CV ARPEGGIATOR

Le module CV Arpeggiator est un module pour synthétiseur modulaire permettant de jouer des arpèges à partir d'accords plaqués sur un clavier midi.

(Exemple vidéo de la version 1.0)

Documents 

Schéma
La nomenclature
Le PCB principal
Le PCB n°2 (Facultatif)
L'implantation
La face avant 2U (positif)
La face avant 2U (négatif)
Dernière mise à jour documentaire :  28 Janvier 2020

Caractéristiques

• Les notes sont arpégées entre 1 et 7 octaves relativement à leurs positionnement initial.
• 10 choix d'arpèges sélectionnables en façade.
•  5 formes de lecture (aller, retour, 2 type d'aller/retour et aléatoire)
• Un stop niveau haut, et un stop niveau bas.
• Sortie CV1 : Arpège entre 0 et 8 octaves. (0 et 8 volts)
• Sortie CV2 : Note la plus grave jouée, Vélocité des notes jouées au clavier ou copie du CV1 avec un décalage de n demi-tons.
•  Une sortie Gate (0-5 Volts) commune à CV1 et CV2. La largeur de Gate est variable entre 0 et 100%.
• Une sortie EOC (End Of Cycle) (0-5 Volts) à la fin de chaque Arpège.
• Horloge interne par réglage d'un potentiomètre ou par Tap ou Horloge externe. L'horloge est visualisée par led.
• Mode hold mémorisant les notes jouées sans nécessité de les maintenir appuyées manuellement et re-déclenchable à chaque nouvel appuie de touches.
• Automatisation du mode Hold (Stat/stop)
• Mode swing pour casser la régularité du jeu.
• L'appui sur la pédale de SUSTAIN connectée au clavier MIDI maintien l'arpège en mode free
• ...

Quelques caractéristiques de plus ...

• Les transitions entre les arpèges et entre les changement de tessiture se font en douceur. Les paramètres des anciens réglages se transmettent aux nouveaux donnant une sensation de fluiditée.
• Pour être sur de démarrer de 'zéro', la remise à zéro des arpèges est prévu lors du passage du mode 'Hold' au mode 'KBD'
• Le gate PMW 100% est effectif sur tout les Tempo y compris les plus lents.
• Lors des dépassements des tensions extrèmes au dessus ou au dessous de la plage 0 - 8 volts, l'arpège s'adapte pour jouer la note juste à l'octave inférieur ou supérieur.
• En mode Hold, le bouton ou l'entrée 'Start/Stop' permettent de démarrer ou arrêter la séquence d'arpège en cours.
• En mode 'KBD' (jeu au clavier), le bouton ou l'entrée 'Start/Stop' permettent de synchroniser le tempo.
• Astuce, les fonctions Stop 0 et Stop 8, permettent d'ajuster les tensions du module.
• Astuce, se mettre en lecture aléatoire permet d'avoir un sample ant hold, MAIS avec des notes choisies.
• Les entrelacs se font entre 1 et 10 notes. C'est à dire qu'en fonction du nombre de notes simultanément appuyées au clavier, les arpèges (cf. ci-après) s'adaptent en permanence.
• L'appui sur la pédale de SUSTAIN connectée au clavier MIDI maintien l'arpège en mode free
• ...

Qu'es ce qu'un Arpège ?

Wikipédia : << En musique, un arpège est une série de notes émises successivement et qui formeraient un accord si elles étaient jouées simultanément.
Un accord est dit « arpégé » ou « égrené » lorsque les notes sont émises les unes après les autres mais continuent à sonner jusqu’à la réalisation complète de l'accord.>>

Notre module est dans cette ligne. Les notes jouées au clavier sous forme d'accord (chacun mettra sa définition d'un accord) sont classées de la plus grave (note 0)  à la plus aigue (note n), puis egrenées selon un ordre expliqué plus loin. Cet égrenage est alors répété du nombre d'octave souhaité et dans le sens de montée ou descente souhaité également.

Les Arpèges :

Les arpèges présentés ci-après, sont les séquences réalisées pour 10 notes. Toutes les séquences  intermédiaires entre 1 et 10 notes sont également programmées en plus de celles-ci. Le CV-Arpeggiator recalcule en permanence les séquences en fonction du nombre de touches enfoncées.

N°Arpège		Séquenceur de l'entrelacs sur 10 notes
1	Notes jouées dans l'ordre croissant
2	Entrelacs de notes consécutives deux à deux
3	Entrelacs de notes Trois à Trois.
4	Entrelacs de notes consécutives deux à deux
5	Entrelacs à la quinte
6
7
8	Base constante
9	Note aigue constante
10	Entrelacs en  Triangle

Fonctionnalités Face Avant

- Le potentiomètre Rate permet de régler la fréquence RATE interne. Cette fréquence est visualisée par la LED jaune.

