Corona : activités d'éveil n°2

Fin de la deuxième semaine de confinement. C'est évident, cette situation libère du temps. L'occasion d'en profiter pour finaliser quelques montages en souffrance, et rationaliser l'espace et les pratiques.

Cette semaine, finalisation de la CNC Elektor :

Cette 'petite' machine semblait assez prometteuse et je me disais que la possession d'une telle CNC allait m'apporter quelques facilités dans la réalisation de mes projets. En fait, tout à commencé pour moi en janvier 2007 lors de la publication dans la revue Elektor, d'un article concernant sa description :

A cette époque, la mondialisation 'heureuse' n'était pas encore celle que l'on a connu par la suite. Il n'était alors pas encore possible d'acquérir ce type de fraiseuse pour 300 ou 400€ sur Banggood. En 2007, c'était plutôt 2400€ (version full options), et une des façons les moins aléatoires de se lancer dans un tel projet était (encore) de faire confiance à un magazine renommé qu'était Elektor. Bon, depuis... Mais c'est une autre histoire. 

Après avoir passé commande, j'ai donc reçu quelques temps plus tard un carton assez grand et surtout très lourd contenant le kit de la machine.

Et puis ce fût :

la crise financière de 2007 qui débuta en août avec la crise des 'subprimes'. Ajouter à cela le fait que je dus à cette même période me mettre en recherche d'un nouvel appartement, et les ingrédients étaient réunis pour mettre ce projet en dormance (profonde). Le gros paquet resta posé dans un coin un certain nombre d'années.

En 2016 ou 2017, je ne me souviens plus bien, j'ai entrepris la construction de cette machine : 

Source Elektor

Evidemment, toute documentation sur son assemblage avait disparu des radars du Web. J'ai donc du me débrouiller seul pour le montage de toutes la partie mécanique. Cela m'a pris un bon bout de temps mais j'y suis arrivé sans trop de difficulté. C'est alors que je me suis intéressé à l'aspect logiciel. La encore, toutes les ressources n'étant plus disponibles, je me suis retrouvé coincé et voilà de nouveau ce projet relégué dans un coin de l'appartement en gros sous cet aspect :

Je viens de commencer le câblage de la machine.

Le kit d'origine était livré avec une carte contrôleur propriétaire : 

Cette carte présente deux défauts majeurs. Le premier est que la communication avec l'ordinateur se fait par l'intermédiaire d'un port série. Même en 2007, cela faisait pratiquement 10 ans que le bus USB existait. Cette carte aurait donc du en être équipée. Et surtout, elle ne fonctionne qu'avec le logiciel propriétaire du fabriquant. Je n'ai jamais creusé la question de savoir si le protocole utilisé était du G-code ou pas et me suis dit qu'il valait mieux repartir sur une base 'saine' avec un ensemble carte électronique/logiciel de commande plus ouvert. Je me suis toujours demandé d'ailleurs si ce kit proposé par l'intermédiaire d'Elektor n'était pas en fait une promotion de fin de vie. Une façon d'écouler un matériel obsolète à bon compte. 

Il y a quelques semaines de cela, j'ai donc entrepris la construction d'un nouveau module de commande. Plusieurs options étaient disponibles. Soit se servir de la partie de puissance de la carte d'origine et y greffer un nouveau 'cerveau' de type Arduino comme sur cet exemple : 

http://arduinocnc.blogspot.com

Soit partir sur un nouvel ensemble. C'est cette dernière solution que j'ai choisie en me tournant vers la carte TinyG de Synthetos :

https://github.com/synthetos/TinyG/wiki

J'ai acquis cette carte pour 190€, les frais de ports en provenance des U.S.A. n'étant pas négligeables.

Cette carte dispose donc d'un port USB, lit les commandes de type G-code et propose 4 commandes d'axe. Seuls trois axes seront utilisés dans la machine. Le câblage de la carte est suffisamment explicite pour que la documentation, même succincte, suffise. Des entrées sont aussi disponibles pour des capteurs de position min/max sur chaque axe. Les circuits de puissance sont à un format assez petit, comparés à ceux équipant la carte de commande d'origine. La dissipation thermique sera donc moindre. Il est conseillé de ventiler cette carte. C'est ce que j'ai prévu de faire.

