Contrôleur Midi

Merci à David, Hélène, Louisette, Mathieu, Melissa, Thierry et tous les autres!

La MAO (Musique Assistée par Ordinateur) s'accompagne encore trop souvent d'une expérience tactile désagréable. Ce projet a pour but d'assembler un contrôleur MIDI pourvu de 64 potentiomètres à glissière afin de préserver les poignets de l'utilisateur de rotations excessives.

Ce projet implique l'acquisition d'une quantité non négligeable d'éléments, dont le prix d'achat est susceptible de varier. En détail :

Pour gérer le signal MIDI

• L'USB64 de Doepfer, vendue € 133 : https://www.thomann.de/fr/doepfer_usb64.htm

Cette carte électronique est fournie avec une alimentation, un câble USB et 8 nappes non dénudées. Voici son mode d'emploi : http://www.doepfer.de/pdf/USB64_manual.pdf

Pour modifier ses valeurs

• 66 potentiomètres à glissière (64+2 en cas de panne future). En suivant les indications techniques de la documentation de l'USB64, le choix se porte sur des BOURNS PTE60-121C-103B1 ( Course: 60 mm / Résistance: 10 kOhms / Données de puissance: 200 mW (1/5 W) / Tolérance: 20 % / Type de bande résistive: Linear) dont la durée de vie, indiquée à 100000 Cycles, explique le prix. Auprès de Mouser.fr, fournisseur fiable, il faut compter, TVA comprise, € 346.90 : https://www.mouser.fr/ProductDetail/652-PTE60-121C-103B1

Pour connecter les nappes de l'USB64 aux potentiomètres

Adoption des connecteurs “DUPONT”, courants en informatique, car les potentiomètres sont pourvus de trois broches qui, lorsqu'elles ne sont pas soudées (ni à un circuit intégré ni à du fil électrique), s'insèrent et demeurent sans difficulté dans les connecteurs DUPONT. Cet effort vous permettra de débrancher les potentiomètres des nappes de l'USB64 sans avoir à les dessouder s'il s'avère par la suite nécessaire de les entretenir ou remplacer.

Parce qu'il y a donc trois broches par potentiomètre (NEUTRE, PHASE, DATA), soit (64×3) un total de 192 broches, il faut au moins autant de connecteurs DUPONT, et parce que leur délicat sertissage demande une certaine pratique, il est recommandé d'en acquérir au moins 300 :

• 300 connecteurs femelle (dans lesquels seront insérés les broches des poentiomètres) coûtent € 5.78 https://www.amazon.fr/gp/product/B00IKYPSQO/ref=oh_aui_detailpage_o01_s00?ie=UTF8&psc=1

• 300 cosses individuelles (individuelles au sens d'“une cosse par connecteur”, car il existe d'autres tailles de cosses DUPONT regroupant plusieurs connecteurs) coûtent € 1.74 https://www.amazon.fr/TOOGOO-Femelle-Connecteur-Jumpers-Arduino/dp/B00YIKETHS/ref=cm_cr_arp_d_product_top?ie=UTF8

• La pince “Engineer PA-09”, recommandée pour sertir, est vendue € 45.80 https://www.amazon.fr/Engineer-PA-09-Micro-Connector-Crimpers/dp/B002AVVO7K Plusieurs vidéos expliquent cette préférence. En voici une : https://www.youtube.com/watch?v=3Cw9YFLDZeo

• 400 jumpers (des câbles très fins, pré-dénudés) pour € 1.32 https://www.amazon.fr/gp/product/B00WW1DSD6/ref=oh_aui_detailpage_o04_s00?ie=UTF8&psc=1

Il y a huit nappes réliées à l'USB64. Chaque nappe est constituée de 10 fils. Les 8 premiers fils de chaque nappe transmettent à l'USB64 la valeur individuellement générée par la position variable de chacun des leviers des 8 potentiomètres connectés à cette nappe. Le neuvième fil connecte la PHASE à ces mêmes 8 potentiomètres tandis que le dixième, dont la gaine est teinte en rouge par le fabricant, connecte le NEUTRE à ces 8 potentiomètres. C'est illustré page 8 de la documentation de l'USB64: http://www.doepfer.de/pdf/USB64_manual.pdf

Ces câbles très fins permettent donc de relier à l'aide de connecteurs DUPONT, les neuvième et dixième fils de chaque nappe de l'USB64 aux potentiomètres.

