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Electronique > Réalisations > Effets > Loopers > Looper 004

Dernière mise à jour : 09/03/2014

Présentation

Loop = Boucle
Un looper est un équipement doté de plusieurs entrées et sorties qui permettent de mettre en circuit un ou plusieurs équipements tels que des effets audio, par le biais d'une télécommande qui peut se résumer à quelques boutons poussoirs (il existe d'autres sortes de looper, voir page Looper). Le modèle présenté ici est une version à 8, 16, 24 ou 32 voies (couples entrées/sorties) dont le pilotage est assuré par un microcontrôleur 18F45K22. Le passage d'un preset à un autre peut se faire de façon directe ou de façon séquentielle, au moyen de deux interrupteurs au pied (footswitches) qui assurent les fonctions "Preset suivant" (Up) et "Preset précédent" (Down). Le nombre total de presets dépend du nombre de sorties activables :
Trois afficheurs à LED sept segments indiquent la banque et le preset en cours.
Version étendue avec PIC 18F46K22 (plus de presets et plus de sorties) décrite à la page Looper 004b.

Avertissements

Ce montage fait suite à plusieurs demandes d'internautes. Je ne l'ai pas réalisé dans une version définitive et ne pense pas le faire pour mon usage personnel. J'ai tout de même assemblé un prototype pour vérifier le fonctionnement dans son ensemble, et ai eu des retours positifs de quelqu'un qui l'a réalisé.

Schéma 004 - 8 à 32 sorties

Parce que je trouvais le schéma un peu dense, j'ai préféré le scinder en deux parties.

looper_004
Section gestion / clavier / affichage

looper_004_cmde_relais
Section commande relais (16 relais montrés sur les 8, 16, 24 ou 32 possibles)

Référence des composants
Le circuit ayant été amené à évoluer (et risquant d'évoluer encore), j'ai préféré adopter la numérotation suivante pour les composants :
Cette façon de faire permet de ne pas devoir tout renuméroter en cas de modification d'une partie du circuit.

Choix de la banque
A la mise sous tension, la banque en cours est la banque N° 01. La navigation au sein des banques se fait grâce aux boutons Bk-Up (suivante) et Bk-Down (précédente). Le numéro de banque minimal est 1 et le numéro de banque maximal est de 6 ou 8 (dépend du nombre de sorties choisi). L'appui sur le poussoir Bk-Up alors que la banque en cours est la dernière possible (N° 6 ou N° 8) provoque le retour immédiat à la banque N° 1. L'appui sur le poussoir Bk-Down alors que la banque en cours est la N° 1 provoque le passage immédiat à la dernière banque (N° 6 ou N° 8).

Choix du preset
A la mise sous tension, le preset en cours est le preset N° 01. La navigation au sein des presets peut se faire selon trois méthodes :
Le numéro de preset minimal est toujours 1, et le numéro de preset maximal est de 10, 15 ou 30, selon le nombre de sorties désiré. L'appui sur le poussoir Pr-Up alors que le preset en cours est le dernier autorisé provoque le retour immédiat au preset N° 1. L'appui sur le poussoir Pr-Down alors que le preset en cours est le N° 1 provoque le passage immédiat au preset de plus haut rang autorisé.

