Remise en état d'un MKS-30

Après quelques temps sans publications sur ce blog, voici un petit article sur la réparation d'un MKS-30 (Planet-S).

Rien d'irréparable sur la machine. Les très classiques modules 80017A vca/vcf présentent pour nombre d'entre eux des problèmes de fonctionnement. Il s'agit de LA maladie classique de ces modules qui équipent aussi par ailleurs le Juno 106. La raison principale des dysfonctionnements de ces composants fabriqués à l'époque par Roland, 'serait' due à la conductivité de la résines dans laquelle ils sont enrobés. Conductivité survenant au fil des ans.

En ce qui me concerne j'ai un tout autre avis sur la question et, pour avoir déjà pu constater des dysfonctionnement d'un module de régulation de moteur de cabestan sur une platine à cassette remise en état par mes soins, j'aurais plus tendance à privilégier un problème de porosité des soudures du au processus de soudage à la vague.
En effet, ces modules sont constitués non pas d'un circuit imprimé classique en verre époxy, mais d'un substrat en céramique. Le profil de température de la céramiques, et surtout sont taux de dispersion thermique n'est pas du tout le même que celui de l'epoxy. Il en résulte souvent que les soudures, refroidies trop vite, se dégradent beaucoup plus rapidement qu'à la normale avec tous les problèmes que cela engendre.

La solution 'serait' donc de décaper ces modules à l'acide :

tout en faisant attention à ne pas dégrader les résistances imprimées sur le substrat. Une opération qui semble fonctionner... la plupart du temps. Sauf que la machine en ma possession ayant déjà subi cette opération avant que je l'acquiert, un nombre croissant de voix se sont mises cependant à grésiller, voir à ne plus fonctionner du tout durant les quelques mois qui ont suivi son achat.

J'ai donc décidé de repartir sur de bonnes bases. J'ai acquis six modules compatibles fabriqués par Analoguerenaissance. J'ai tout d'abord testé un module afin de me faire une idée du son produit par rapport aux modules d'origine. N'ayant noté aucun différence, si ce n'est un fonctionnement parfait, j'ai donc décidé de remplacer les modules restant de la carte de synthèse du MKS-30.

Un module 80017A compatible de Analogue Renaissance.

L'opération de remplacement de ces modules n'est pas exactement trivial, d'une part parce que les emplacements de la carte ne sont pas pourvus en pistes et trous métallisés de qualité, et que d'autre part la carte en ma possession avait déjà subi ce genre d'intervention. Bref, certaines pistes étaient décollés du circuit imprimés. J'ai du établir de nouvelles connexions propres à l'aide fil de wraping.

Une fois cette opération de changement des modules effectuée, j'en ai profité pour changer aussi le système présent sur la ROM d'origine. Johannes Hausensteiner a effectué il y a quelques années un gros travail de rétro-engineering sur le code du MKS-30 pour y rajouter une gestion complète des messages sys-ex M.I.D.I., plus d'autres améliorations. Le détail de ce qu'apporte le nouveau système peut se trouver sur ce site http://www.retrosynth.com. Pour ma part, je n'ai pas rajouté la modification du chorus.

Une fois toutes les modifications effectuées, remise en place de la carte :

Suite à ces interventions, les tests de fonctionnement se sont déroulés sans problème. Avec le plaisir d'entendre les six voix fonctionner correctement maintenant.

La fête aurait pu être totale, si ce n'est un ou deux détails restant à traiter. L'un d'entre eux est le dysfonctionnement de l'un des deux afficheurs :

Sur cette image, les barrettes sécables sont déjà en place.

Le genre de problème tout simplement pas acceptable!!!

Et aussi pas très pratique à réparer. Trouver un afficheur LB202VL n'est pas facile, même avec l'aide d'Internet. Et pour une fois, j'ai fait choux blanc! La solution qui vient au premier abord à l'esprit consiste donc à trouver un double afficheur aux caractéristiques physiques les plus semblables possible, à le coller sur les support d'afficheur dont est dotée la carte puis à effectuer de la dentelle de câblage. Je n'aime pas vraiment ce genre de bricolage, long, fastidieux à effectuer, et... clairement pas esthétique.

