Post on 06-Feb-2018
MUSIQUE&SCÈNE
52 Elektor 3/2003
La mise en et hors-fonction d’effets pour gui-tare tels que distorsion, flanger ou phaserpose souvent des problèmes d’ordre pratique.Chacun de ces appareils à effet possède eneffet son propre commutateur mécanique. Ilfaut de ce fait, pour changer d’effet, com-mencer par mettre en fonction un effet et sup-primer l’autre (ou inversement). Comme il estrelativement difficile d’actionner les commu-tateurs de façon synchrone, il est extrême-
ment difficile de réaliser un passageimpeccable d’un effet à l’autre. Lemontage décrit dans le présentarticle apporte une solution simpleet efficace à ce problème. Notons aupassage que cette réalisation n’estpas réservée uniquement à la com-mutation d’effets pour guitare maisqu’elle pourrait fort bien égalementservir à d’autres applications qui
requièrent de faire passer dessignaux analogiques à travers unsystème donné.La commande du commutateur poureffets de guitare se fait au pied !Comme cela est courant pour ce typed’appareil, l’organe de commande dece système est placé dans un com-mutateur à commande au pied dis-tinct. Le « reste » du montage, c’est-à-dire la logique du commutateurd’effets et les générateurs d’effetseux-mêmes, prend place, comme onle voit sur la figure 1, dans un rack.L’astuce : la commutation d’un effetà l’autre ne se fait pas par le biaisd’interrupteurs mais à l’aide detouches. La logique se charge defaire en sorte que l’effet reste enfonction même lorsque l’on n’appuieplus sur la pédale et cela jusqu’à uneprochaine action sur cet organe decommande. Il n’est plus nécessaireainsi d’intercâbler les signaux audioun peu partout sur la scène, ces der-niers restant bien au chaud dans lerack. La liaison reliant le commuta-teur à pied et l’électronique de lalogique ne véhicule que des signauxde commutation.
Encodeur de clavierLe circuit intégré-roi de l’électro-nique représentée en figure 2 est un74HC148, un encodeur de priorité à8 entrées doté en aval d’une basculebistable (flipflop) de type D, IC2. Il apour fonction de générer un signal
Sélecteur d’effetCommutateur inter-effets pour guitare
Thomas Rooney Poms
Ce sélecteur d’effet est, sur une scène, une garantie de rangement et defonctionnement sûr. Il permet de placer tous les effets pour guitare « horsde portée de main » et de les commander sans la moindre interruptionpar le biais d’un seul et unique commutateur à pied.
MUSIQUE&SCÈNE
533/2003 Elektor
Les 2 autres circuits intégrés connectés aubus de commande bits sont associés à l’affi-chage du canal et partant de l’effet sélecté.Au niveau du sélecteur d’effet un afficheur7 segments à LED (à cathode commune)visualise le numéro du canal couplé au déco-deur BCD-7 segments IC6, un 4511. L’entréede commande non utilisée du 4511, sabroche 6, est forcée à la masse et partant blo-quée. Le 4511 peut fournir 10 mA par sortie,valeur qu’il ne faut en aucun cas dépasser. Lavaleur des résistances de limitation de cou-rant de l’afficheur 7 segments dépend dutype d’afficheur utilisé. Si vous adoptez l’affi-cheur cité dans la liste des composants vouspourrez vous contenter de résistances de680 Ω.Des LED disposées sur le commutateur àpied visualisent le canal sélecté. À cet effet,IC3, un décodeur/démultiplexeur 3-vers-8 dutype 74HC238, convertit le signal de com-mande à 3 bits en signaux binaires distincts.Les 8 sorties du circuit intégré sont reliées,par le biais de l’embase sub-D à 25 contacts,aux LED D1 à D8 de la commande à pied.Comme le 74HC238 ne fournit qu’un couranttrès limité, les LED de la commande à pieddevront impérativement être du type à faiblecourant, composants qui se contentent dequelques milliampères de courant direct.Tous les circuits intégrés présents sur le bus3 bits travaillent en mode transparent, c’est-à-dire qu’ils ne requièrent ni signal d’horlogeni signal de validation (enable) pour que lesinformations d’entrée se traduisent par lesfonctions correspondantes au niveau des ditscircuits intégrés.La partie de logique du montage requiert unetension de 5 V bien stable, sa partie analo-gique (c’est-à-dire les 2 multiplexeurs analo-giques) ont besoin eux d’une tension d’ali-mentation symétrique de manière à per-mettre un transfert sans obstacle des signauxaudio. Cette situation explique qu’il nousfaille recourir à une alimentation symétriquebasée sur un transformateur secteur 9 V à2 enroulements et à une paire de régulateursde tension (7805 et 7905). Comme la consom-mation de courant maximale du montage nedépasse guère plus de quelques dizaines demA, il n’est pas nécessaire de doter les régu-lateurs de tension d’un radiateur.
