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QUAD QUANTIZER

Ce module permet de normaliser les tensions de commande (CV) selon des gammes définies. L'utilisation principale du quantificateur est de simplifier le réglage d'un séquenceur analogique. Beaucoup d'autres applications peuvent être réalisées. Toute les sources de tension peuvent être traitées par le quantificateur, y compris les générateurs d'enveloppe, les oscillateurs, les sources de bruit, etc.

Plusieurs versions sont proposées ici :

  • 4 sorties chromatiques,
  • 1 sortie chromatiques et 3 sorties sur divers modes musical (voir le tableau plus bas)
  • avec ou sans MIDI-OUT et avec deux méthodes de détermination du canal midi.
  • 1 sortie TRIG couplée avec le sortie 4. (depuis la version 1.1)

Bien évidemment, le mélange de toutes ces options est possible.

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Documents 

Schéma
La nomenclature
Le PCB
L'implantation
La face avant 1U (négatif)
(demandez pour de nouvelles faces avant si vous en souhaitez)
Dernière mise à jour documentaire : 30 Aout 2017

Description Face avant (selon option)

CV-IN 1 à 4 : Entrée de la tension analogique entre 0 et 8 volts à convertir en une tension normalisée.

CV-OUT 1 à 4 : Sortie de la tension entre 0 et 8 volts normalisée (Quantifiée) selon le mode musical sélectionné par le sélecteur MODE. 

TRIG4 : Met un TRIG à disposition à chaque changement de note sur la sortie CV-OUT4. (depuis la version 1.1)

MODE (optionnel) : Ce sélecteur à dix positions permet de sélectionner le mode musical des sorties CV-OUT 2,3 et 4. 

Position MODE musical Notes pour la gamme de DO
1 Chromatique Do, Do#, Ré, Ré#, Mi, Fa, Fa#, Sol, Sol#, La, La#, Si
2 Diatonique Majeure Do, Ré, Mi, Fa, Sol, La, Si
3 Mineure harmonique Do, Ré, Mi_b, Fa, Sol, La_b, Si
4 Gamme blues Do, Mi_b, Fa, Sol,  Si_b
5 Blues (pentatonique mineure) Do, Mi_b, Fa, Sol_b, sol,  Si_b
6 Byzantine Do, Ré_b, Mi, Fa, Sol, La_b, Si
7 Pentatonique Majeur Do, Ré, Mi, Sol, La
8 Symétrique par tons Do, Ré, Mi, Fa#, Sol#, La#,
9 Symétrique par tierces mineures Do, Ré#, Fa#, La,
10 Symétrique par tierces majeure Do, Mi, Sol#

CHANNEL et Led 1,2,4,8 (optionnel) : Le potentiomètre permet sélectionner le canal midi sur lequel les données vont être envoyées. La valeur, qui correspond à la somme des LEDs allumées, peut être choisie entre 0 et 15 correspondant aux canaux MIDI 1 à 16.

Led_Act : Dans le cas ou vous réglez le canal par un dip swith soudé sur le PCB principal, il est possible de mettre en façade un led témoignant de l'activité MIDI. Dans ce cas, la led s'illuminera à chaque note_on et note_off émise.

MIDI_OUT (optionnel) : Connecteur DIN 5 broches de raccordement à l'entrée MIDI_IN d'une Boite à rythme (BAR) ou tout autre équipement logiciel ou matériel au standard MIDI.

Utilisation

Utilisation standard

Connectez une tension de commande (CV) entre 0 et 8 volts provenant par exemple d'un LFO, séquenceur, clavier, etc. , à une entrée CV-IN du module et vous récupérez la tension la plus proche dans la gamme du mode correspondant afin d'attaquer un VCO par exemple. 

La sortie CV-OUT1 traite l'entrée CV-IN1, etc.

Quelque soit le mode musical, la sortie CV-OUT1 quantifie toujours l'entrée CV-1 en mode chromatique.

En mode 2 à 10, l'entrée CV-IN1 est quantifiée et cela détermine la note fondamentale (root). L'écart entre cette note fondamentale et la tension de commande présente sur l'entrée CV-IN2 est déterminé, puis quantifié dans la gamme du mode correspondant. Cela fonctionne de la même manière pour les entrées et sorties 2 à 4.

La sortie MIDI

Dès qu'une nouvelle note est déterminée sur les voies 1 à 4, la note précédente est envoyée en tant que Note_Off et la nouvelle note est envoyée sur la sortie MIDI-OUT disponible en tant que Note_On. Toutes les notes sont envoyées sur un seul et même canal.

