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Dernière mise à jour : 28/12/2014

Présentation

Cette interface MIDI permet de piloter des lampes à LED à partir de notes MIDI et a été spécialement développée pour des besoins de synchronisation visuelle sur scène musicale.

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Elle dispose d'une entrée MIDI et de 24 sorties de type TTL. Chaque sortie réagit à une note précise, ici comprise entre le Do3 et le Si4 (deux octaves et donc 2 fois 12 notes). Le circuit est basé sur un PIC 18F45K22 saupoudré de quelques composants annexes faciles à trouver.

Schéma

Le coeur du montage est un microcontrôleur PIC 18F45K22 cadencé par un quartz de 8 MHz. Le reste n'est que de l'interfaçage.

interface_midi_018

Fonctionnement général
L'interface possède une entrée MIDI et 24 sorties logiques compatibles TTL. Quand un événement MIDI de type Note se présente à l'entrée, l'interface décode les octets de l'événement et en extrait les valeurs (canal MIDI, hauteur note et vélocité). S'il s'agit du début d'une note (NoteOn) et que cette note est comprise dans l'intervale Do3-Si4, l'information de hauteur est analysée et la sortie correspondante est activée. S'il s'agit de la fin d'une note (NoteOff) et que cette note est toujours comprise dans l'intervale Do3-Si4, la sortie correspondante est désactivée. Cette interface peut gérer les 24 sorties de façon simultanée : un buffer circulaire de 128 octets permet de gérer correctement l'arrivée des notes même si elles arrivent en grand nombre et dans un temps court (rappelons au passage que chaque note MIDI - on ou off - est composée de trois octets).

Circuit d'horloge / base de temps
Pour des questions de stabilité quelque soit la température ambiante (usage scène), les lignes RA7/OSC1 et RA6/OSC2 du PIC sont monopolisées pour y connecter un quartz de 8 MHz avec deux condensateurs céramiques de faible valeur (22 pF / 63 V).

Entrée MIDI
L'entrée MIDI est composée de l'optocoupleur U2 raccordé sur la prise DIN 5 broche J1, via une résistance de limitation de courant (R1) et une diode (D1) qui protège l'optocoupleur en cas d'inversion des deux fils d'entrée de la prise DIN (broches 4 et 5). La sortie de l'optocoupleur permet de récupérer le signal MIDI au format TTL, grâce à la présence de la résistance de charge R2 reliée au +5 V. Les données MIDI mises en forme aboutissent à l'entrée RC7/RX1 du PIC.

Conversion MIDI vers sorties TTL
Rien de compliqué : de la note reçue dépend la sortie à activer :
- Do3 : sortie Out 1
- Do#3 : sortie Out 2
- Ré3 : sortie Out 3
- Ré#3 : sortie Out 4
...
- La4 : sortie Out 22
- La#4 : sortie Out 23
- Si4 : sortie Out 24
NoteOn = activation de la sortie correspondante, NoteOff = désactivation.

Interface(s) de sortie
L'interface MIDI 018 est équipée de 8 sorties prêtes à l'emploi et aptes à piloter des charges sous 12 V / 1 A chacune. Ces charges sont ici des spots à LED haute luminosité.

interface_midi_018_outs_a

Chacune des huit premières sorties (sorties 1 à 8) dispose en effet d'un transistor MOSFET de puissance, capable de commuter plus d'un ampère mais ici non pourvu de dissipateur thermique. Ce choix est justifié par le besoin initial, à savoir pilotage de LED haute luminosité faible puissance. Le point commun des LED (ou groupes de LED) haute luminosité est le +12 V de l'alim principale. Les 16 autres sorties (sorties 9 à 24) peuvent bénéficier de la même structure de sortie, ou piloter des charges sur secteur 230 V via des opto-triacs ou relais.

Sortie MIDI
Le schéma fait apparaitre une sortie MIDI, cette dernière est facultative. Au démarrage du système, cette sortie délivre une note MIDI (Do3) brève qui permet de s'assurer que le PIC démarre bien et qu'il tourne à la bonne vitesse (il ne manquerait plus que ça). Si cette sortie n'est pas souhaitée, il suffit de ne pas la câbler et de ne pas implanter les deux résistances R4 et R5 (associées au connecteur J2) sur le circuit imprimé.

Alimentation
Un régulateur de tension de +5 V est prévu directement sur le circuit (U3) et permet de fournir au PIC la tension requise, en partant de l'alimentation générale de 12 V requise pour les spots à LED. La consommation globale dépend principalement des spots à LED choisis.

Choix d'autres optocoupleurs

Il est possible d'utiliser d'autres optocoupleurs pour l'entrée MIDI, voir page Interfaces MIDI pour plus de détails. 

Brochage des prises MIDI

Câblage valable pour les prises MIDI IN, MIDI OUT et MIDI THRU.

midi_din_cablage_001

La borne 2 est reliée à la masse au niveau des sorties mais pas au niveau des entrées, pour éviter toute boucle de masse entre équipements.

Prototype

Interface réalisée et testée avec ma platine EasyPic7 et mon petit clavier maître Evolution.

Logiciel du PIC

Demande Pro, logiciel non disponible en libre service.
Interface MIDI 018 - PIC 18F45K22 - 28/12/2014

Circuit imprimé

Réalisé en double face.

interface_midi_018_pcb_composants

Tel quel, le circuit permet le raccord direct de 8 ampoules à LED haute luminosité, et le raccord de 24 autres interfaces de sortie (les 8 premières sorties peuvent en effet être dupliquées, si besoin).

Historique

28/12/2014
- Ajout dessin du circuit imprimé.
07/12/2014
- Première mise à disposition.