Construction et mise en boîtierVenons-en à la réalisation. Comme le montrele dessin des pistes et la sérigraphie de l’im-plantation des composants de la figure 3nous n’avons pas opté pour un dessin spéci-fiquement « rack ». Si notre choix se traduitbien par une densité d’implantation plusimportante il présente également l’avantage
de commande sur 3 bits correspon-dant aux touches actionnées. Lesentrées du 74HC148 sont actives auniveau bas : en l’absence d’actionsur l’une des touches toutes lesentrées se trouvent au niveau haut.Une action sur une touche force à lamasse l’entrée correspondante. Ondispose aux sorties 1A à 3A, au for-mat BCD (Binary Coded Decimal =décimal codé binaire), du signalconverti, signal qui est en outrestocké dans 3 bascules bistables du74HC173. Il faut, pour que le signalreste actif après relâchement de latouche, que le 74HC173 reçoive unsignal d’horloge de manière à pou-voir mémoriser les valeurs dispo-nibles aux sorties de l’encodeur.Nous pouvons dériver ce signald’horloge du signal GS (broche 14)de l’encodeur de touches. Le niveauprésent sur cette sortie bascule d’unniveau haut vers un niveau bas dèsla moindre action sur une touche. Ilfaut partant effectuer une inversionde ce signal, la tâche de l’inverseur74HC04, pour pouvoir s’en servircomme un signal d’horloge pour le74HC1373, mais ce n’est pas tout :de manière à ce que le circuit intégréne fournisse son signal d’horlogeque lorsque les niveaux du signal decommande à 3 bits sont bien valides,une paire d’inverseurs supplémen-taires introduisent une certaine tem-porisation du signal d’horloge. Les3 autres inverseurs intégrés dans le74HC04 restent inutilisés et sont par-
tant forcés au potentiel de la masse.En aval de IC2, le signal de com-mande à 3 bits est appliqué à un busauquel sont connectés 4 autres cir-cuits intégrés.
Commutateurs analo-giques et affichage via lebus2 de ces circuits intégrés sont des75HC4051, des multiplexeurs analo-giques. Il est possible d’intercalerjusqu’à 8 générateurs d’effets entreles 2 multiplexeurs c’est-à-dire plusprécisément entre les connecteursK3 (entrée) et K4 (sortie). L’embaseK2 reçoit la guitare, l’embase K5 serareliée à l’amplificateur. Le 4051 estpour ainsi dire la version bon marchédu commutateur; il existe un autrecircuit, compatible broche à brocheet encore mieux adapté, mais mal-heureusement bien plus cher et plusdifficile à trouver, le MAX4617 deMaxim.Ce multiplexeur analogique se dis-tingue par sa RON faible et son excel-lente diaphonie (séparation descanaux) qui est de –93 dB. Un exa-men critique des fiches de caracté-ristiques du 4617 à l’adresse :http://pdfserv.maxim-ic.com/arpdf/MAX4617-MAX4619.pdfet du 4051 à l’adresse :http://www.philipslogic.com/products/hc/pdf/74hc4051.pdfmontre clairement les différences.
