Obligement - L'Amiga au maximum

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Bidouille : Fabriquer une interface MIDI "maison"
(Article écrit par Pascal Janin et extrait d'Amiga News - juillet/août 1996)


Voici un petit montage simple et pas cher à réaliser (moins de 100 FF), qui tourne sur mon Amiga depuis près de 5 ans (à l'époque, les interfaces du commerce étaient d'un prix prohibitif) et marche toujours à merveille.

Interface MIDI

Aucun produit tout fait ne pouvant rivaliser avec son propre ouvrage, on est fier de l'exhiber et le contempler, l'oeil humide et la lèvre supérieure ô combien frémissante, sans rougir pendant des années durant (l'auteur s'avoue possédé par le démon du MIDI...).

Vient la sempiternelle mise en garde : tout montage électronique connecté à l'Amiga n'engage que votre responsabilité de "bidouilleur fou". Tout a très bien marché pour moi, il ne saurait en être autrement pour vous !

Principe

De son vrai nom Musical Instruments Digital Interface (interface numérique pour instruments de musique), elle s'est rapidement imposée comme standard d'interconnexion entre instruments électroniques de toutes sortes : claviers, "expanders", boîtes-à-rythmes, effets, etc.

Aussi différents soient-ils, tous les instruments dotés de prises MIDI peuvent dialoguer entre eux, grâce à un jeu de commandes MIDI (suite de codes -octets-) défini et respecté en commun par tous les fabricants : Korg, Roland, Yamaha, Kawai...

L'instrument interprète les commandes MIDI qu'il reçoit, et effectue les actions correspondantes, comme jouer une note (Note On/Off), changer de son (Program Change), le faire "glisser" (Pitch Bend), et éventuellement renvoie d'autres codes MIDI à son tour.

J'ai chez moi un clavier maître Korg 01W/FD, un "expander" Korg EX800 et un Roland D-110, une chambre d'écho Yamaha R-100 et une boîte-à-rythmes Korg DDD-5, tous connectés à l'Amiga, et qui cohabitent très bien ensemble. Chaque instrument connectable via MIDI possède trois prises dédiées :
  • Une "IN" qui reçoit les informations depuis l'extérieur (ordinateur, clavier maître...).
  • Une "THRU" qui relaye tels quels les codes reçus sur la prise "IN", pour chaîner plusieurs instruments devant recevoir les mêmes codes MIDI.
  • Une "OUT" (ou plusieurs, en parallèle) par laquelle l'instrument transmet ses propres codes vers l'extérieur (clavier maître vers 2e synthé esclave par exemple).
On trouve pourtant certains instruments bas de gamme n'ayant que le strict minimum : une seule prise "OUT" (forçant tous les instruments branchés derrière à être chaînés par IN/THRU) et même pas de prise "THRU", les rendant impossibles à chaîner. Ce sont de petites économies stupides !

Matériel

Electroniquement parlant, le standard MIDI est une simple liaison série (boucle de courant) à 31 250 bauds (= 2 MHz/64), 8 bits de données, 1 bit de stop, sans parité. Chaque liaison MIDI entre deux instruments est isolée galvaniquement (pas de masse commune) par un optocoupleur au niveau de l'entrée MIDI IN. On peut donc ainsi interconnecter autant d'instruments que l'on veut dans tous les sens, sans craindre ni les courts-circuits, ni les fameuses boucles de masses, génératrices de ronflements et bruits en tous genres fort peu flatteurs à l'oreille.

L'interface série de nos Amiga (au contraire de la carte A2232 par exemple, qui va à 19 200 bauds maxi) sait d'origine s'affranchir de tous ces paramètres (Cf. préférences série) sauf pour la boucle de courant et l'isolation galvanique en entrée. Une interface MIDI pour Amiga ne fait donc qu'adapter les niveaux série RS-232 en boucle de courant MIDI. Le schéma parle ainsi de lui-même.