- Le bouton TAP permet de saisir une fréquence personnalisée par caractérisée par l'appui successif. La nouvelle fréquence est égale à l'intervalle entre les deux TAP. Une modification du potentiomètre Rate remet à zéro le TAP et ramène la fréquence sur celle du potentiomètre Rate.

- Le sélecteur INT/EXT sélectionne la provenance du signal d'horloge. Soit interne, soit externe.

- Le sélecteur KBD/HOLD sélectionne le mode de fonctionnement Hold ou KBD. Dans le mode KBD (Keyboard) les notes jouées sont celles appuyées. Le relachement des touches du clavier arrête le séquenceur. Dans le mode HOLD, les touches appuyées sont mémorisées jusqu'à 10 notes. La sortie du mode HOLD génère une remise à zéro de la séquence mémorisée.

- Depuis la version 2.20, en mode KBD l'appui sur la pédale sustain connectée au clavier MIDI permet de mémoriser les touches appuyées. De plus, en mode hold il est possible maintenant d'arrêter la séquence par l'appui d'une touche clavier.

- Le bouton Start/Stop permet démarrer ou arrêter la séquence mémorisée dans le mode HOLD. (défaut=Marche). Dans le mode KBD, ce bouton permet de faire la re-synchronisation.

- L'entrée par le Jack Start/Stop : Idem bouton Start/Stop.

- Le sélecteur SWING/Off met en fonctionnement un swing sur le tempo en cours.

- Le sélecteur ARPEGGIO sélectionne l'arpège souhaité parmi les 10 ci-dessus.

- Le sélecteur RANGE sélectionne le nombre maximum d'octave de chaque des notes jouées. (Rappel : la plage maximum du module est de 8 volts.)

- Le sélecteur READING sélectionne le mode de lecture :

• Lecture montante (aller)
• Lecture descendante (retour)
• Lecture montante/descendante sans doublon des points haut et bas.
• Lecture montante/descendante avec doublon des points haut et bas.
• Lecture aléatoire des notes et des octaves.
• Arrêt du séquenceur avec toutes les sorties à zéro.
• Arrêt du séquenceur avec toutes les sorties à l'état haut. (5 volts pour les Gate et 8 volts pour les CV.)

- Le sélecteur CV2 sélectionne le type de tension présente sur la sortie CV2 :

Position	Nom	Effet : CV2=
1	Velocity	Envoie d'une tension à l'image de la vélocité avec laquelle vous avez joué les notes au clavier. (maximum : bit=127 : 8 volts)
2	Lower note	Envoi permanent de la tension correspondante à la note la plus grave jouée au clavier.
3	1 on 2	CV2 joue une note CV1 sur deux.
4	Delay 2N	CV2 joue les notes CV1 avec deux notes de retard.
5	INV CV1	CV2 arpèges les notes à l'inverse de l'arpège de CV1
6	CV1	CV2 joue les même nnotes que CV1
7	+3#	CV2 joue les notes CV1 trois demi-tons plus haut.
8	+5#	CV2 joue les notes CV1 cinq demi-tons plus haut.
9	+7#	CV2 joue les notes CV1 step demi-tons plus haut.
10	+12#	CV2 joue les notes CV1 douze demi-tons (un octave) plus haut.

Il est également possble de personnaliser les fonctions de CV2 dans le code. Voir plus bas.

- Sorties CV1 et CV2 mettent à disposition une tension comprise entre 0 et 8 volts au standard 1 volt par octave.

- Sortie Gate met à disposition une sortie rythmée sur la fréquence du module. Note ON est au niveau haut qui est égal à 5 volts. La durée de maintien du niveau haut entre deux front montant d'horloge est réglable par le potentiomètre 'PWM' entre 0 et 100%.

- Sortie EOC met à disposition une sortie front montant à 5 volt positionnée à chaque fin de cycle. 

- L'entrée par le Jack Clock_IN permet de collecter un signal alterné issue d'un LFO, séquenceur, générateur aléatoire, etc. La détection sur fait sur front montant au environ de 1 volt.

- Le MIDI_IN permet de raccorder un clavier à la norme MIDI.  

Schéma

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

Toutes les entrées et sorties tout ou rien (gate_in, clock_in, action_in, gate_out) sont réalisés par des transistors en commutation. L'inversion de logique est laissée au logiciel.

Le convertisseur numérique / analogique (MCP4822) est installé sur un bus SPI. Les tensions de sortie du convertisseur sont limitées en standard à 4,095 volts. L'amplification, les réglages de gain et du zéro sont confiés à chaque étage de sortie.