Effets
dans commutateur à pied
dans le rack
Boutons&
Indicateurs
Logique&
Alimentation
Affichage7 segments
020181 - 13
Figure 1. Le sélecteur d’effet et les générateurs d’effets restent bien à l’abri dans lerack, seul le commutateur à pied se trouve sur scène.
de permettre un dessin plus compact et deréaliser un simple face, ce qui se traduit dansle prix de revient de la platine.On commencera par la mise en place des
MUSIQUE&SCÈNE
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R1 8x 10k1
2 3 4 5 6 7 8 9
IC7.E11 10
IC7.C5
6 IC7.D
9 8
74HC173
IC2
14
13
12
10
11
15
1D
9
7
6
5
4
3
2&
R1
&
K2
K5
100n
C1
100n
C2
2x 9V
Tr1
C3
1000u
C4
1000u
IC8
7805
IC9
7905
C5
10u
C6
10u
100n
C7
100n
C8
100n
C9
100n
C10
100n
C11
100n
C14
100n
C15
IC7.A
1 2
IC7.B
3 4
IC7.F
13 12
+5V
+5V
+5V
+5V
+5VR9
1k
IC4
4051
MDX
11
10 12
15
14
13
G8
8x9
6
3
4
2
5
1
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
07
IC5
4051
MDX
11
10 12
15
14
13
G8
8x9
6
3
4
2
5
1
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
2
07
BCD / 7-SEG
D10,11
C10,11
B10,11
A10,11
E10,11
F10,11
G10,11
4511
IC6
9D,1
9D,2
9D,4
9D,8
10
11
12
13
15
14
LT
BI
C99
3
4
5
7
1
2
6
K3
10
1112
1314
1516
12
34
56
78
9
K4
10
1112
1314
1516
12
34
56
78
9
LD1
CC CC10
dp
7 a6
b4
c2
d1
e9
f
g
3 8
5
R2680Ω
R3680Ω
R4680Ω
R5680Ω
R6680Ω
R7680Ω
R8680Ω
74HC138
IC3
10
11
12
13
14
15DX
1
2
3
4
5
6
7
9&
0
1
2
3
4
5
6
7
0
2
G07
HPR1/BIN
74HC148
0/Z10
1/Z11
2/Z12
3/Z13
4/Z14
5/Z15
6/Z16
7/Z17
IC1
EN A
V18
10
11
12
13 15EO
14
1A
2A
3A
≥1
1
2
3
4
5
A
9
7
6
K1
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
1
2
3
4
5
6
7
8
9
SUB D25
16V
16V25V
25V
B1
-5V
B80C1500
IC1
16
8
IC2
16
8
IC3
16
8
IC6
16
8
IC7
14
7
+5V
100n
C12
100n
C13
IC4
16
8 7
IC5
16
8 7
-5V
+5V
IC7 = 74HC04
020181 - 11
2VA6
K6
50mA T
F1
see text*
siehe Text* zie tekst*voir texte*
*
*
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8
"0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7"K1
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
1
2
3
4
5
6
7
8
9
SUB D25
+5V
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8
020181 - 12
"0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7"
Figure 2. L’électronique du sélecteur d’effet ne comporte que des circuits intégrésde logique standards.
