Un Séquenceur Pseudo Analogique

 (CV-Recorder)

 

 Ce module ne ressemble pas aux séquenceurs analogiques tels que le célèbre Moog 960, ou aux autres systèmes équivalents créés depuis. C'est un appareil différent, avec des possibilités différentes. Il a surtout l'avantage d'être très économique et surtout facile à construire.

 

 Avec ce séquenceur il n'est pas possible de modifier  les notes individuellement à l'intérieur d'une séquence. Les "vrais" séquenceurs possèdent en effet un potentiomètre, ou un contacteur rotatif par note qui leur permet de changer leur hauteur pendant le déroulement de la séquence. Ils possèdent aussi un inverseur permettant soit de stopper la séquence sur une note donnée, soit de sauter la note et passer à la note suivante. Grâce à cela, le musicien peut réellement "jouer" du séquenceur.

 Le séquenceur ACS n'offre pas ces possibilités, mais  possède des fonctions que les autres n'ont pas. En premier lieu, des séquences de 48 et 44 notes ce qui est bien supérieur aux 8 ou 16 notes habituelles, la possibilité d'étendre les séquences sur 5 octaves, l'accord automatique et enfin la "randomisation" des séquences. Il permet en plus de récupérer directement des séquences MIDI (avec un MIDI CV/Gate). Enfin certaines fonctions telles que les transpositions, ou les modifications d'amplitude des séquences sont beaucoup plus faciles à réaliser sur l'ACS que sur les autres séquenceurs. Un bouton de Mode permet de modifier les séquences, pendant qu'elles sont jouées.

 Ces différences font qu' il faut considérer ce module comme un séquenceur pseudo-analogique, mais pas comme véritable séquenceur analogique. Puisqu'il enregistre des tensions, on peut également lui donner le nom de CV-Recorder.

Les caractéristiques :

 

-          2 Pistes pouvant contenir jusqu’à 48 notes (A) ou 44 notes (B). Les séquences peuvent s’étaler sur plus de 5 octaves.

-          Possibilité de créer soit des séquences mélodiques (notes justes), soit des séquences à intervalles quelconques.

-          Possibilité de rendre « mélodique » une séquence qui ne l’était pas grâce à un accordeur automatique.

-          Possibilité de transposer la séquence A, soit à partir de la séquence B, soit manuellement par l’entrée de contrôle.

-          Possibilité de moduler l’amplitude de la séquence A (c'est à dire l’étendue des intervalles) à l’aide d’un « VCA » soit par la séquence B, soit    manuellement par l’entrée de contrôle.

-          Possibilité de jouer les notes de la séquence A dans l’ordre, ou bien de manière aléatoire. Très utile pour créer des accompagnements automatiques. Cette séquence pouvant ensuite être transposée, soit par la séquence B soit manuellement

-          Possibilité de synchroniser le séquenceur soit sur une horloge externe (Gate de clavier ou LFO), soit sur le LFO interne.

-          Possibilité de décaler les séquences, de faire jouer la séquences B 2,  4, ou 8 fois moins vite que la séquence A.

-          Possibilité d’utiliser le séquenceur comme Sample & Hold évolué.

-          Ce séquenceur peut également être utilisé comme accordeur automatique derrière un clavier CV, un MIDI CV/Gate ou un autre séquenceur qui jouent faux, ou bien comme transposeur de tonalité.

Comment ça marche


 Le principe de ce séquenceur est le suivant :

 Sur chaque front d’une horloge qui peut être externe, ou interne (en fonction de la position du sélecteur d'horloge Int/Ext), le signal analogique présent sur l’entrée Input est mesuré, puis mis en mémoire. Cette méthode d’acquisition élimine les potentiomètres de réglage de note que l’on trouve habituellement. Un inverseur à 3 positions permet de choisir d’enregistrer sur la piste 1 (Rec1), la piste (Rec2), ou bien de rejouer les deux séquences (Play). Chaque piste dispose ensuite de sa propre sortie CV et de sa propre sortie Trigger.

 Un deuxième inverseur permet de choisir les niveaux d’entrée. Ceux-ci peuvent être compris soit entre 0 et 5 Volts si on utilise la sortie CV d’un clavier, soit entre – 5 et +5 Volts si on enregistre la sortie d’un oscillateur, ou d’un générateur de bruit par exemple.