Interface MIDI

La sortie série TXD de l'Amiga est transformée "économiquement" en niveaux pseudo-TTL par une zener, puis attaque quatre inverseurs-triggers de Schmitt (74LS14) qui assurent de la bonne qualité (fronts raides) des signaux transmis. Un transistor commande en outre une LED "MIDI Out", témoin que l'Amiga transmet des codes MIDI.

Chaque sortie d'inverseur comprend une résistance de 220 ohms (c'est elle qui crée la boucle de courant) en série avec chaque prise MIDI OUT, des socles DIN 5 broches à 45°. On dispose ainsi de quatre sorties MIDI en parallèle, de quoi voir venir en somme.

La prise MIDI IN, qui reçoit les signaux venant des instruments, est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance de limitation et d'une diode de protection, à un optocoupleur haute vitesse spécial, le 6N136, qui assure l'isolation galvanique.

Les entrées MIDI "standard" utilisent des optocoupleurs basse vitesse genre P900 (Sharp) ou les super économiques TIL111 ou 4N25, qui sont loin d'être aussi rapides que le 6N136. De ce fait, ils introduisent, à chaque "relai" MIDI IN->THRU, un retard conséquent dans les fronts des signaux, faisant s'écrouler la liaison MIDI après trois ou quatre de ces chaînages en série.

Le 6N136 coûte un peu plus cher (~ 20 FF, contre 5 FF pour un TIL111 de base) mais il "tient" jusqu'à 1 Mbit/s. Sa sortie est inversée, puis passe par deux transistors qui convertissent les niveaux TTL en +12 V/-12 V transmis alors à l'entrée série RXD de l'Amiga. En outre, elle est réinjectée (après inversion) vers la sortie MIDI IN et vers une LED témoin de réception, selon le même principe que les sorties MIDI OUT.

L'alimentation +5 V nécessaire au 6N136 et aux inverseurs est générée à partir du +12 V que l'on trouve grâcieusement sur la prise série de l'Amiga. Un régulateur "maison" (sic) avec un transistor NPN, une zener et une poignée de condensateurs s'en affranchit simplement.

Un petit mea culpa : cette interface date un peu, et j'aurais pu remplacer bon nombre de transistors par un régulateur tripode 7805, un MAX232... mais bon, j'en avais plein mes tiroirs ! Et de cette façon, ça coûte moins cher.

Notez que si l'interface est connectée à "autre chose" que le port série Amiga d'origine, il n'y a probablement ni +12 V ni -12 V disponibles sur le connecteur série, d'où les composants prévus sur le circuit imprimé pour y brancher un transformateur 220v/9v externe.

Il faudra néanmoins repiquer, pour remplacer le -12 V, une tension négative sur l'un ou l'autre des signaux de sortie RS232 non utilisés en mode MIDI (tels RTS ou DTR par exemple).

Réalisation

Tous les composants, sauf R13 et les LED "MIDI In" et "MIDI Out", prennent place sur un petit circuit imprimé spécialement prévu à cet effet. Noter que le 74LS14 et le 6N136 s'implantent en sens inverse l'un de l'autre.

Interface MIDI

Les cinq pastilles rondes (avec une croix) aux quatre coins + celle en plein centre sont prévues pour les fixations au boîtier : utiliser boulons, écrous, rondelles et entretoises de 3 mm de diamètre. Ne pas faire l'économie d'un quelconque de ces cinq points de fixation, car insertion et enfichage répétés des câbles MIDI mettront les embases DIN et le circuit imprimé à rude épreuve.

Ne pas oublier les deux "straps" près des deux circuits intégrés (faits à l'aide de queues de résistances par exemple) ni la résistance R13, à souder directement sur la fiche DB25 !

Il ne vous restera plus qu'à connecter les deux LED (attention à leur polarité) qui seront fixées en face avant pour bien les voir (sic) ainsi que le câble série quatre conducteurs vers la fiche DB25 qui s'enfichera dans la prise série de l'Amiga (voir figure suivante).

