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audio > Grille audio 002 [Pro]
Dernière mise à jour : 15/10/2017Présentation
La grille audio présentée ici possède 8 entrées mono symétriques et 8 sorties mono symétriques (ou 8 entrées stéréo asymétriques et 8 sorties stéréo asymétriques). Elle peut également être configurée en mode 4x4 stéréo symétrique.
Si besoin, une même entrée peut aboutir sur plusieurs sorties (fonction distributeur/splitter), et plusieurs entrées peuvent aboutir vers une même sortie (fonction mixage). La gestion du système est confiée à un PIC de type 18F45K22 (le PIC 16F628A de la version initiale a été abandonnée). Ce PIC prend en charge la totalité de la logique de commande et de l'affichage d'une matrice LED qui montre les points de routage/connexion. Les commutations s'effectuent en local grâce à 16 boutons-poussoirs, 8 pour les entrées et 8 pour les sorties (descriptif de fonctionnement donné plus loin) ou par télécommande logicielle (liaison série RS232 directe ou via USB). La partie commutation audio est assurée par des commutateurs analogiques de type MAX335, je n'ai pas voulu faire comme pour la grille audio 001 car ici, le nombre de relais electromécaniques aurait été de 32 (doubles) ou 64 (simples), ce qui commence à faire pas mal en taille et en prix !
Avertissement
- Système développé dans un cadre pro, version complète non mise à disposition libre. Une version allégée (LE) limitée à 3 points de connexion peut être obtenue sur simple demande. Dans la version limitée (LE) l'afficheur matrice LED montre tous les points de connexion demandés, mais seuls 3 points sont effectivement pris en compte au niveau des commutateurs analogiques.- Ce système peut produire de légers clics lors des commutations de sources. Dans le cas où l'absence de bruit de commutation est capitale, le MAX335 pourrait être remplacé par un MAX4570, moyennant bien sûr une modification matérielle et logicielle du système, puisque le MAX4570 est de type 4x2 alors que le MAX335 est de type 8x8.
Schéma 002 - avec PIC 16F628A
Le schéma initial (V_002 de 2009) avec PIC 16F628A a été abandonné, au profit de la version 002b avec PIC 18F45K22.Schéma 002b - avec PIC 18F45K22
Afin de simplifier l'étude du circuit, j'ai décidé de scinder le schéma complet en deux parties :- le circuit de commande basé sur le PIC, avec ses boutons poussoirs et son affichage LED;
- le circuit de commutation audio constitué des commutateurs analogiques.
Circuit de commande
Le circuit de commande comporte une matrice de 4x4 boutons-poussoirs, une matrice de 8x8 LED et un PIC 18F45K22 pour gérer le tout.
La matrice de 4x4 boutons-poussoirs permet d'établir les points de routage en mode local. L'absence de diode aux seize points de jonction est possible ici et ne pose pas de problème même si on presse plusieurs boutons en même temps, grâce à une astuce logicielle.
Affichage des points de connexion
L'affichage des 64 points de connexion est assuré par une matrice LED 8x8. J'ai utilisé ici un MAX7219 (un MAX7221 convient aussi) uniquement pour faciliter une éventuelle future évolution vers un nombre d'E/S plus élevé. Le MAX7219 est piloté via une liaison 3 fils, la procédure employée est la même que celle utilisée dans mon journal lumineux 002.Circuit de commutation audio (grille)
Les ordres envoyés par le circuit de commande aboutissent à la grille proprement dite, via une liaison SPI (clock/data). La grille est composée de plusieurs circuits de type MAX335, proposé par le fabricant Maxim. Le MAX335 est un multiple commutateur analogique 8 canaux, dont les états (fermé ou ouvert) sont commandés de façon sérielle via une interface compatible SPI. Ce circuit présente des caractéristiques techniques similaires au DG211, mais pas de détection de passage par zéro des signaux entrants.
Les résistances R1 à R16 jouent un rôle de protection pour les sources audio, quand plusieurs entrées sont routées vers la même sortie. La résistance Ron des commutateurs est en effet de l'ordre de 100 ohms. Une valeur plus élevée peut être adoptée pour ces résistances série, mais dans ce cas il faudra compenser la perte de niveau occasionnée par un gain additionnel en sortie de la grille.
Remarques
- La moitié de cette grille peut être supprimée pour utilisation en 8x8 mono asymétriques.
- Cette grille pourrait être utilisée en 16x16 mono asymétrique, moyennant une modification logicielle et une modification matérielle côté système de commande (ajout de boutons-poussoirs).
