INTERFACCIA MIDI PER PC (porta Joystick)
INTRODUZIONE.
Interfacciare un qualunque strumento musicale elettronico al Personal Computer
(PC) è una cosa molto interessante: apre prospettive assai incredibili.
E' possibile controllare totalmente, da computer, lo strumento musicale in questione;
mi riferisco in particolare ai sintetizzatori musicali.
Attraverso questa interfaccia è possibile mettere in comunicazione due
mondi apparentemente assai diversi!
Memorizzare intere librerie di suoni, recuperarli da Internet, memorizzare su
PC un pezzo improvvisato o riascoltare un riarrangiamento, ora è proprio
un gioco da ragazzi: basta un semplice clic di mouse!!!
Ma per realizzare questo... sogno, non si deve far altro che realizzare il semplice
ed economico circuito presentato in questa pagina.
CIRCUITO ELETTRONICO.
Il circuito elettronico mostrato in queste pagine è leggermente diverso da
quelli che si possono trovare facilmente. La diversità è dovuta a:
Il cuore del sistema è costituito da un buffer ottale three-states (8 linee),
SN74HC245 oppure SN74HCT245 (non conviene usare altre famiglie, tipo SN74LS245
per gli alti consumi di corrente), in genere impiegato spesso nel sistemi a microprocessore,
per amplificare in corrente le linee dei dati e degli indirizzi. Lo si può
vedere anche in molte schede madri per PC o forse MAC. Nella maggior parte delle
altre interfacce midi viene usate un integrato contenente 6 porte logiche NOT,
di tipo CD40106: usare la porta NOT, implica doverne usare due in sarie, con evidente
spreco di risorse!
L'altro componente attivo è costituito dal foto-accoppiatore OC1, siglato: 6N137.
Tale dispositivo è abbastanza simile del più noto ed usato 4N25 (oppure
4N35), ma più veloce: di fatti, la banda passante è di ben 10MHz. L'impiego
di questo componente è dovuto al fatto, che, a volte, i segnali, passando
attraverso un 4N25 (4N35), subiscono delle distorsioni o/e attenuazioni tali da non
essere più utilizzabili.
Usando questi due componenti attivi si ha la certezza di un sicuro funzionamento!
Passando finalmente allo schema elettrico, esso può sembrare complesso, ma in
realtà è abbastanza semplice!
Si possono distinguere intanto due sezioni:
Il segnale entra, attraverso una resistenza da 220 Ohm, nel foto-accoppiatore,
che permette un isolamento galvanico tra la sezione di MIDI IN e il resto
del circuito. Questo è utile per evitare loop di massa, che potrebbero
far decadere le prestazioni delḷ'interfaccia midi. In uscita da OC1, grazie
alla resistenza di pull-up, R1, il segnale viene amplificato dal buffer e
reso disponibile al pin 18 di IC1. Da qui il segnale segue quattro strade:
va al pin 15 del connettore del joystick, al connettore MIDI THRU, al led
di monitor e al jumper/deviatore JP2. Per il discorso JP2, si veda più
avanti.
Il segnale proveniente dal pin 18 di IC2 viene, tra l'altro, riportato, tramite
un buffer all'uscita MIDI THRU.
Il segnale proveniente dal pin 12 della porta joystick va al jumper JP2, che
se settato su "PC" prosegue fino ai pins 4, 5, 6, 7, 8, 9. Questi
pins fanno capo a dei buffer che pilotano, rispettivamente il diodo led di
monitor e le 4 uscite MIDI OUT.
JUMPER/DEVIATORI.
Come accennato all'inizio, il circuito proposto, offre due funzionalità che lo
rendono completo: periferica PC ed expander in modalità autonoma:
E' possibile utilizzare un unico deviatore a 2 posizione
e 2 canali, al posto due 2 jumper da circuito stampato.
In questa modalità, il circuito funziona come una normalissima
interfaccia midi per PC. I due jumper presenti devono essere settati nella posizione
"PC". In questo modo i componenti attivi ricenono tensione direttamente dal PC e
viene eliminato il collegamento tra la sezione di MIDI IN e quella di MIDI OUT, ovvero viene
interrotto il collegamento elettrico tra i pin 18 e pin 3 di IC2.
In questa modalità, il circuito funziona come un espansore di porte
MIDI OUT, partendo da un segnale di MIDI IN. In questo modo si evita il ricorso alla catena
MIDI THRU-MIDI IN, collegando in cascata diversi strumenti, e quindi rallentando il flusso
dei dati. Per far ciò, si deve stabilire il collegamento tra la sezione di MIDI IN e
quella di MIDI OUT, quindi il collegamento elettrico tra i pin 18 e pin 3 di IC2. Inoltre,
non dovendo il circuito essere collegato ad un PC, si deve prevedere una sorgente di
alimentazione esterna, ed ecco spiegato la presenza del regolatore di tensione a 5 Volt,
siglato IC1.