Par rapport à la carte d'origine, l'adaptation de la tension d'alimentation doit être effectuée. En effet, le transformateur d'origine fournit une tension trop élevée. Il est conseillé de ne pas dépasser les 30V sur la TinyG. J'ai donc acheté un nouveau transformateur. J'ai aussi récupéré les deux gros condensateurs de la carte d'origine pour filtrer la sortie de ce nouveau transformateur. Le résultat final donne ceci : 

C'est propre et bien moins encombrant que la carte d'origine. Hormis le transformateur et le pont de diodes, tout est collé à l'Araldite. J'ai utilisé un connecteur DB9 pour relier le câble USB vers l'extérieur, je n'avais pas envie de passer de temps à rechercher un connecteur USB type B pour face avant. La seule 'contrainte' étant dans ce cas d'éviter de débrancher ou de brancher ce connecteur à chaud puisque le pré-établissement de la tension d'alimentation de la partie USB du composant intégré à la carte TinyG n'est plus effectué AVANT l'établissement de la connexion de communication. Le bus USB n'est pas sensé fonctionner de cette façon. J'ai collé le ventilateur dans l'axe des composants de puissance. Je n'ai pas bouché l'orifice prévu à l'origine sur le boitier pour la prise DB25, cela permettra un petit échange d'air avec l'extérieur. J'ai utilisé les trois prises DB9 d'origine pour y câbler les sortie de commande vers les moteurs/capteurs.

Voici ce qui reste de la carte de commande d'origine une fois les condensateurs retirés : 

Direction les détritus électroniques, hélas!

Et voici ce que cela donne lors du réglage du courant de fonctionnement des moteurs : 

A noter que le réglage de courant se fait de façon très simple grâce aux potentiomètres de la carte. Pour effectuer ce réglage, il suffit de lancer le déplacement d'un moteur, de vérifier le point bas à partir duquel n'ayant pas assez de courant, il n'arrive pas à déplacer la partie mécanique, et le point haut à partir duquel il génère un bruit de casserole (au vrai sens du terme). Positionner le curseur au milieu de cette plage et c'est fait.

Il ne reste plus qu'à monter le boitier de commande dans la machine : 

C'est propre et efficace. La machine totalement montée donne ceci :

Machine équipée du moteur de broche version haute puissance.

Pour l'instant je n'ai encore effectué aucun travaux sur cette CNC. Les tests de déplacement ont été effectués à l'aide du logiciel libre GrblGru qui dispose nativement du driver permettant la communication avec la carte TinyG. L'utilisation du port USB ne pose aucun problème, même en utilisant une rallonge (de qualité) de deux mètres. La machine est maintenant prête à effectuer les premiers tests de réalisations, 13 ans après son achat. Comme quoi : ne rien lâcher!

Conclusion :

• Lorsque que j'ai déballé la première fois le carton, j'ai trouvé un mégot de cigarette parmi le kit. Très mauvais effet! Je pense que cela m'a quelque peu incité à ne pas m'engager dans l'aventure. Je n'avais pas totalement tort.
• Le mécanisme du support de tête n'est pas très bien conçu. Il est difficile à monter et à régler, Et surtout ne semble pas assez rigide pour supporter des déplacements dans des matériaux durs. J'espère pouvoir quand même découper de l'aluminium de faible épaisseur.
• Bien évidemment, même si j'ai trouvé assez de vis pour monter l'ensemble, j'ai du monter le boitier de commande avec ce qui me restait, c'est à dire trois sortes de vis différentes. Je pense donc que la quantité de vis par type n'était pas respectée.
• Le joint d'accouplement moteur/vis sans fin est trop rigide et ne permet pas un serrage adéquate. J'ai donc du agrandir la fente de 'faiblesse' à la scie à métaux.
• Enfin les éléments d'accouplement entre les parties mécanique mobiles et les vis sans fin sont en plastique et donc sujettes à une usure plus rapide que des éléments métalliques. 

Joint dont j'ai du agrandir la fente de 'faiblesse'.

Je ne m'attends pas à des miracles avec cette machine. Pour le prix, je suis aujourd'hui en mesure de considérer que c'était un mauvais achat. Cependant, ne serait-ce que pour le moral, en ces temps de nouvelles crises (plus fortes et multiples), il est bon d'aller au bout du concept et de finaliser avec succès un bon nombre d'heures de travail. Et de toute façon, cela reste une bonne expérience pratique sur ce type de machine. Expérience qui me permettra de choisir ou de construire une meilleur CNC la prochaine fois!

Pour l'heure, il me reste à configurer correctement le logiciel et à effectuer mes premiers tests...

