Electronique > Réalisations > Production sonore > Orgue 004

Dernière mise à jour : 04/08/2009

Article non terminé, volontairement non référencé dans les sommaires du site - Fonctionne en partie


Présentation

Ce petit orgue électronique sans grandes prétentions dispose d'organes de commande de type "sensitifs", qui ne sont rien d'autre que des capteurs potentiométriques, sur lequel on doit appuyer du doigt pour jouer de l'instrument. Point de clavier donc, uniquement une petite "surface de contrôle" sur laquelle déplacer son doigt pour faire sortir un son à l'instrument. Les notes jouées sont de type "à variation continue", et non "découpées proprement" comme si elles émanaient d'un piano ou d'une flute. Ici, le type de jeux (d'un point de vue auditif) s'apparente plus à celui obtenu avec un Theremin ou avec le ruban de l'Ondes Martenot, bien que les principes de base de ces derniers sont différents (pas de contact physique avec le theremin, et utilisation d'une bague au doigt pour l'Ondes Martenot).

Caractéristiques principales
- 1 ruban sensible rectiligne long (50 cm) pour jouer les notes
- 1 ruban sensible rectiligne court (20 cm) pour profondeur modulation (tremolo)
- 2 rubans sensibles rotatifs pour réglages "effets spéciaux" (pas encore définis précisement, je vois ça comme une option pour le moment)
- 1 pédale de maintien de la dernière note jouée (S&H)
- 1 sortie MIDI... si je m'en sort !

Principe de fonctionnement
Il repose sur l'emploi d'un oscillateur analogique dont la fréquence de sortie dépend de la position du curseur d'un potentiomètre, le potentiomètre en question étant de type plat et allongé :

potentiometre_0402

Il existe une différence de taille entre un potentiomètre standard et un capteur potentiomètrique de ce type : pour le second, le relachement de la pression (du doigt) se traduit par une "mise en l'air" du curseur. Et cela tombe fort bien dans le cas présent car cela permet de ne sortir un son que lorsqu'on touche le ruban. Essayez donc de jouer de la musique avec un potentiomètre standard... En ce qui concerne l'oscillateur, il s'agit d'un standard du genre, puisque j'ai choisi d'utiliser un ICL8038 qui présente l'avantage de délivrer simultanement les trois formes d'onde sinus, triangle et carré (j'aurais tout aussi bien pû utiliser un XR2206, ou tout autre circuit plus récent de la même espèce). Bref, je ne me suis pas trop foulé. Pour la section tremolo, pas de quoi faire la une des journaux, je me suis contenté là aussi d'un circuit simple mais éprouvé à base d'un oscillateur TBF (très basse fréquence) et d'un petit atténuateur commandé.

Schéma

Le schéma n'est finalement pas si compliqué que ça, surtout si on le décompose en sous-sections.

orgue_004_osc
Partie oscillateur seule

Oscillateur
Le coeur du montage est le ICL8038 - version Harris dans mon cas - qui ne demande que quelques composants annexes pour faire ce qu'on lui demande. C'est un bien brave CI que l'on a désormais un peu de mal à trouver, mais il ne faut jamais désespérer, la preuve. Dans le cas qui nous concerne, la variation de fréquence de l'oscillateur est obtenue par une tension continue, nous avons donc affaire à un VCO (Voltage Controlled Oscillator, oscillateur commandé en tension). Pourquoi s'attacher à faire fonctionner le circuit avec une tension continue, là où le simple remplacement du potentiomètre d'origine par le ruban sensible (capteur potentiométrique) aurait pû suffire ? Pour deux raisons :
- le capteur potentiométrique que j'ai choisi n'existait que pour une valeur ohmique max;
- je voulais disposer d'une tension continue proportionnelle à la note jouée pour faciliter la conversion en note MIDI avec un microcontrôleur (dans le cas où je décidais de m'y mettre, ce qui n'est pas sûr pour l'instant).
Pas impossible que j'utilise pour ce montage, le CI réalisé pour mon générateur audio 002.

Fonction de tremolo
Basé sur l'emploi d'un ICL8038, c'est le circuit décrit à la page Tremolo 003.

Prototype

Réalisé sur plaque d'expérimentation sans soudure.

orgue_004_proto_001a orgue_004_proto_001b orgue_004_proto_001c
(02/08/2009)

Pour le moment, les tests ont juste consisté à faire fonctionner l'oscillateur de base, et à trouver les ajustements permettant de n'avoir rien en sortie quand le capteur rectiligne n'est pas sollicité. Le circuit produisait en effet une fréquence très aigue en absence de jeu, qui était vraiment insupportable (comme tout signal à fréquence fixé joué en continu). La parade était simple : ajout d'une résistance de forte valeur (quelques centaines de KO) entre l'entrée 8 du ICL8038 et la masse. Cette résistance n'apparait pas sur le schéma, que je n'ai pas encore mis à jour. Question jouabilité, ce n'est pas très pratique dans les fréquences basses et c'est plus facile dans les fréquences medium et aigues. La fonction de transfert tension / fréquence n'est en effet pas vraiment adaptée pour cet usage en instrument de musique, et je tenterai une petite correction dans ce sens. Pour ce qui est du vibrato, c'est très facile, on peut en jouer de façon parfaitement contrôlée. Trois de mes enfants l'ont testé et on pû jouer assez rapidement un petit air de musique simple, l'appareil se prend finalement en main assez rapidement.

Interface MIDI

Sans doute possible avec un PIC 16F88 qui comporte en natif d'un CAN et d'un UART...