Interface MIDI

Je conseille de prendre un câble blindé de quatre conducteurs (ou trois conducteurs + blindage pour la masse) pas trop court (2,5 mètres) pour relier l'interface, sinon tous les câbles MIDI venant des synthétiseurs vont venir faire un amas imposant et horripilant (sacs de noeuds) près de l'Amiga.

Le boîtier dans lequel l'installer est une question de goûts et de virtuosité dans le maniement de la perceuse. J'ai personnellement choisi un boîtier métallique ESM référence EM 14/05 (140x100x50 mm) dans lequel le circuit imprimé rentre pile-poil, au prix de très légères découpes.

Il reste à en limer un peu les pattes de fixation, et faire les perçages ad hoc. Recouvert d'adhésif Vénilia noir avec des lettres-transfert blanches, une petite couche de vernis en bombe, quatre pieds adhésifs noirs, et voilà.

Conclusion

Pour le tester, il suffit d'utiliser un programme de terminal série (l'excellent Term par exemple) ou Deluxe Music Construction Set (DMCS) qui sait générer les codes MIDI : ouvrir une partition existante, créer un instrument et lui affecter le canal MIDI d'un de vos synthétiseurs, cliquer sur la portée pour sélectionner l'instrument, activer MIDI, et enfin cliquer sur "Play".

Tout devrait marcher du premier coup, et la LED "MIDI Out" devrait clignoter au rythme des données envoyées sur la ligne (sinon, elle a été montée à l'envers). Pour tester la LED "MIDI In", relier la sortie OUT d'un clavier MIDI à l'entrée IN (ou bien reboucler carrément une des sorties MIDI OUT sur la MIDI IN, c'est plus facile !) puis jouer quelques notes, la LED devrait lignoter de concert. Si vous avez des problèmes pour réaliser le circuit imprimé publié (dimensions réelles 13,8x5,2 cm), je peux en faire graver pour vous auprès d'une société de Haute-Savoie (époxy tout prêt percé étamé) pour un prix approximatif de 30 FF + 10 FF de port (à repréciser). Contacter Amiga News qui me transmettra. Bon soudage.

Liste des composants

Si non spécifié, toutes les résistances sont de 1/4 W.
  • R1 : 330 ohms 1/2 W.
  • R2 : 220 ohms 1/2 W.
  • R3 à R10, R20 à R22 : 220 ohms (x11).
  • R11, R16, R18 : 4,7 k (x3).
  • R12, R17 : 180 ohms (si LED rouge) ou 120 ohms (si LED jaune ou verte) (x2).
  • R13 : 2,2 k.
  • R14 : 10 ohms.
  • R15 : 1 k.
  • R19 : 3,3 k.
  • C1 : 1000 µf - 25 V électrochimique axial.
  • C2 : 220 nf.
  • C3 : 47 µf - 16 V électrochimique radial.
  • C4 : 47 nf.
  • C5 : 100 nf.
  • T1 : 2N1711 (NPN) avec dissipateur.
  • T2, T4, T5 : NPN petits signaux : BC107, BC237, BC547... (x3).
  • T3 : PNP petits signaux : BC 327, BC557...
  • DZ1 : zener 5,6 V 1,3 W.
  • DZ2 : zener 4,7 V 0,4 W.
  • D1 : 1N4148.
  • B1 : pont de diodes 1A - 50 V.
  • LED1, LED2 : LED, couleur/forme au choix (Cf. R12, R17) (x2).
  • IC1 : 74 LS 14 (octuple inverseur-trigger de Schmitt TTL) + support de CI 14 broches.
  • OPTO : 6N136 Texas (ou 6N135) ou CNW136 Hewlett-Packard + support de CI 8 broches.
  • MIDI IN/OUT/THRU : embase DIN 5 broches (45°) à souder sur C.I. (x6).
  • DB25-F : fiche DB25 femelle + capot.
  • Boîtier : boîtier (métallique), par exemple ESM EM14/05.


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