Les claviers et pédaliers MIDI


Il faut aborder ici la technique employée pour envoyer tous les codes MIDI vers l'ordinateur afin ce contrôler l'orgue virtuel ou autre.

Les contacts

Avant de parler des claviers ou des pédaliers, il faut regarder ce qu'il est possible de faire pour les contacts sans lesquels les claviers et pédaliers ne peuvent pas fonctionner.

On rencontre essentiellement trois types de contacts ( le mot contact étant pris au sens large du terme) :

1-Les contacts mécaniques

2-Les contacts optiques

3-Les contacts magnétiques

1- les contacts mécaniques

 

Ce sont sûrement ceux qui ont la plus mauvaise réputation alors que bien employés, ils peuvent être d'une grand utilité. Cette mauvaise réputation vient de l'orgue à transmission électrique pour lequel les problèmes de contact étaient très agaçant : en effet, lors du tirage d'un électroaiamant l'effet de self produit par l'enroulement provoquait un encrassement, voire une cassure du contact (les trop fameuses aiguilles). Ces contacts étant employés non seulement pour les claviers mais également pour les boîtes à échelle provoquaient des pannes à répétition. On en a donc conclu que l'orgue à transmission électrique n'était pas fiable, ce qui évidement est totalement faux s'il on sait maîtriser les électroaiamants et leur effet de self.

Pour ce qui est des codeurs MIDI, ces problèmes ne se posent pas puisque le courant qui traverse ces contacts est quasi nul (quelques microampères).

L'avantage de ce type de contact est un entretien facile, un point de déclanche exactement égal au point de relâche .

Si une intervention est nécessaire, n'importe qui peut la faire.

N'importe qui peut mettre en place ces contacts.

De plus, deux simples conducteurs peuvent faire l'affaire. On choisira par exemple du fil argenté (l'oxyde d'argent conduit lélectricité) ou du bronze-bérylium (inoxydable).

On peut également utiliser des contacts tout faits du commerce spécialisé.

2-Les contacts optiques

A peu près à l'échelle 1

Ici, pas de contact physique mais un rayon lumineux ou infrarouge est interrompu par un cache : si la lumière passe, pas de "contact" et si elle est interrompue, on considère que le "contact" est établi.

C'est en principe plus sûr que le contact mécanique mais........En cas de problème, l'intervention doit être laissée à un spécialiste. Ces "contacts" sont montés sur des circuits imprimés pas toujours facile d'accès et il faut intervenir sur ce circuit imprimé pour remplacer le capteur.

L'avantage est l'absence physique de contact (donc en principe pas d'usure) et, selon certains, la possibilité de fixer exactement le point de déclanche des touches (?).

L'inconvénient est l'impossibilité d'intervenir facilement si un incident survient. De plus, il faut une électronique associée.

3-Les contacts magnétiques

A peu près à l'échelle 1

Nous trouvons ici les fameux capteurs à effet Hall : ces semiconducteurs sont sensibles au champ magnétique. Ainsi, si on approche un aimant d'un tel type de capteur, on considère que le "contact" est établi. Si par contre on éloigne cet aimant du capteur, on considère que le "contact" n'est pas établi.

Les avantages sont les mêmes que pour les capteurs optiques.

Les inconvénients sont les mêmes avec en plus un point de déclanche forcément différent du point de relâche, ce phénomène étant du à l'hystérésis.

 

Le câblage

Maintenant que les contacts à placer sous les touches et les marches du pédalier ont été choisis, il faut les câbler pour que le système de gestion puisse lire leur état (fermés ou ouverts).

Pour éviter un câblage fastidieux, il vaut mieux arranger ces contacts en matrice. Explication :

Les contacts sont rangés en lignes et colonnes. A prix de l'insertion d'une diode (quelques dizièmes de centimes) on peut adresser 64 contacts avec simplement 16 fils (8 colonnes et 8 lignes; 8x8=64). Comment faire?