Le canal midi peut être déterminé de deux manières selon l'option que vous choisirez :

  • Par le potentiomètre de façade : 
    • Dans ce cas, tournez le potentiomètre pour activer les leds en façade. Cela permet ainsi de sélectionner le canal midi. La valeur, qui correspond à la somme des LEDs allumées, peut être choisie entre 0 et 15 correspondant aux canaux MIDI 1 à 16.
  • Par le commutateur soudé sur le PCB :
    • Basculez les commutateurs selon le tableau ci-dessous afin de déterminer le canal MIDI
      Position des commutateurs
      1 2 3 4 Canal 1 2 3 4
      off off off off   1   9 On off off off
      off off off On 2  10  On off off On
      off off On off 3 11 On off On off
      off off On On 4 12 On off On On
      off On off off   5 13 On On off off
      off On off On 6 14 On On off On
      off On On off   7 15 On On On off
      off On On On 8 16 On On On On

Schéma

Le module est articulé autour d'un micro-contrôleur ATmega328p avec bootloader Arduino.

L'entrée CV-In est constitué par un étage de deux ampli-opérationnel (AOP) montés en inverseurs pour un gain de 1,6 (8V/5V). Le troisième AOP permet de bloquer les valeurs inférieures à zéro volt. La diode zener limite les tensions supérieures.

Les sorties CV-OUT sont réalisées à l'aide d'un convertisseur numérique / analogique (MCP4822) est installé sur un bus SPI. Les tensions de sortie du convertisseur sont fixées à 4,095 volts. L'amplification, les réglages de gain et du zéro de chaque CV sont réalisés par des AOP à chaque étage de sortie. La sortie TRIG est protégée par un transistor en commutation.

Les autres entrées ou sorties (led, selecteurs, jumper) sont raccordés directement au micro-contrôleur.

Ce module est conçu pour être alimenté en +/-15 volts. Sans changement ou adaptation de composant, il est possible d'alimenter ce module avec une alimentation symétrique de +/-12 volts.

Composants, Montage, câblage et installation

Le PCB permet de recevoir trois types de connecteur d'alimentation : Format Yusynth, format Dotcomm et format MOTM. A vous de choisir.

L'originalité de ce montage est d'être conçu par bloc. Le PCB principal supporte toutes les interface, le micro-contrôleur et les convertisseurs numérique / analogique; et sur ce PCB principal sont connectés quatre cartes fille, une pour chaque quantificateur. Les cartes fille supportent tous les réglages d'entrée et de sortie de chaque étage de quantification.

Sur le PCB principal un strap sous le micro-contrôleur, est à installer en début de montage. Les cartes fille ont chacune un strap également. Il n'y a pas de difficulté particulière si vous prenez soit de souder correctement et sans court-circuit ce module doit fonctionner immédiatement.

Vous devez disposer obligatoirement d'un ATmega328p avec bootloader arduino avant de le charger avec le logiciel 

Une fois le module fini et vérifié, téléchargez le logiciel 'QUAD-QANTIZER' dans la section téléchargement du site, puis installez le dans le module. Un résumé de ce qui est nécessaire est fait sur cette page.  Le locigiel du "QUAD-QANTIZER" appelle une bibliothèque MIDI. Celle-ci doit être installée dans le répertoire "arduino/library" sur votre disque dur de votre système informatique. Cette bibliothèque (library) obligatoire est la "Arduino MIDI Library" accessible ici sur le site Arduino ou bien sur le site GitHub. Une copie est également disponible sur oZoe.fr.

Si vous avez opté pour un réglage de canal midi en façade, dès le chargement du logiciel, puis à chaque mise sous tension les leds s'illumineront en chenillard.

Les options :

  • Si vous ne souhaitez pas utiliser les mode musicaux, n'installez pas le commutateur rotatif et raccordez la broche 'MODE'  du PCB principal à la masse..
  • Si vous ne souhaitez pas de sortie MIDI-OUT :
    • n'installez pas le connecteur DIN 5 broches,
    • La broche 4 du micro-contrôleur doit être mise à la masse soit par un strap soit par une goutte de soudure entre les deux plots de cuivre.
    • Installer : le DIP swicth X4 (qui servira pour le réglage du module)
  • Si vous souhaitez installer le choix de canal MIDI par la méthode du potentiomètre de façade:
    • La broche 4 du micro-contrôleur ne doit pas être mise à la masse (pas de strap)
    • Installer : Les quatre Led, les quatre R470, le potentiomètre
  • Si vous souhaitez installer le choix de canal MIDI par la méthode du commutateur sur PCB par dip switch:
    • La broche 4 du micro-contrôleur doit être mise à la masse soit par un strap soit par une goutte de soudure entre les deux plots de cuivre.
    • Installer : le DIP switch X4, une R470, la Led d'activité MIDI.
  • Si vous souhaitez n'avoir que 3 voies de quantification (par exemple), n'installez pas la carte fille n°4.

