das Modul schon verbaut und kann die Maße bestätigen? (Anfrage an Display Visions läuft.) Habt Ihr ne Alternative für das Display in gleicher Größe (oder sehr nah dran)?

9. Rechenleistung. Die Klangerzeugung läuft vollständig in Echtzeit auf dem RP2350 — bis zu 22 Stimmen gleichzeitig bei 44,1 kHz, 808-artige Drums, ein resonantes Tiefpassfilter für den Bass, dazu Delay und Hall. Überschlägig komme ich bei 150 MHz auf etwa 3000 Zyklen pro Abtastwert für die Stimmen, bei zwei Kernen also machbar. Hat jemand Erfahrung, wie weit man mit dem RP2350 in der Audiosynthese realistisch kommt? Übertakten auf 250 MHz habe ich als Reserve eingeplant.

Anhänge: Schaltplan als PDF, Stückliste, Bestückungspläne Vorder- und Rückseite.

Über Hinweise jeder Art freue ich mich. Ich sehe es als Gelegenheit ins Platinen-Game zu finden. KICad habe ich mir auch schonmal runtergeladen und erste Tutorials begonnen! Also nur gerne her mit Feedback und Hilfe! Lieber jetzt als nach der Bestellung.

Viele Grüße Julian