Une rapide étude du schéma de principe donne avec certitude le câblage des afficheurs :

J'ai donc décidé de créer un petit circuit imprimé sur lequel prendront place deux afficheurs CMS standards de la même couleur que ceux d'origine. Pour monter le circuit imprimé sur la carte du MKS-30, j'ai soudé directement de la barrette sécable sur les pattes des circuits intégrés concernés. :

Même chose de l'autre côté des afficheurs.

Puis, passage à la réalisation du circuit imprimé en question, avec l'étape crucial qui consiste à bien repérer les côtes, afin d'obtenir un résultat visuel final équivalent à celui d'origine :

Puis création du circuit :

Et... réalisation :

Le résultat final est fonctionnel et très propre. Reste à vérifier que cela tombe parfaitement avec les fenêtres de la face avant. Pure formalité puisque les nouveaux afficheurs prennent exactement la place des anciens :

Ça, c'est fait!

Une petite remarque au passage : sur le schéma d'origine du MKS-30, une petite erreur de notation de patte s'est glissée :

Il ne s'agit évidemment pas de la patte 11 mais bien 17 du circuit intégré IC1! Comme quoi, aller au bout de l'investigation avant d'entreprendre une action peut permettre de découvrir parfois des coquilles!

Ce MKS-30 est maintenant totalement fonctionnel, à une petit exception : le support de cartouches mémoires. J'imagine que ce MKS à subi un choc frontal en présence d'une cartouche. Les pattes de fixation du support sont cassées, ce dernier ne tient absolument plus dans la face avant de la machine. Il est même périlleux de vouloir y insérer ou en retirer une cartouche. Reste à trouver un tel support, ou alors une solution pour remettre en état celui d'origine. Je n'ai pas encore décidé...

[UPDATE 25/06/2018]

On trouve heureusement souvent son bonheur en pièces détachées sur le Net. J'ai donc réussi à mettre la main sur le support de cartouches. Il provient visiblement d'un JX-8P, mais il fera très bien l'affaire sur ce MKS, sachant que ces deux machines, plus d'autres de la même époque partagent ce type de sous-système :

Il ne reste plus qu'à recevoir cette pièce, achetée 21€ donc,  et à la monter en lieu et place de celle totalement cassée et s'en sera fini de la remise en état de ce MKS. J'ai pu le tester avec un effet M-300. Bien qu'étant donnée pour une machine équivalente au JX3P, elle sonne quand même un brin différemment, même si l'on en retrouve quand même la signature sonore.

[UPDATE 30/06/2018]

Quelques jours plus tard, le support de cartouche est arrivé. Je n'avais pas remarqué sur la photo présente sur le site de vente, mais en fait ce support est gris et non pas noir, comme celui d'origine. Je m'en contenterai :

Il ne reste plus qu'à effectuer le montage de l'ensemble. Montage pas très aisé car l'assemblage des différentes pièces du boitier n'est pas très simple, en tout cas pas vraiment prévu pour une intervention rapide. Aucune information non plus sur le support de cartouches pour indiquer le sens d'insertion dans la face avant. Dans le mauvais sens, la façade de la machine ne peut se placer correctement. Tout cela oblige à effectuer quelques essais préalables. Une fois la bonne combinaison (re)trouvée, tout se passe sans difficulté :

Pour l'occasion, j'ai testé l'assemblage avec une cartouche prévue pour un JX-10. Evidemment, le MKS30 ne retrouve pas ces petits en essayant de lire les programmes de cette cartouche. Peu importe, ce non fonctionnement m'indique que... cela fonctionne, en fait.

La machine totalement remontée :

Je suis bien satisfait du résultat. Ce MKS30 est maintenant entièrement remonté et fonctionnel : prêt à (re)servir!