Mode programmation
A la mise sous tension, le système est en mode Normal. Pour passer en mode programmation et ainsi pouvoir sélectionner les sorties à activer en fonction du preset sélectionné, il faut appuyer sur le bouton Prog. Une fois entré en mode programmation, la LED D29/Prog s'allume. Pour modifier l'état des sorties pour un preset donné, suivre la procédure suivante :
1 - Sélectionner la banque qui contient le preset à modifier à l'aide des touches Bk-Up ou Bk-Down.
2 - Sélectionner le preset à modifier à l'aide des touches Pr-Up ou Pr-Down.
3 - Passer en mode programmation à l'aide du bouton Prog. La LED D29/Prog doit s'allumer.
4 - Appuyer sur les touches Out1 à Out8 de sorte que les sorties #1 à #8 soient dans l'état désiré. Pour modifier l'état des sorties #9 à #16, appuyer une fois sur le bouton SW17/Range. A partir de ce moment, les boutons Out1 à Out8 permettent de modifier l'état des sorties #9 à #16. Pour modifier l'état des sorties #17 à #24, appuyer une deuxième fois sur le bouton SW17/Range. A partir de ce moment, les boutons Out1 à Out8 permettent de modifier l'état des sorties #17 à #24. Pour modifier l'état des sorties #25 à #32, appuyer une troisième fois sur le bouton SW17/Range. A partir de ce moment, les boutons Out1 à Out8 permettent de modifier l'état des sorties #25 à #32.
5 - Appuyer sur la touche Save pour enregistrer les modifications.
Remarque : si à ce stade vous pressez une des touches Bk-Up, Bk-Down, Pr-Up ou Pr-Down sans avoir au préalable pressé la touche Save, les dernières modifications effectuées sont perdues.

Affichage de la banque et du preset en cours
L'affichage de la banque et du preset en cours est assuré par trois afficheurs à LED sept segments pilotés par des registres à décalage de type CD4094, ou mieux par des 74HCT4094 (le courant disponible en sortie de ces derniers est plus élevé et la luminosité est plus grande, ce qui est important si vous employez des afficheurs peu lumineux). Les valeurs à afficher sont transmises sous forme sérielle depuis le PIC vers les afficheurs via les trois fils de liaison Data, Clock (CLK) et Strobe (STB), ce sont les CD4094 (ou 74HCT4094) qui se chargent de la conversion série/parallèle. C'est cette même liaison série qui véhicule l'état des 24 sorties à relais. A noter les lignes Ext1 à Ext3 (dernière sortie des CD4094 U6, U7 et U8) notées sur le schéma mais qui pour l'instant ne sont pas utilisées. Ext1 pourrait servir à allumer le point décimal de l'afficheur de la banque, pour marquer la séparation avec les deux chiffres du preset, par exemple.

Commutation des voies audio
Les commutations audio sont assurées par des relais, seule garantie d'une résistance de contact basse à l'état passant et élevée à l'état bloqué. Et surtout, totale isolation entre le looper et les appareils audio. Vous n'êtes pas obligé de monter tous les relais si vous n'avez pas besoin des 24 voies. Notez que le schéma représente seulement deux groupes de 8 voies, le troisième groupe de 8 voies est rigoureusement identique aux deux premiers. Là encore, il est fait usage de registres à décalage CD4094 suivis de réseaux de transistors darlington (ULN2803).

Fonction de test général
Au démarrage, il est possible de vérifier le bon fonctionnement des relais, grâce à un mode spécial de test qui les fait coller les uns après les autres (un seul à la fois). Pour activer ce mode de test, il faut laisser enfoncé le bouton SW17/Range pendant la mise sous tension de l'appareil. Après la période habituelle d'initialisation (test afficheurs), l'afficheur s'incrémente de 1 à X, X correspondant au nombre maximal de sorties activables (24 en mode 24 sorties). A chaque incrément, le relais qui correspond à la valeur affichée est activé. Les relais mécaniques font un petit bruit quand il collent : vous devez donc entendre une "musique" régulière quand ils collent et décollent les uns après les autres. Si ce n'est pas le cas, un des relais au moins ne colle pas... ou alors il est différent des autres.