Procédure d'utilisation
Pour effectuer le routage d'une entrée vers une sortie, il faut appuyer successivement sur les boutons poussoir correspondants d'entrée puis de sortie. Par exemple, pour router l'entrée audio N° 5 sur la sortie audio N° 7, il faut d'abord appuyer sur le bouton-poussoir In5, puis ensuite appuyer sur le bouton-poussoir Out7. Cette façon de faire est simple à retenir et ne requiert que peu d'élements de commande. Le mode de fonctionnement est du type "bascule" : si le routage entre deux points était déjà assuré, une deuxième commande identique coupe le point de routage. Les micro-interrupeurs de configuration DSW1 servent à définir le comportement de la grille lors des demandes utilisateur :SW1[1-8] - Mode MIX : autorise ou interdit plusieurs entrées sur une même sortie.
- Quand l'interrupteur SW1[1-8] est fermé, il est possible de router plusieurs entrées vers une même sortie.
- Quand l'interrupteur SW1[1-8] est ouvert, une seule entrée
à la fois peut être routée vers une même sortie. Si lors d'une demande
d'activation d'une entrée X vers une sortie Y, la sortie Y est déjà
routée vers une entrée, le point de connection en cours est désactivé
et le nouveau point de connexion prend place.
- Quand l'interrupteur SW1[2-7] est fermé, il est possible de router une même entrée vers plusieurs sorties.
- Quand l'interrupteur SW1[2-7] est ouvert, une entrée ne peut aller que vers une seule sortie. Si lors d'une demande d'activation d'une entrée X vers une sortie Y, l'entrée X est déjà routée vers une sortie, le point de connection en cours est désactivé et le nouveau point de connexion prend place.
- Quand l'interrupteur SW1[3-6] est fermé, la grille fonctionne en mode stéréo symétrique 4x4
- Quand l'interrupteur SW1[3-6] est ouvert, la grille fonctionne en mode mono symétrique 8x8
Télécommande
Outre la commande en local avec les boutons-poussoirs, la grille peut être télécommandée par logiciel dédié ou avec un simple émulateur de terminal (un logiciel dédié permet l'envoi de commandes par lot, et donc d'établir en un clic un changement complet de configuration). Pour établir ou supprimer un point de connexion, Il suffit d'envoyer une ligne de commande au format texte (ASCII) indiquant le point de routage à traiter, sous la forme suivante (sans aucun espace, ceux placés dans la ligne qui suit ne servent qu'à faciliter la lecture) :NuméroEntrée NuméroSortie = 1 (on) ou 0 (off) [RetourCharriot]
Exemples :
I1O2=1[#13]
// connection entre
entrée #1 (I1) et sortie #2 (O2)
I3O5=1[#13]
// connection entre
entrée #3 (I3) et sortie #5 (O5)
I1O2=0[#13]
// déconnection entre
entrée #1 (I1) et sortie #2 (O2)
I4O4=0[#13]
// déconnection entre
entrée #4 (I4) et sortie #4 (O4)
Il est également possible d'envoyer plusieurs points de routage sur une seule ligne (dans ce cas, le résultat dépend de la configuration choisie par l'utilisateur) :
I1I2O2=1[#13]
// connection entrées #1 (I1) et #2 (I2)
sur la
sortie #2 (O2)
I3O4O5O6=1[#13]
// connection entrée #3 (I3) sur les sorties #4 (O4),
#5 (O5) et #6 (O6)
Pour confirmer l'ordre reçu, la grille renvoie une ligne de texte identique à la ligne de commande reçue.
Remarque : pour cette grille audio, j'ai utilisé un port série UART/RS232 car à la naissance de ce projet je ne connaissais pas encore très bien la programmation USB. Le PIC actuel 18F45K22 pourrait sans problème être remplacé par un 18F4550 pour une liaison directe sur USB et en HID, comme je l'ai fait pour mes interface USB 003 et interface USB 004.
Alimentation
Alimentation simple +5V pour le circuit de commande, alim +/-12V pour la grille.Circuit imprimé
Non réalisé par mes soins.Logiciel du PIC
Système développé dans un cadre pro, logiciel complet non disponible.Une version allégée (LE) limitée à 3 points de connexion peut être obtenue sur simple demande.
Grille audio 002b LE - 18F45K22 (15/10/2017)
Historique
15/10/2017- Remplacement du PIC 16F628A par un PIC 18F45K22.
- AJout d'un affichage montrant les points de routages activés (matrice LED 8x8).
- Ajout fonction télécommande (UART/RS232 ou USB via adaptateur).
11/02/2009
- Première "mise à disposition" (discussion, projet non finalisé).