• Deux fils électriques supplémentaires (rouge et noire) rendus nécessaires par le positionnement spécifique du potentiomètre assigné au MIDI CC 0

Pour distinguer entre eux les leviers des potentiomètres

• 64 capuchons de leviers. Il existe différentes standards de tailles de leviers de potentiomètres à glissière sur le marché. Attention donc à l'alésage (“Bore” en anglais) qui reflète cette variété. Le fournisseur suivant propose 100 capuchons (Height 10.5mm / Thickness 11mm / 25mm diameter / 8mm bore) avec choix des couleurs par l'acheteur pour $ 13.70

https://www.aliexpress.com/item/100pcs-wide-mouth-mixer-fader-cap-Slide-potentiometer-fader-button-knob-to-disc-players-8mm-bore/32626104687.html

Leviers insérés à fond, ces capuchons glisseront à 1 mm au-dessus du couvercle du boitier.

Pour le boitier du contrôleur MIDI

• Du MDF de 6mm d'épaisseur
• De la colle à bois
• De la peinture acrylique noire

Pour fixer les potentiomètres au boitier

• 128 vis de diamètre M3 et filetage 8mm pour une longueur totale de 10mm. Attention, veillez à ce que les filets des vis ressemblent à ceux, très fins, de boulons, et non à ceux plus larges, de vis à bois, car des filets trop larges risqueraient de déformer les trous de fixation des potentiomètres. Attention également à leur longueur: une vis trop courte ne retiendrait pas bien le potentiomètre (ou alors son vissage trop prononcé dans le bois risquerait de provoquer une fissure entre le percage de fixation et celui, très proche, de la rainure permettant la course du levier) tandis qu'une vis trop longue risquerait de réduire la course du levier en bloquant la mobilité de son socle dans le potentiomètre, voire présenterait un risque de court-circuit en contactant les pistes du potentiomètre, ce qui pourrait endommager l'USB64, sa documentation précisant par ailleurs qu'il faut veiller à ne connecter l'USB64 au courant qu'une fois toutes les nappes convenablement connectées à leurs potentiomètres.

Pour fixer l'USB64 au fond du boitier

• 4 entretoises permettant une surélévation d'un centimètre de l'USB64

Pour sceller le boitier

• 4 vis à bois M3 de 12mm de long

00 - Réunir les éléments listés ci-dessus

01 - Fabriquer le boitier

• Quelle forme ?

Le choix se porte sur un boitier simple : sa moitié inférieure est munie d'un cadre intérieur collé dont la hauteur constitue un rebord vertical sur lequel vient se stabiliser le couvercle du boitier, fixé à ce rebord par des vis.

• Vérification de l'alignement

Pour préparer sa découpe, il est recommandé d'imprimer sur du papier le fichier svg intitulé alignement.svg puis d'en découper au scalpel les ouvertures afin de vérifier qu'elles s'alignent convenablement avec les composants de votre exemplaire de l'USB 64 : il ne m'est pas possible de garantir qu'il n'existe pas de variation significative de dispositions des composants entre deux exemplaires de l'USB64, n'en possédant qu'un. Si les ouvertures du papier imprimé ne s'alignent pas parfaitement avec votre USB64 bien que vous ayez vérifié l'échelle (100%) de votre impression papier, il vous faudra remesurer les écartements des composants de l'USB 64 avec un pied à coulisse et modifier ou simplifier en conséquence les ouvertures du fichier fond.svg avant sa découpe.

• Peindre le MDF avant ou après la gravure laser pour un résultat différent (demandez conseil aux animateurs du FabLab).

• Gravure et Découpe Laser à l'aide des fichiers Inkscape nécessaires : couvercle.svg, fond.svg et cadreinterieur.svg

La conception de ces fichiers s'est avérée relativement rapide, grâce à certains gestes :

   L'utilisation du générateur de boîtes à encoches : http://carrefour-numerique.cite-sciences.fr/fablab/wiki/doku.php?id=machines:decoupe_laser:trucs_astuces:generateur_boite_encoches

   Le paramétrage approprié d'Inkscape et du fichier en cours d'édition:
   
        1. Installer la palette de couleur Trotec, comme c'est expliqué ici
        http://carrefour-numerique.cite-sciences.fr/fablab/wiki/doku.php?id=machines:decoupe_laser:palette_couleurs_trotec_inkscape