Réglage

  • Module hors tension,
  • Mettre le cavalier ou jumper de réglage,
  • Mettre le module sous tension, 
    • La LED8 doit clignoter rapidement avec des pauses.

Note : Dans cette configuration, le fait de faire varier le numéro du canal midi est influant sur la tension de sortie des convertisseurs numérique/analogiques.

n° Canal Tension sur CV-OUT 1 à 4
1 0,000 volt
2 2,000 volts
3 4,000 volts
4 6,000 volts
5 8,000 volts

Note2: Pour les réglages des tensions, l'utilisation d'un voltmètre 8000 points est conseillé.

Réglage du Zéro et du Gain de chaque sortie CV:

  • Régler : soit le potentiomètre de façade, soit les DIP switches pour avoir le Canal 1
  • Connecter un voltmètre à la sortie CV-OUT1, 
  • Réglez l'ajustable de 50K "ZERO" de la carte fille CF1, jusqu'à obtenir 0,000 volt
    • Faire de même pour CV-OUT2à4 avec les cartes fille CF2à4.
  • Régler : soit le potentiomètre de façade, soit les DIP switches pour avoir le Canal 5
  • Connecter un voltmètre à la sortie CV-OUT1, 
  • Réglez l'ajustable de 20K "Gain Out" de la carte fille CF1, jusqu'à obtenir 8,000 volt
    • Faire de même pour CV-OUT2à4 avec les cartes fille CF2à4.
  • Enlever le cavalier ou jumper de réglage,

Réglage du Gain de chaque entrée CV:​​

  • A l'aide d'une alimentation externe, appliquer +8,000 volts en CV-IN1,
  • Connecter un voltmètre entre le point de contrôle de la carte fille CF1 et la masse,
  • Réglez l'ajustable de 20K "Gain-IN" de la carte fille CF1, jusqu'à obtenir 5,000 volt,
    • Faire de même pour CV-IN2à4 avec les cartes fille CF2à4.
  • Redémarrer le module. Le module est près à fonctionner.
Position du cavalier pour le réglage du module Position du cavalier pour l'utilisation du module (pas de cavalier)
 

En cas de changement de position d'une carte fille, celle-ci doit être re-réglée.

Astuces, Personnalisations, adaptation logiciel

Je rapporte ici des possibilités de personnalisation

  • Le logiciel est totalement ouvert. Vous pouvez y modifier / adapter ce que vous souhaitez.
  • Dans la variable : byte Gamme[24][10]=; sont chargés toutes les gammes musicales que j'ai sélectionnées et dans la variable : byte NbNote[24]=; sont chargés le nombre de notes des gammes sélectionnées.  J'ai laissé en commentaire, une trentaine d'autres style ou mode musicaux. Vous pouvez les tester. 
  • Par défaut, la sortie TRIG est un impulsion de 5ms allant de 0 à +5V (V-TRIG). Vous pouvez changer cela dans le logiciel.
  • Trouvez les variables :
    • byte DureeTrig = 5  ;  ---> remplacer le 5 par la durée souhaitée entre 1ms et 255ms 
    • boolean sTrig  = 0  ;   ---> Mettez 0 ou 1 :  0= 0V -> +5V (V-TRIG) et 1= +5V -> 0V (S-TRIG)
  • ...

Évolution

Version 1.0 :  Octobre 2016   Version Initiale

Version 1.1 : Aout 2017

  • Ajout d'une sortie TRIG sur CV-OUT4
  • Les version 1.1 et 1.0 sont compatibles. Vous pouvez les charger sur les versions hardware de chacune des versions.

Photos en vrac

Projet Réalisation Réalisation (vue de trois quart arrière)

Date de création : 30/10/2016 @ 16:30
Dernière modification : 30/08/2017 @ 19:39
Catégorie : Do It Yourself - Modules oZoe.fr
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