Une entrée est prévue sur l'ATmega328p pour un bouton Reset. Il est possible de le mettre et totalement facultatif dans ce montage.

Les données MIDI transitent par un opto-coupleur avant analyse par le 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 type de connecteur d'alimentation : Format Yusynth, format Dotcomm et format MOTM. A vous de choisir.

Un seul strap sous le micro-contrôleur est à installer en début de montage. 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 

Il est obligatoire de mettre un connecteur avec un strap amovible. Ce strap sera ouvert lors de la programmation du micro-contrôleur, puis fermé lors de l'utilisation du module. Sans ce strap, aucun signal MIDI sera envoyé à l'opto-coupleur et donc le module "ne fonctionnera pas".

Strap Ouvert = Programmation	Strap Fermé = Utilisation

Le condensation de 10nF est à souder directement sur le bouton poussoir de TAP.

 

Un deuxième PCB mis à disposition, il permet de raccorder les rotacteurs plus facilement. Il ne vous sera utile que si vous respectez la face avant avec un entre axe de 45 mm x 50 mm pour les quatre rotacteurs. Si ce n'est pas le cas, ou si vous souhaitez vous passez de ce PCB facultatif, soudez les résistances de 1K8-1% directement sur chaque rotacteur à cosses.

Sur le schéma, le connecteur DIN de raccordement MIDI est représenté vue de l'arrière. Prenez soit à le raccorder correctement.

Chargement Logiciel

Le lociciel de l’arpégiateur 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.

Une fois le module fini et vérifié, téléchargez le logiciel CV_ARPEGGIATOR_Vxxx dans la section téléchargement du site.puis installez le dans le module. Un résumé de ce qui est nécessaire est fait sur cette page.

Après le chargement du logiciel , mettez le commutateur INT/EXT sur INT. La led doit clignoter au rythme du potentiomètre RATE.

Réglage

• Mettre le Rotacteur CV2 sur la position " 0# ". (5ième position depuis la gauche)
• Mettre le Rotacteur READING sur " Stop 0 "
  • Connectez un voltmetre sur CV1 OUT.
  • Réglez l'ajustable Z1 de 50K afin d'obtenir 0.000V
  • Connectez un voltmetre sur CV2 OUT.
  • Réglez l'ajustable Z2 de 50K afin d'obtenir 0.000V
• Mettre le Rotacteur READING sur " Stop 8 "
  • Connectez un voltmetre sur CV1 OUT.
  • Réglez l'ajustable G1 de 20K afin d'obtenir 8.000V
  • Connectez un voltmetre sur CV2 OUT.
  • Réglez l'ajustable G2 de 20K afin d'obtenir 8.000V

Évolution du Logiciel

Version 1.0 :  Mai 2014    Version Initiale

Version 2.0 : Juin 2014   Evolutions :

• Largeur de OEC non dépendante du PWM gate. Maintenant fixée à 5 ms
• Mode Hold : Les accords mémorisés sont modifiables dès le relachement du clavier.
• Ajout de la fonction STOP par appuie long (0.5s) sur le bouton Pause
• Ajout de CV2=Inverse CV1
• Ajout Fonction 'Retard 2N'
• Ajout Fonction 'Une note sur 2'
• Réduction du nombre d'arpèges à 10 pour gagner le la RAM.
• Utilisation d'une Librairie MIDI Externe.
• Ajout de void CV2() afin de faciliter l'adaptation utilisateur.
• Réorganisation des fonctions CV2.
• Evolution de la Face Avant
• Pas de changement des PCB. 

Version 2.01 : Juillet 2014   Evolutions :

• Correction d'une anomalie sur le dessin de la face avant.

Version 2.10 : Juillet 2015

• Evolution logicielle pour améliorer la fluidité du module.

Version 2.20 : Février 2016

• Evolution logicielle pour pour ajout de fonctions :
• Mode hold : l'appui sur une touche implique l'arrêt de l'arpège.
• Mode Free : L'appui sur la pédale SUSTAIN connectée sur le clavier MIDI génère le mode hold.

Version 2.35 : Mai 2019

• Détection automatique du canal MIDI. (Nouvelle détection si Arpège et Tessiture = 0 )
• Correction de la gestion du HOLD
• Ajout d'un démultiplicateur de TAP.

Janvier 2020 - Corrections - Merci à Klaus O. : 

• Sur le schéma : inversion des noms des broches A0 à A5.
• Sur le PCB des rotacteurs : la broche 1 du rotacteur "CV2" est à mettre à la masse.

Photos en vrac