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Contrôle électronique d'un orgue de barbarie

Contrôle électronique d'un orgue de barbarie. P. Pénard – Sarlat - 2014. Plan. Généralités Le standard Midi Principe d'une chaine de commande Les relais Exemple Démo. Généralités. De d'électronique pour quoi faire ?. Remplacer le support carton ou papier par un stockage électronique

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Contrôle électronique d'un orgue de barbarie

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Presentation Transcript

  1. Contrôle électronique d'un orgue de barbarie P. Pénard – Sarlat - 2014

  2. Plan Généralités Le standard Midi Principe d'une chaine de commande Les relais Exemple Démo Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  3. Généralités Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  4. De d'électronique pour quoi faire ? • Remplacer le support carton ou papier par un stockage électronique • Gain de place, de poids, économie • Rapidité de création/modification • De nouvelles possibilités • Câblage électrique vs tirage mécanique, registres • Contreparties • Source d'énergie à gérer dans l'instrument • Fiabilité (composants, câblage, long terme…) Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  5. Le principe Mémoire non volatile Principalement des relais et dérivés Programme enregistré Circuit électronique spécifique Stockage / commande / action Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  6. Le principe (1) Stockage / commande / action Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  7. Le principe (2) Stockage -> commande -> action Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  8. Le principe (3) Stockage -> commande -> action Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  9. Application à l'orgue • Modifier ou adapter le mode de contrôle de l'air • Actionner des clapets (l'électronique se substitue au clavier) • Adapter des vannes existantes (modif +/- en profondeur) • Implanter de nouvelles vannes (nouvel orgue) • Cas particulier de l'orgue de barbarie • Plus facile sur un instrument à commande pneumatique • Contrôle des instruments à commande mécanique non abordé ici. Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  10. Application à l'orgue (1) • Tirage électro-pneumatique • Valve type "Hope Jones" (1886) Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  11. Application à l'orgue (2) • Tirage direct • Peterson • Kimber-Allen • Relais dans le sommier • Registre électronique Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  12. Application à l'orgue (3) Exemple de sommier à tirage direct avec valves Peterson Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  13. Application à l'orgue (4) • Orgue pneumatique contrôlé électriquement • Sans doute le plus facile à mettre en oeuvre Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  14. Résumé • Pour commander électriquement un orgue il faut : • De la musique (!) • "Quelques chose" qui transforme la musique en commandes électriques • Un "dispositif" qui transforme une commande électrique en une action mécanique Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  15. Le standard midi Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  16. Le standard Midi • Musical instruments digital interface : Un "standard" • Géré par la MMA (Midi Manufacturers Association) (www.midi.org) • Première démo au NAMM'1983 • NAMM = National Association of Music Merchants • Faire jouer 2 claviers (Prophet600-Sequential et Jupiter6-Roland) • SMF (fichiers midi) en 1988 • General Midi (sonorités) : 1991 puis 1999 • Il existerait même un POMI pour les orgues ? Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  17. Le principe • Messages unidirectionnels entre une source et un destinataire • Lien point à point : une seule sortie vers une seule entrée Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  18. Le lien physique • Boucle de courant de 5 mA ("0" = on, "1" = off) • 10 bits : 1 start, 1 stop, 8 data toutes les 320 ms • 31.25 Kbauds (25 Ko/s) • Prise DIN 5 broches/180° A noter : isolation galvanique émetteur/récepteur Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  19. Le lien physique • Boucle de courant de 5 mA ("0" = on, "1" = off) • 10 bits : 1 start, 1 stop, 8 data toutes les 320 ms • 31.25 Kbauds (25 Ko/s) • Prise DIN 5 broches/180° A noter : isolation galvanique émetteur/récepteur Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  20. Le lien physique • Boucle de courant de 5 mA ("0" = on, "1" = off) • 10 bits : 1 start, 1 stop, 8 data toutes les 320 ms • 31.25 Kbauds (25 Ko/s) • Prise DIN 5 broches/180° A noter : isolation galvanique émetteur/récepteur Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  21. Messages Midi • Messages Voix • Adressés à tous les instruments connectés • Servent à jouer les notes • Canal, Note On, Note Off, Vélocité, Maintien, Attaque… x90 x45 x64 : jouercanal 0note69(La3)vélocité = 100 x80 x45 x00 : arrêtercanal 0note69(La3)vélocité = 0 • Messages Système • Adressés à un instrument particulier (Tune request…) • Messages temps réel (ex : horloge 24PPQM) xF6 xNN xNN x.. : Modif accordinstrument NN NN .. Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  22. Le Midifile • Format très compact (prévu pour des disquettes) • Codage à longueur variable • Inclusion de la notion de temps • Tous les évènements sont datés en relatif • Plusieurs formats • Midi0 : 1 piste et 16 canaux • Midi1 : Jusqu'à 16 pistes simultanées • Midi2 : Jusqu'à 16 pistes indépendantes Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  23. Midifile (exemple) Vision Cubasis Contenu du midifile : 80 octets Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  24. Midifile (exemple) Le bloc ("chunk") Entête "Mthd"= Fichier midi Entête sur 6 octets Midi1 1 pisteRésolution temporelle : x78 = 120 ticks/noire Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  25. Midifile (exemple) Le(s) bloc(s) Piste "Mtrk" = Début de piste Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  26. Midifile (exemple) Piste (suite) 68 octets à lire "Maintenant" : Instrument = Occarina "Maintenant" : Titre de la piste (sur 5 octets) Titre = "PPCaP" Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  27. Midifile (exemple) Piste (suite) "Maintenant" : Signature temps Mesure 4/2 Nb midi clock /click métronome Valeur triple croche en 1/64 noire Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  28. Midifile (exemple) Piste (suite) "Maintenant" : Changement de tempo Durée d'une noire en microsecondes 07 A1 20 = 500.000 = tempo 120 Résolution = 120 ticks/noire 1 tick = 0.5/120 = 0.004167 s Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  29. Midifile (exemple) Piste (suite) Après un temps de 83 10 = 400 ticks = 1.66s (codage VLC : 1000 0011 0001 0000 = 400) Note on sur canal 0 Numéro de la note : 3C (60d) Vélocité : 3C = 60d Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  30. Midifile (exemple) Piste (suite) Après un temps de 82 68 = 360 ticks = 1.5s (codage VLC : 1000 0010 0110 1000 = 360) Note off sur canal 0 Numéro de la note : 3C (60d) Vélocité : 0 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  31. Midifile (exemple) Piste (suite) Après un temps de 78 = 120 ticks = 0.5s (codage VLC : 0111 1000 = 120) Note on sur canal 0 Numéro de la note : 54 (84d) Vélocité : 3C = 60d Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  32. Midifile (exemple) Piste (suite) Après un temps de 78 = 120 ticks = 0.5s (codage VLC : 0111 1000 = 120) Note off sur canal 0 Numéro de la note : 54 (84d) Vélocité 0 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  33. Midifile (exemple) Piste (suite) Après un temps de 0 (Donc : en même temps que l'évt précédent) Note on sur canal 0 Numéro de la note : 48 (72d) Vélocité : 3C = 60d Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  34. Midifile (exemple) Piste (suite) Après un temps de 82 68 = 360 ticks = 1.5s (codage VLC : 1000 0010 0110 1000 = 360) Note off sur canal 0 Numéro de la note : 48 (72d) Vélocité : 0 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  35. Midifile (exemple) Piste (Fin) Après un temps de 0 (Donc : en même temps que l'évt précédent) Fin de fichier • Fin de lecture des 68 octets Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  36. Après… le Midi • Discussions depuis 2005 autour du HD-Midi • Première démo au NAMM' 2013 • Compatibilité descendante avec le Midi 1.0 • Vraisemblablement couche physique type Ethernet • Une dose de RTP-Midi (AppleMidi) • Transmission sans fil définie dans le standard • Cryptage • Quand ? Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  37. Le HD-Midi • Quelques particularités : • Davantage de canaux et de contrôleurs • Plus grande résolution dans la description des données(Valeurs numériques supérieures à 127 ! ;o)) • Possibilité de définir une note par sa fréquence et non plus seulement par son numéro • Note-Update en plus du Note-On et du Note-Off • Changement des paramètre d'une note au cours de sa durée de vie • Simplification des messages Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  38. Résumé • Le standard midi : • Convertit une partition en une représentation informatique équivalente. • Génère des messages : Note ON, Note Off, vélocité etc… • Tâche suivante à effectuer : • Décodage • Génération d'une commande pour chaque note Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  39. Décodage des messages midi Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  40. Décodage par registre à décalage Note à jouer Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 • Le registre est le reflet des sorties • On "pousse" les commandes vers l'endroit où elles doivent aller • Une partie mémoire verrouille (latch) les sorties Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  41. Décodage par registre à décalage Note 5 ON Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 • Le registre est le reflet des sorties Réception d'une note à commander Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  42. Décodage par registre à décalage • Le registre est le reflet des sorties On charge la valeur à décaler (un "1" logique) Note 5 ON Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  43. Décodage par registre à décalage • Le registre est le reflet des sorties Décalage 1 fois Note 5 ON Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  44. Décodage par registre à décalage • Le registre est le reflet des sorties Décalage Note 5 ON Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  45. Décodage par registre à décalage • Le registre est le reflet des sorties Décalage Note 5 ON Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  46. Décodage par registre à décalage • Le registre est le reflet des sorties Dernier décalage Note 5 ON Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  47. Décodage par registre à décalage • Le registre est le reflet des sorties Transfert vers les sorties Note 5 ON Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  48. Décodage par registre à décalage • Le registre est le reflet des sorties Et verrouillage Note à jouer Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  49. Décodage par registre à décalage • Le registre est le reflet des sorties Réception d'une nouvelle note à commander Note 3 ON Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

  50. Décodage par registre à décalage • Le registre est le reflet des sorties On charge la valeur Note 3 ON Registre Transfert Latch C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 Retour de Manivelles – Sarlat – Pierre Pénard

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