ROLAND MKS30 à l'atelier. Une voix manquante : dépannée.

Décidément, grosse activité en ce moment autour des synthétiseurs. Il vient de m'arriver un MKS30 pour dépannage :

A priori rien de grave, une voix reste muette. La machine a du vécu. Pleine de poussière, la face avant présente pas mal de traces d'utilisation et aussi quelques traces de contacts sans doute un peu plus viriles'.
Cependant à l'allumage, tout se passe comme attendu. Si ce n'est qu'au test des 6 voix, effectivement une d'entre elles ne génère pas de son. Un démontage rapide permet de prendre connaissance de l'état de santé réel de l'appareil :

Mis à part une certaine densité de poussière, les cartes électroniques semblent en bon état. Je n'avais jamais eu l'occasion d'apprécier l'architecture du MKS30 avant ce démontage. Il est vrai que l'assemblage des différentes fonctions ressemble assez fortement à ce que l'on peut trouver dans un JX3P, mis à part les circuits VCA/VCF empruntés au Juno 106, avec le même problème de fonctionnement. D'ailleurs ces circuits spécialisés ont déjà subi l'opération de 'déshabillage' consistant à dissoudre la résine époxy d'origine :

pour obtenir le même circuit nu, débarrassé de cette résine qui devient conductrice avec le temps, comme on peut le constater sur ce MKS30 :

Les 80017A sont les deux circuits verticaux sur la photo.

Cette opération de décapage n'est cependant pas aisée à réaliser et parfois le circuit peut ne pas fonctionner après l'opération. Soit parce que c'est l'opération de décapage elle-même qui a posé problème, soit parce que le circuit présentait un vrai problème électronique qui n'a donc pas pu être résolu.

Après les premiers tests habituels effectués à l'oscilloscope, la conclusion provisoire était qu'il s'agissait vraisemblablement du premier circuit qui ne fonctionnait plus, celui du bas de la photo précédente. Le signal en provenance du DCO arrive bien sur la patte 1 du VCA/VCF, mais rien n'en sort par la borne 10 malgré la commande de la patte 11.

La partie du schéma concernée par le problème.

Une petite vérification directement sur la machine permet de confirmer définitivement l'emplacement du problème. Pour cela il suffit d'appuyer simultanément sur les touches MIDI et Dynamics pour voir apparaître une barre verticale sur l'afficheur indiquant la voix joué. Il est aussi possible de faire jouer une voix particulière directement depuis le panneau de commande du MKS30 en appuyant simultanément sur la touche MIDI et un des boutons 1 à 8.

L'affichage en mode 'affichage' de la voix jouée.

Je ne vais pas 'perdre' mon temps à tenter de découvrir la raison du dysfonctionnement de ce circuit VCA/VCF mais vais le remplacer par une version neuve fabriquée par Analogue Renaissance :

Version II du circuit.

Les circuits recréés par Analogue Renaissance ont très bonne réputation. Il suffira de recalibrer la voix concernée pour définitivement résoudre le problème.

En effectuant des recherches Internet sur le MKS30 j'ai trouvé des sites intéressants concernant le dépannage de la machine, mais aussi certaines modifications et upgrades potentiellement intéressantes.

• La documentation technique : http://www.synfo.nl/servicemanuals/Roland/MKS-30_SERVICE_NOTES.pdf
• Les clones du 80017A : http://www.analoguerenaissance.com/AR80017A/
• Upgrade du firmware : http://analog.no/cms/index.php/mks-30-midi-upgrade

Au 23 mars 2016 : En attente du circuit commandé chez Analogue Renaissance...

01 avril 2016 : dépannage effectué.

J'ai reçu le circuit compatible AR80017A de chez Analogue Renaissance.
Et pendant que le fer à souder chauffait, j'en ai profité pour nettoyer le travail de la personne ayant dessoudé précédemment ces circuits. Pour éviter de mauvaises surprises dans le temps, il est quand même préférable d'aller au bout de la démarche :

Ca fait quand même désordre ces résidus de soudure!