        2. Lors de l'ouverture d'un fichier .svg obtenu à l'aide du générateur de boîtes à encoches,
           dans la fenêtre "Convertir le fichier hérité" qui apparait, sélectionner
             "Ce fichier est prévu pour un support physique, tel que le papier ou l'impression 3D" et 
             "La précision des valeurs de taille et de position des objets en unité physique dans le dessin est la plus importante. (Expérimental.)"
             puis cliquer sur OK

        3. "Préférences / Outils / Boite englobante géométrique" pour saisir les objets sans que leurs cadres débordent

        4. "Propriétés du Document / Page / Général / Unité par défaut : mm"

        5. "Propriétés du Document / Grilles / Nouveau / Unités de la grille : mm" et
        "Grille principale tous les: 10" afin d'obtenir l'équivalent informatique du papier quadrillé

        6. Dans le menu d'icones vertical situé tout à droite de la fenêtre principale, enclencher l'icone
        "Aimanter aux points de rebroussement, coins de rectangle inclus" ainsi que l'icone
        "Aimanter aux points de rebroussement, points de quadrant des ellipses inclus"

• Assembler et coller ensemble les éléments du couvercle d'une part, ceux du fond et de son cadre intérieur de l'autre

02 - Sertir les nappes

Particularité de la numérotation des pistes et conséquence sur le sertissage des nappes :

• Différentes configurations de l'USB64 sont possibles et précisées dans son manuel. Ici, le choix est fait de contrôler les 64 premiers MIDI CC.

• Selon la norme MIDI, ces 64 MIDI CC sont contre-intuitivement numérotés de 0 à 63.

• Sur le boitier, la numérotation des potentiomètres s'effectue de gauche à droite sur quatre lignes, la première étant la plus proche de l'utilisateur.

• Parce qu'il semble plus agréable que la disposition physique d'un potentiomètre corresponde visuellement à l'identité du MIDI CC qu'il contrôle effectivement (“1… 2… 3… 4… CC4 ? C'est bien le 4ème en partant de la gauche (et non le 5ème!)) –avant son éventuelle transformation informatique qui offre toutes libertés–, il a été choisi de mettre le CC 0 en dernière position (donc en haut et à droite) afin de commencer la numérotation des potentiomètres en bas et à gauche avec le premier ainsi intuitivement numéroté 1.

• Parce qu'il semble plus clair de ne connecter chaque nappe qu'à ses potentiomètres, les neuvième et dixième fils de la nappe (chargée d'alimenter les huit premiers potentiomètres, respectivement assignés à CC0, CC1, CC2, CC3, CC4, CC5, CC6 et CC7) seront convenablement rallongés entre CC0 et CC1.

03 - Assembler le Contrôleur MIDI

• Visser les potentiomètres au couvercle du boitier. La face qui est munie de deux broches doit être placée vers le bas de la facade du boitier pour que les leviers soient en position haute lorsqu'ils envoient une valeur maximale à l'USB64.

• Visser l'USB64 sur des entretoises d'un centimètre à placer au fond du boitier,

• Connecter chaque nappe avec soin d'abord à tous les potentiomètres puis à l'USB64 : pour chaque potentiomètre, la broche sériegraphiée “1” correspond au connecteur DATA, la broche sériegraphiée “2” au connecteur NEUTRE, la broche sériegraphiée “3” au connecteur de PHASE.

• Refermer le boitier

• Sceller sa fermeture à l'aide de vis à bois

Outre l'attention requise par la nécessité de tenter de s'assurer au mieux et avant leur acquisition que tous les pièces détachées sont compatibles, leur coût et la longue attente de leur livraison, la principale difficulté de ce projet a été de sertir les nappes. Notez que la matière du manche de la pince à sertir Engineer PA-09 est fort rigide et qu'elle risque de provoquer des irritations de la peau lors de la contraction répétée de votre main. Veillez donc à sertir avec un gant et/ou à enrober son manche de mousse.

La documentation de l'USB64 recommande de la placer dans une cage de Faraday pour la protéger des nuisances électriques et électromagnétiques extérieures. La conception actuelle fait pour l'instant l'économie de cette étape. Afin d'y remédier, l'intérieur du boitier sera plus tard recouvert d'une peinture conductrice ou tapissé de Scotch métallique.

La part purement DIY de ce projet pourrait être augmentée en imprimant en 3D certaines pièces détachées: la visserie, les capuchons des potentiomètres, et peut-être les cosses DUPONT.

La fixation du boitier sur un pied de micro, via une rotule VESA, est envisagée.

Enfin, la conception d'un second contrôleur MIDI deux fois plus grand, et donc muni de 128 potentiomètres à glissière, l'est aussi.