 N’importe quelle tension comprise entre 0 et 5 V ou – 5 V et + 5 V peut donc être enregistrée. Il n’y a pas de risque en cas d’erreur, car les entrées sont protégées. Il est donc possible d’enregistrer des tensions correspondant à des notes qui seront rejouées ensuite, ou des tensions de commande qui pourront faire varier les paramètres d’un filtre, d’un VCA, ou de n’importe quel module.

 Lorsque les tensions enregistrées ne correspondent pas à des notes justes, un interrupteur Quant (Quantize) permet de les recaler automatiquement à la note la plus proche. 

 Le premier potentiomètre FREQUENCY permet de régler la vitesse de l’horloge interne, le deuxième baptisé MODE permet de choisir parmi les 8 modes de fonctionnement du séquenceur.

 Ces modes sont différents selon que l'on enregistre la piste 1 (Rec1), la piste 2 (Rec2), ou que l'on rejoue les deux pistes à la fois (Play).

    Rec 1

Mode 1 : La piste 1 est enregistrée et rejouée simultanément sur la sortie 1. La piste 2 n'est pas jouée.

Mode 2 : La piste 1 est enregistrée et rejouée simultanément sur la sortie 1. La piste 2 est jouée.

Mode 3 : Les deux pistes 1 et 2 sont enregistrées et rejouées simultanément sur leurs sorties respectives.

Mode 4 à 8 : Inutilisés

    Rec 2

Mode 1 : La piste 2 est enregistrée, et rejouée simultanément sur la sortie 2. La piste 1 est jouée.

Mode 2 : La piste 2 est enregistrée, et rejouée simultanément sur la sortie 2. La sortie 1 joue la somme des deux pistes.

Mode 3 : La piste 2 est enregistrée, et rejouée simultanément sur la sortie 2. La sortie 1 joue le produit des pistes 1 et 2.

Mode 4 : La piste 2 est enregistrée, et rejouée simultanément sur la sortie 2. La sortie 1 joue les notes de la piste 1 dans un ordre aléatoire

Mode 5 : La piste 2 est enregistrée, et rejouée simultanément sur la sortie 2. La sortie 1 joue les notes de la piste 1 dans un ordre aléatoire, additionnées aux notes de la piste 2.

Mode 6, 7, 8 : Inutilisés


    Play

Mode 1 : Les deux pistes sont jouées sur leurs sorties respectives

Mode 2 : La sortie 2 joue les notes de la piste 2. La sortie 1 la somme des notes des 2 pistes.

Mode 3 : La sortie 2 joue les notes de la piste 2. La sortie 1 le produit des notes des 2 pistes.

Mode 4 : La sortie 2 joue les notes de la piste 2. La sortie 1 les notes de la piste 1 dans un ordre aléatoire.

Mode 5 : La sortie 2 joue les notes de la piste 2. La sortie 1 les notes de la piste 1 dans un ordre aléatoire additionnées aux notes de la piste 2

Mode 6 : Les deux pistes sont jouées sur leurs sorties respectives. La piste 2 étant jouée 2 fois plus lentement que la piste 1.

Mode 7 : Les deux pistes sont jouées sur leurs sorties respectives. La piste 2 étant jouée 4 fois plus lentement que la piste 1.

Mode 8 : Les deux pistes sont jouées sur leurs sorties respectives. La piste 2 étant jouée 8 fois plus lentement que la piste 1.

- L'addition des pistes correspond à une addition des tensions électriques c'est à dire à une transposition. Le produit correspond à une multiplication des tensions. Cela permet d'obtenir des effets intéressants. Si la valeur de la piste 2 est de 0 (Do le plus grave), la piste 1 ne produira que des Do graves également. Ensuite, si la valeur de la piste 2 augmente, les notes de la piste 1 vont se détacher petit à petit, et la séquence va se construire peu à peu. Si l'inter de quantization est sur ON, ce seront toujours des notes justes qui seront créées.

ATTENTION : dans l'attente d'une version définitive du Firmware, ces modes sont susceptibles d'être modifiés. Dans les modes non utilisés, le séquenceur ne fonctionne pas. C'est normal. 