Alimentation
Le PIC réclame ici une tension de 5 V (il pourrait travailler à une tension plus faible, de 3,3 V par exemple), et les relais sont des modèles 12 Vdc. La consommation du circuit de commande n'est pas monstrueuse puisqu'elle est de l'ordre de 250 mA en supposant tous les segments des afficheurs LED allumés (oui, tout de même). Mais côté relais, ça se gâte un peu. Même si dans la pratique il est peu probable qu'ils soient tous activés, faisons un rapide calcul : 24 relais dont le courant de commande est de 40 mA, ça fait... 1 A. Bon, je reconnais que les besoins d'activer 24 relais sont d'autant plus improbables que le nombre de sorties max qu'on m'ait demandé de prévoir est en fait de 20. Et sans doute vous contenterez-vous de 8 ou 16 sorties. Dans ce cas, calculer votre alimentation en fonction de vos besoins, avec en travail prémaché, les quelques indications suivantes :
- pour 8 relais, consommation globale de 600 mA
- pour 16 relais, consommation globale de 900 mA
- pour 24 relais, consommation globale de 1200 mA
- pour 32 relais, consommation globale de 1500 mA
Ces valeurs sont les maximales qu'on peut avoir, tous les relais activés et tous les afficheurs allumés plein pot. En usage normal, ce sera toujours inférieur. Une fois n'est pas coutume, je vous recommande ici d'acheter un bloc d'alimentation régulé, entrée 230 V sortie 12 Vdc / 1,5 A. On en trouve facilement de dimensions réduites, alimentation à découpage oblige. Bien entendu, vous pouvez aussi la faire vous-même !

Entrées/sorties MIDI ?
Pas impossible que ça voit le jour un de ces quatres. En tout cas, la place est réservée sur les lignes TX1/RX1 et TX2/RX2 (le PIC utilisé ici possède deux UART indépendants). Actuellement, les lignes TX1/RX1 et TX2/RX2 marquées sur le schéma ne mènent nulle part, il s'agit juste d'une indication de "fonction à venir pas impossible".

Nombre de presets...
Pourquoi limiter le nombre de presets à ces valeurs ? Parce qu'ils sont sauvegardés en EEPROM et que chacun consomme entre 1 et 4 octets (4 x 8 commandes de boucles max) et que le PIC 18F45K22 possède 256 octets d'EEPROM. J'ai décidé de réserver 240 octets pour les presets, les autres octets servent pour les "préférences" utilisateur (mémorisation du dernier preset utilisé, par exemple).
Le nombre de presets proposé ici ne vous suffit pas ? Diable, la soirée n'est pas finie ! On peut augmenter ce nombre, soit en utilisant un autre PIC qui possède une capacité de mémoire EEPROM encore plus étendue (voir Looper 004b), soit en ajoutant une mémoire externe avec laquelle on peut dialoguer en I2C ou SPI. Là, on peut repousser les limites assez loin... 4000 presets vous suffiraient-il ? Non ? Alors dans ce cas je ne vois que la solution avec carte SD ou clé USB...

Prototype

Réalisé avec platine EaysyPic 7 et interface d'affichage à CD4094.

looper_004_proto_001a looper_004_proto_001b looper_004_proto_001c

Prototype testé dans les modes suivants :
- mode 8 sorties : fonctionnel
- mode 16 sorties : fonctionnel
- mode 24 sorties : fonctionnel
- mode 32 sorties : fonctionnel
Sur les photos qui précèdent, bank #1 et preset #02, sorties 1, 2, 9, 10, 17 et 18 activées.

Logiciel du PIC

Fichiers binaires compilés (*.hex) non disponibles au téléchargement (4 différents, dépend du nombre de sorties désirées, 8, 16, 24 ou 32).
Looper 004 - 18F45K22 - (09/03/2014)
Logiciels non disponibles au téléchargement.
Si vous souhaitez recevoir par la poste un PIC préprogrammé et prêt à utiliser, merci de consulter la page PIC - Sources.

Circuit imprimé

Non réalisé.
Le circuit imprimé sera prévu pour la gestion de 32 sorties. Pour un nombre de sorties moindre, il conviendra de placer des cavaliers (jumper) dans la position indiquée ci-après. Ces cavaliers font simplement un pont entre les registres à décalage (CD4094) non utilisés :
Ne pas laisser les cavaliers en place si les CD4094 correspondants sont présents.

Historique

09/03/2014
- Réduction du temps de réaction lors du rappel direct des presets, de 240 ms on passe à 40 ms.

02/02/2014
- Première mise à disposition.