de commutateur à pied à 8 contacts(Marshall tient la corde avec un com-mutateur à 6 contacts); cette consta-tation implique qu’il va nous falloirréaliser notre propre modèle de boî-tier de commutation d’effet. Il faudrabien entendu tenir compte, lors de laconception de cet organe de com-mande, de la taille de chaussure duguitariste concerné. Il n’est pasnécessaire de prévoir de dessin deplatine, les 8 touches, les 8 LED etl’embase sub-D à 25 contacts pour-ront être câblées en l’air (comme àl’époque des postes à galène...).Une fois que l’on aura terminé lecommutateur à pied et qu’on l’aurarelié à la logique de commande parle biais d’un câble pour ordinateurdu commerce classique il est pos-sible de tester le fonctionnement du
nombreux ponts de câblage (isolés) àcôté des et sous les (supports des)circuits intégrés; on passe ensuite àl’implantation des résistances, descondensateurs et des supports pourles circuits intégrés (on pourra fortbien opter aussi pour des barrettesautosécables de contacts tulipe). Ilreste, pour finir, à mettre en place lescomposants encombrants (embaseschâssis, transformateur secteur,embase sub-D). Seule exception, l’af-ficheur 7 segments, que l’on monterasur un échafaudage de manière à cequ’il affleure la surface de la demi-coquille supérieure du boîtier.En vue de pouvoir tester le montageil faudra, avant de se lancer dans lecâblage extensif, commencer parréaliser le commutateur à pied. Iln’existe pas, à notre connaissance,
férentes touches. Si chaque action se traduitpar l’affichage du chiffre adéquat et l’allu-mage, dans la pédale, de la LED correspon-dante, il est pratiquement certain que le mon-tage fonctionne correctement. Il ne reste plusensuite qu’à effectuer le câblage entre les2 embases K3 et K4 et les 16 embases jackchâssis, câblage qui pourra se faire à l’aidede câble non blindé si tant est que la lon-gueur des connexions ne dépasse pasquelques centimètres.
(020181)
montage. La première étape consisteà vérifier, avant d’avoir mis les cir-cuits intégrés en place et après avoirmis le montage sous tension, la pré-sence de la tension d’alimentation, àla valeur correcte, aux contactsrequis des supports pour circuitsintégrés. Si tel est bien le cas, oncoupe la tension d’alimentation et onplace les circuits intégrés de lalogique dans leur support respectif.On aura vite fait de vérifier le fonc-tionnement de l’électronique enappuyant successivement sur les dif-
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(C) ELEKTOR020181-1
B1
C1C2
C3C4
C5C6C7C8
C9
C10C11
C12
C13
C14
C15
H1
H2
H3
H4
IC1
IC2IC3IC4 IC5
IC6IC7
IC8
IC9
K1
K2
K3 K4
K5K6
LD1
R1
R2R3
R4R5
R6
R7R8
R9
TR1
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(C) ELEKTOR020181-1
Figure 3. Dessin des pistes et sérigraphie pour une platine compacte.
Liste des composants dusélecteur d’effet
Résistances :R1 = réseau SIL de 8 résistances
de⋅10 kΩR2 à R8 = 680 ΩCondensateurs :C1,C2,C7 à C15 = 100 nF radialC3,C4 = 1 000 µF/25 V radialC5,C6 = 10 µF/16 V radial
Semi-conducteurs :B1 = B80C1500 rondIC1 = 74HC148IC2 = 74HC173IC3 = 74HC138IC4,IC5 = 4051 ou MAX4617*IC6 = 74HC04IC8 = 7805IC9 = 7905LD1 = afficheur 7 segments à LED
à cathode commune tel que, parexemple, HD1133O (Infineonex-Siemens)
Divers :K1 = embase Sub-D à 25 contacts
femelle encartable en équerreK2,K5 = embase jack châssis
6,35 mm mono encartableK3,K4 = connecteur HE-10 mâle
droit sans verrou à 2 rangées de8 contacts
K6 = bornier encartable à2 contacts au pas de 7,5 mm(RM7,5)
Tr1 = transfo secteur2x⋅9 V/2,6 VA (tel que, parexemple, Hahn BV EI 303 2016)
embase d’entrée secteur avecporte-fusible intégré + fusible50 mA retardé
16 embases jack châssis 6,35 mmmono
Liste des composants ducommutateur à pied
Semi-conducteurs :D1 à D8 = LED 3 mm faible
courant
Divers :K1 = embase Sub-D à 25 contacts
mâle S1 à S8 = bouton-poussoir pour
commande au pied tel que, parexemple, FS-10 (Monacor)