Voglio far notare che in giro esistono degli
schemi elettrici ancora più semplici, dove sono presenti solo resitenze.
I circuiti possono sì funzionare, ma molto probabilmente sono anche più
critici e non bloccano i "loop" di segnale di segnale tra i cavi MIDI
IN e MIDI OUT, con una degradazione delle prestazioni generali; inoltre non
è proprio consigliabile usare, con tali circuiti, cavi più lunghi
di 2 metri.
Insomma sono schemi elettrici da evitare! Anche perchè la spesa aggiuntiva
per i due componenti attivi è assai irrisoria.
ELENCO COMPONENTI.
Vengono ora indicati i componenti elettronici, validi per tutti gli schemi elettrici.
NOTA BENE: è necessario prestare attenzione al circuito integrato siglato
IC2, in quanto ne esistono diverse famiglie: tutte, in linea di massima, vanno
bene, ma alcune sono da preferire, altre da scartare. Qui sotto elenco i tipi
più facilmente reperibili in commercio:
R1= 560 Ohm R2= 220 Ohm R3= 220 Ohm R4= 220 Ohm R5= 220 Ohm R6= 220 Ohm R7= 220 Ohm R8= 220 Ohm R9= 220 Ohm R10= 220 Ohm R11= 220 Ohm R12= 220 Ohm R13= 220 Ohm R14= 220 Ohm R15= 220 Ohm R16= 220 Ohm R17= 220 Ohm |
C1= 47 uF - 35V C2= 100 nF C3= 100 nF C4= 10 uF - 25V |
IC1= LM78L05 (package TO92) IC2= SN74HCT245 oppure SN74HC245 ma NON SN74LS245 OC1= 6N137 D1= 1N4007 D2= 1N4148 JP1= jumper da cs oppure deviatore JP2= jumper da cs oppure deviatore DL1= diodo led verde DL2= diodo led rosso DL3= diodo led rosso Porta Joystick= connettore femmina a 15 poli D-SUB15 Midi In= connettore femmina a 5 poli 180° Midi Thru= connettore femmina a 5 poli 180° Midi Out= connettore femmina a 5 poli 180° |
CIRCUITO STAMPATO.
Una cosa molto, molto interessante è la disponibilità di un circuito
stampato professionale in vetronite FR4, fatto realizzare da una ditta, già
inciso e forato pronto per ricevere i componenti elettronici. In questo modo
viene facilitato enormemente il montaggio, evitando di costruire da sè
il circuito stampato e dando la possibilità di costruire l'interfaccia
midi anche a chi ha poca esperienza di elettronica.
Come si può subito notare il circuito stampato è protetto da solder
(in verde) e dotato di serigrafia per meglio identificare i componenti e il posto
dove inserirli per la saldatura.
Nella foto qui sotto invece potete vedere la scheda elettronica
montata.
Per ragioni di chiarezza fotografica, non sono presenti i led e le connessioni
verso i connettori. La serigrafia riportata sul circuito stampato renderà
facile il montaggio della scheda.
MONTAGGIO.
Per il montaggio dei due componenti passivi, conviene fare uso
di uno zoccolo a tulipano per poter, eventualmente, togliere e/o inserire facilmente
i circuiti integrati e soprattutto per evitare di bruciare anzi tempo i delicati
componenti a semiconduttore, assai sensibili al calore e alle cariche elettrostatiche.
E' da fare attenzione al corretto inserimento di tutti quei componenti polarizzati,
dotati di preciso verso di inserimento.
Nella foto mostrata qui sopra, artificialmente è stata ridisegnata la
serigrafia di tutti i componenti elettronici, in modo da facilitare la loro
posizione e il loro inserimento.
Il circuito elettronico dovrebbe venir racchiuso entro un piccolo contennitore
o di plastica o di metallo, se si vuol proteggere il circuito da disturbi di
natura elettromagnetica. per il collegamento esterno è necessatio utilizzare
dei cavetti schermati.
CONNETTORI ESTERNI.
Spendo due parole circa i connettori usati in questo progetto, dato che una
interpretazione errata della piedinatura può portare a malfunzionamenti.
Intanto i connettori mostrati nelle foto sono visti dalla parte delle saldature.
Infine i numeri riportati sono quelli indicati negli schemi mostrati sopra.
CONNETTORE JOYSTICK MASCHIO DSUB15 (lato PC) |
CONNETTORE MIDI FEMMINA 5 POLI 180° |
COSTI DI REALIZZAZIONE.
SPESE DI SPEDIZIONE:
Le spese di spedizione da €4,00 a €7,00
mediante il servizio postale di raccomandata e ricevuta di ritorno
PAGAMENTO:
Il pagamento può essere mediante:
Per ogni richiesta, far riferimento al seguente indirizzo e-mail:
info@febat.com
Questo è proprio tutto!
Non mi resta ora che augurarvi degli... orgasmi musicali con il PC e il vostro
synth!!!