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:

  1. Maggiore numero di porte MIDI OUT, per evitare di creare lunghe catene di collegamenti MIDI THRU-MIDI OUT.
  2. Duplice funzione: come periferica di un PC oppure come circuito expander autonomo.
  3. Impiego di componenti attivi ad alta velocità.

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:

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.

Schema elettrico dell'interfaccia MIDI per PC (joystick)

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.

Lato saldature del circuito stampato

 

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.

 

Lato componenti del circuito stampato

 

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

CONNETTORE JOYSTICK MASCHIO DSUB15 (lato PC)

 

Connettore MIDI

CONNETTORE MIDI FEMMINA 5 POLI 180°

 

COSTI DI REALIZZAZIONE.
Ho previsto la possibilità di fornire il circuito elettronico in diverse soluzioni:

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!!!



Federico Battaglin
Italy
Cellulare (SMS): (+39) - 340-5890259
e-mail: info@febat.com