Il existe également une autre version du firmware, modifié par Yves Usson. Dans cette version, le fonctionnement du module est le même, mais les modes de lecture sont un petit peu différents. Les sommes et les multiplications de pistes ont été remplacées par des lectures inverses et des lectures en canon. Voilà ce que dit Yves :

"J'ai redéfini les modes 2,3,4 et 5 pour qu'ils conviennent mieux à mon utilisation MODE 2 remplacé par lecture inversée de la piste 1, avec lecture de la piste 2 normale MODE 3 remplacé par lecture de la piste 1 en sens normal puis inversé (aller-retour), avec lecture de la piste 2 normale MODE 4 remplacé par lecture de la piste 1 en canon sur les voix 1 et 2 (décalage de quatre temps) (cela donne des choses magnifiques !) MODE 5 remplacé par l'ancien MODE 4 : le mode aléatoire est un MUST HAVE !"

Mode d'emploi 

Enregistrement d’une séquence.

Connectez la sortie CV d’un clavier sur l’entrée Input du séquenceur et la sortie Gate du clavier sur l’entrée Gate. Placez le sélecteur d’horloge sur Externe et l’inverseur sur la position RecA. Connectez la sortie A sur un VCO et la sortie Trigger A sur l’entrée Gate d’un générateur d’enveloppe.

Enregistrez la séquence. La deuxième piste s’enregistre de la même manière en plaçant l’inverseur sur Rec2. Basculez ensuite sur la position Play.

Les séquences pourront alors être rejouées soit manuellement à l’aide du clavier, soit automatiquement en utilisant le LFO interne, ou un LFO externe connecté à l’entrée Gate.

Utilisation en Sample & Hold.

Connectez une tension quelconque sur l’entrée Input, un générateur de bruit par exemple. Sur l’entrée Gate, connectez le Gate du clavier, ou le LFO interne, ou un LFO externe. Placez l’inverseur en position Rec1, ou Rec2 pour obtenir la fonction de S & H sur les sorties correspondantes. Avec l’inter Quantize sur la position Off, la sortie jouera les valeurs échantillonnées, en position Quantize, ces valeurs seront recalées sur les notes justes les plus proches.

Note :
 Les valeurs Rec_Notes1 et Rec_Notes2 ne sont pas remises à 0 lors de l'initialisation du programme. Cela fait qu'à l'allumage du module, ces variables contiennent des valeurs aléatoires et le module joue n'importe quoi. Il faut donc enregistrer les deux pistes pour donner des bonnes valeurs à ces variables. Ceci est voulu, car cela permet lors d'un Reset, de conserver en mémoire les dernières séquences jouées.

Exemples:

Voici un petit exemple de ce que permet le potentiomètre de Modes. Au début, l'on entend une séquence très simple telle qu'elle a été enregistrée sur la piste 1. Ensuite le bouton Mode est tourné progressivement de la position 1 à la 8. Pendant cette démo, aucun autre réglage n'est modifié, ni sur le séquenceur, ni sur le synthétiseur. Les changements que l'on entend se font uniquement grâce à ce bouton.

Il ne s'agit pas d'une œuvre d'art, mais juste d'une petite démo qui montre les possibilités des changements de mode. Cela permet de voir que l'on peut véritablement "jouer" du séquenceur.

Cette démo a été réalisée sur un Dotcom/Yusynth/ACS. Il n'y a qu'un seul oscillateur VCO utilisé et un petit peu de réverb pour faire joli.

Démo1 en mp3

Dans cette deuxième petite démo, le bouton de Mode n'est utilisé que sur les position 4, 5 et 6. Cette séquence sonne très "celtic" pourtant les notes de base sont tirées de la 9 ème de Beethoven !

Démo2 en mp3

Le Schéma

Le schéma est d'une grande simplicité puisque trois circuits intégrés et un transistor suffisent à faire fonctionner le module.

Les signaux à enregistrer pénètrent sur l'entrée Input et passent au travers de 2 amplis op dont le rôle est de limiter l'amplitude de tension entre 0 et 5 volts, ceci afin de protéger le micro contrôleur. Un inverseur permet de choisir la plage de tension. Si l'on utilise la sortie CV d'un clavier, on choisira la position 0-5 V. Dans ce cas la Zener de 9.1 V limitera la tension de sortie à un peu moins de 5 V et la diode 1N4148 bloquera les tensions négatives. La résistance de 1Mohms sert à décharger le condensateur interne du convertisseur Analogique/Numérique contenu dans le PIC 16F88. Si en revanche le signal est prélevé à la sortie d'un VCO par exemple dont la tension oscille entre -5 V et +5 V l'inverseur devra être placé en position -5 +5V. La tension qui sera alors appliquée au µC sera toujours comprise entre 0 et 5 V grâce aux deux Zener de 9.1 V et au pont diviseur créé par les deux résistances de 100 Kohms.