Prenons un fil commun auquel nous allons connecter un coté de 8 contacts. L'autre coté des contacts sera connecté aux 8 lignes par l'intermédiaire d'une diode (type 1N4148 par exemple). Nous avons géré 8 contacts avec 1 colonne et 8 lignes.

Une cellule de la matrice : nous avons bien 1 colonne en haut et 8 lignes en bas.

Les diodes sont nécessaire pour la polyphonie.

Pour terminer notre clavier, il nous faut 8 cellules identiques avec chacune leur colonne.

Nous avons bien les 8 colonnes et les 8 lignes. La numérotation des diodes s'arrête à 61 car il n'y a pas de claviers de 64 touches.

Si nous voulons réaliser un pédalier, le principe reste le même mais il suffit de 4 colonnes et 8 lignes puisqu'il y a au maximum 32 marches.

Lorsque le câblage du ou des claviers et du pédalier est terminé, il faut relier tous les fils des matrices au système de gestion qui génèrera les codes MIDI correspondants.

Pour simplifier le câblage au maximum, il faut relier l'ensemble des claviers et du pédalier au système de gestion par du câble en nappe muni de connecteurs appropriés. Un circuit imprimé exactement à la division des claviers rend les choses plus faciles; il peut avantageusement recevoir des contacts mécaniques.

Le circuit coté connecteur

On remarque une colonne et 8 lignes

Le circuit coté diodes

Les pastilles libres reçoivent les contacts

Ces circuits ont été développés pour des contacts "change over" de chez Kimber Allen.

Attention : le câblage est assez délicat et il faut configurer les plaquettes avec un cavalier!

Une autre possibilité consiste à prendre un codeur parallèle et de relier fil à fil les contacts du clavier. Le câblage est plus simple et donc plus facile.

Celui présenté ici est un codeur à 32 entrées (pédalier)

Il en existe à 64 entrées pour les claviers

 

Vous voulez "midifier" un clavier d'orgue électrique existant

Le câblage va être un peu plus complexe. Dans ce cas, vous allez trouver une ligne commune à tous les contacts qui est alimentée en général par du 12 ou 24 Volts. Or, la logique est elle alimentée avec du 5 Volts. Il faudra donc prévoir en amont une adaptation des tensions faute de quoi votre système va "fumer!".

Tous les contacts mobiles vont donc être câblés vers les entrées d'une carte de multiplexage des contacts. Cette carte sera gérée par votre système MIDI pour que le logiciel puisse lire l'état des contacts (touches enfoncées ou relâchées). Dans ce cas, il n'est pas besoin de diodes. L'entrée des multiplexeurs a un adaptateur permettant le raccordement direct des contacts.

La ligne commune des contacts est en haut en bleu. Pour la clarté du dessin, il y a seulement six contacts qui sont représentés. En bas, on trouve les six électroaimants de soupape correspondants. Le fil commun doit être relié au bon endroit du multiplexeur afin qu'il serve de référence à ce dernier.

Le câblage est donc simple : il suffit de connecter chaque point repépé sur le dessin aux entrées correspondantes du multiplexeur et dans le bon ordre faute de quoi vous ferrez de la musique aléatoire.

Pour vous simplifier la tâche : en général, tous les contacts des claviers de l'orgue sont regroupés dans le buffet sur un panneau. Inutilile donc de chercher à se connecter directement aux contacts des claviers (ce qui n'est pas toujours facile).

Un codeur à 32 entrées

Il existe également un codeur à 64 entrées pour les claviers

On peut ainsi compléter son orgue à tuyaux avec des sons numériques.

Si vous désirez agrandir votre orgue à tuyaux avec des sommiers auxiliaires pour de nouveaux jeux, il existe un décodeur MIDI qui peut gérer des électroaimants associé à une interface de puissance.

Ce décodeur visualise en permanence l'état des commandes avec sa ligne de diodes

(ici en gris).

Si le besoin s'en fait sentir, nous pouvons vous donner tous conseils nécessaires pour mener à bien votre "Midification".

Si certaines questions n'ont pas été abordées, contactez-nous. Ceci nous permettra de faire évoluer ce site.