Ôter le circuit que j'avais déterminé comme défectueux n'a pas été une mince affaire. L'intervenant précédent avait placé de la soudure sur les deux faces du circuit imprimé. De plus le circuit ayant déjà été dessoudé, les pattes n'étaient plus droites et donc difficiles à sortir des trous métallisés de la carte du MKS. Au bout 'd'un certain temps', je suis quand même parvenu à mes fins sans avoir détérioré le circuit du synthé. C'était quand même le but principal :

Avec une patte du circuit original... à la traine....

Mettre le nouveau circuit n'est pas très compliqué mais impose quand même d'agrandir légèrement les trous initiaux du circuit imprimé parce que les pattes du circuit n'ont pas du tout le même profil que sur les circuits d'origine. Mais une fois fait, cela donne ceci :

Simple à faire.

Et enfin la carte du synthétiseur remise en place dans son châssis :

On voit mieux le nouveau circuit sur cette photo prise lors d'une fin de journée ensoleillée!

Les premiers tests se sont bien évidement avérés concluants. Il va quand même me falloir régler ce nouveau circuit à l'aide des quatre potentiomètres prévus à cet effet parce qu'il 'sonne' de façon un peu plus brillante que les autres. Je pense qu'il faudra ajuster le VCF. Mais pour l'heure, c'est week-end. Ce petit réglage attendra bien la semaine prochaine.... Voilà, c'est fait. Quelques secondes seulement ont été nécessaires pour parfaire les réglages de la machine, qui n'attend plus maintenant que la venue de son propriétaire...

Merci à Allaert Jeroen de Gent pour son travail autour de ces circuits. Le dépannage de cette machine et du Juno 106 s'en trouve grandement facilité.

Une petite réflexion, comme ça : je me demande du coup s'il ne serait pas possible de cloner ce type de machine. Je trouve qu'elle sonne plutôt bien, avec un bon grain analogique. Et la disponibilité de modules VCF/VCA permet de faciliter la conception. Et puis le processeur de type 8051 est assez facile à travailler.
Ami lecteur, si tu as une opinion sur le sujet, n'hésite pas à m'en faire part ;-)

29 Septembre 2016 : Réflexion à propos des modules VCF du style de ceux qui équipent ce MKS30 et autres Juno 106 (les 80017A de Roland).

Quelques semaines après avoir changé le module défectueux de ce MKS30, un autre module a du être remplacé. Et en fait, je pense qu'à terme IL FAUDRA TOUS LES REMPLACER!

J'ai lu à plusieurs endroits sur le net que la raison du dysfonctionnement de ces modules provient du revêtement dans lequel ils sont noyés. Je pense que cela n'est pas la bonne raison. Ce revêtement 'deviendrait' conducteur avec le temps : à mon avis, non.

Je pense plus à un problème de soudure. Les composants sont en effet placés sur un support qui n'est pas de l’époxy, mais de la céramique. De ce fait, la conductibilité du matériaux n'est pas identique. Je pense que la céramique dissipe plus facilement la température et que donc la soudure se refroidit TROP RAPIDEMENT, ce qui a pour effet de la rendre dès le départ relativement poreuse. Le processus de dégradation normal de la soudure ne commence pas dès la soudure effectuée mais se poursuit en partant d'un état déjà bien dégradé. C'est ce problème que j'ai déjà rencontré sur la carte de contrôle du cabestan du magnétophone TEAC V-7010. Le dépannage de cette machine m'a demandé des... années, en fait, parce que je ne voyais absolument rien de flagrant et que le type de panne généré ne me permettait pas d'identifier le problème. Le problème ne faisait que se dégrader dans le temps, ce qui me faisait systématiquement penser à un condensateur. Et bien non, la dégradation d'une soudure peut générer le même type de problème.

Hors donc, une voie qui disparait progressivement de votre Juno 106 ou de votre MKS30? Changez le module 80017A, et tant qu'à intervenir dans la machine, changez-les tous, c'est un conseil!