Ce convertisseur mesure également les tensions issues des potentiomètres FREQUENCY et MODE.

Le signal de Gate ensuite doit lui aussi être compris entre 0 et 5 V. Ici, une Zener de 4.7 V et un transistor NPN suffisent à le limiter

Les valeurs enregistrées dans le PIC sont ensuite transférées au convertisseur Numérique /Analogique MCP4822 par un bus SDI qui ne comprend que 3 fils, l'horloge, les données et la sélection du chip. Ce dernier circuit comprend une référence en tension et un ampli op en sortie, ce qui nous permet d'attaquer directement les 2 derniers amplis du TL 074 qui sont utilisés ici pour amplifier le signal. Le gain est réglable avec une grande précision grâce aux ajustables de 47 Kohms.

Les sorties Trigger de chacune des pistes sont prises directement sur les broches du PIC au travers d'une résistance de protection de 470 ohms.

Les interrupteurs enfin, placent les broches voulues à la masse. Le port B du PIC possède des résistances de rappel au +5 V que l'on peut mettre en place par logiciel. Le port A en revanche n'en possède pas d'où la présence de la résistance de 10 K sur l'inter INT/EXT.

Enfin, les broches RB6 et RB7 ne sont pas utilisées dans cette application. Elles sont réservées à la connexion du débugger ICD (In Circuit Debugging) pour la mise au point.

Enfin, le connecteur 6 broches de l’alimentation (+15 V, +5 V, GND, -15 V) est compatible avec les standards Yusynth et Dotcom.

La diode Zener de 4,7 V indiquée sur le schéma peut être remplacée par un diode 1N4148 comme indiqué sur le schéma d'implantation ou même être purement et simplement supprimée.

 

La face avant 

 

Version standard            Version Yves Usson

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Le montage du module ne présente aucune difficulté. Le PCB est un simple face, facilement réalisable au fer à repasser avec du PnP Blue.

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Implantation des composants

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La mise en place des composants ne doit pas poser de problèmes. Il faudra simplement faire attention au sens du transistor et noter que sur l'inverseur 0-5V -5 +5V les fils sont croisés.  Pour des raisons esthétiques, l'unique strap pourra être remplacé par une résistance de faible valeur (10 ohms par exemple). Enfin, tous les condensateurs non polarisés sont des LCC de 0.1 µF.

 Liste des composants. 

Actifs
PIC 16F88 =1
MCP 4822= 1
TL 074 = 1
BC547C = 1
1N4148 = 2
Zener 9.1V = 3
Zener 4.7V = 1 (facultatif)


Condensateurs
Chimique 22 µF = 2
Chimique 10 µF = 1
LCC 0.1 µF = 8

Résistances
10 ohms = 2
470 ohms = 6
10 K = 5
100 K = 4
130 K = 2
330 K = 1
1 Mohm = 2
Resistances ajustables 20 tours verticales 47K = 2


Divers
Potentiomètres linéaires 10 K = 2
Interrupteur = 1
Inverseurs simples 2 pos = 1
Inverseur simple 3 pos = 1
inverseur simple 3 pos dont une instable = 1
Jacks femelles chassis 6.35 = 6
Self de choc ferrite VK 200 = 1

 
 Pour simplifier l'approvisionnement, sachez que :

- La self de choc peut être remplacée par une résistance de 10 ohms.

- La valeur de 10 Kohms des potentiomètres est celle recommandée par le constructeur, mais pratiquement n'importe quelle valeur peut convenir. Le prototype fonctionne sans problème avec des potentiomètres de 100 Kohms. 

- Le transistor utilisé est un BC547C, parce que c'est ce que j'avais sous la main. Il est probable que le montage fonctionne tout aussi bien avec n'importe quel transistor NPN pour petits signaux. 

 

Télécharger le firmware :  ACX Sequencer v1.2.zip

Télécharger le firmware de Yves USSON : Yu P-Sequencer.zip