[update-29-03-2020] : J'ai installé GrblGru V3.45 sur deux autres portables eux-aussi sous Windows 7. Sur ces deux portables, GrblGru plante après l'envoi de quelques commandes de déplacement. J'ai donc essayé de nouveau sur le PC de bureau avec lequel j'ai effectué l'installation initiale ainsi que les tests de la CNC, le logiciel fonctionne sans problème. A priori rien ne différencie ces trois machines. Le driver de port USB s'est correctement installé ainsi que la version 64bits de GrblGru.

La version béta V3.45.8 plante de la même façon!

Ce genre de problème arrive avec du logiciel libre, mais la quand même c'est bien étrange!
Et bien évidemment, aucune possibilité de contacter les développeurs de façon simple par l'intermédiaire du site GrblGru.com, ne serait-ce que pour leur faire part du problème!
Cela n'augure rien de bon lorsqu'il faudra tenter les premiers fraisages!

Corona : activités d'éveil

Avec le confinement imposé à cause, ou grâce (à chacun son interprétation) du/au Coronavirus, du "temps de cerveau disponible" demande à être occupé. Et, avec ce printemps naissant, il n'est pas idiot de penser petit ménage. Il est donc l'heure de ressortir des 'vieilleries' des cartons afin d'en vérifier le possibilité de remise en fonction et, dans le cas contraire, de mise définitive au rebus.

Et pour commencer, un DAC audio, réalisation personnelle de 1994, dont j'évoquais l’existence dans un récent article sur le dépannage d'un DAC DA-180 de marque Orelle.

Le DAC personnel est en haut. Le DAC Orelle est tout à fait en bas.

Ma configuration consiste en une interface Presonus FP10 que j'ai dépanné il y a presque un an et qui fonctionne toujours à merveille. On retrouve d'ailleurs ce genre d'interface en occasion pour pas très cher, renouvelées par des appareils au bus USB 3. En effet cette FP10 est équipée d'un bus IEEE1394 (Firewire) rendu inutilement obsolète sur les ordinateurs récents (depuis 2012). 

Personnellement j'utilise un PC I5-4690 @ 3.50GHz avec carte additionnelle 1394 qui date de 2014, sous Windows 7/64. Et cela fonctionne très bien. Je possède un autre PC équipé d'un Core 2 Duo que je vais quand même remplacer parce qu'il manque maintenant d'un peu de souffle. En fait c'était ma machine précédente, à l'origine sous Windows XP. Le passage à Windows 7 l'à bien évidemment ralenti sans pour autant apporter de services ou de fonctionnalités supplémentaires : obsolescence pré-programmée!

A quoi ressemble l'intérieur de ce DAC? Et bien il ressemble fortement au DAC Orelle :

Dans le principe, l'architecture des deux DAC est la même. Une entrée SPDIF reçoit les signaux numériques et les mets en forme à l'aide de circuits TTL puis ces signaux passent dans le décodeur SP/DIF YM3623B de Yamaha. L'information décodée passe alors par un filtre à sur-échantillonnage x 8 de Burr-Brown (société aujourd'hui disparue, rachetée par T.I) de type DF1700P, avant d'être distribué aux deux convertisseurs numériques/analogiques AD1862 de chez Analog Device.

Une batterie de régulateurs s'occupe de générer les différentes tensions régulées aux différents étages numérique et analogiques de l'appareil.

Par rapport au DAC Orelle, les principales différences sont :

• Une entrée numérique cuivre qui ne passe pas par un transformateur d'isolement.
• Un filtre à sur-échantillonnage de marque différente.
• Deux convertisseurs numériques/analogiques distincts au lieu d'un seul.
• Les régulateurs sont tous regroupés au même endroit de la carte et non disséminés.

Pour le reste, c'est à peu près la même chose.

Le récepteur SP/DIF et le processeur 87C750.

Le filtre à sur-échantillonnage DF1700P.

Les deux convertisseurs numériques/analogiques AD1862.

Les plus de ce DAC par rapport au DAC Orelle :

• Chaque canal dispose de son propre convertisseur.
• Le filtre DF1700P 'supposé' être le 'MUST' de l'époque.
• Un processeur qui gère le fonctionnement de l'appareil ainsi que l'affichage des informations.
• La possibilité de modifier la stéréo L/R ou R/L.

Dans le mode de fonctionnement, quasiment rien ne différencie ces deux DACs. Cependant à l'écoute, je préfère le mien (forcément?). La présence du bas-médium est clairement plus définie et plus présente, donnant un aspect plus rond, moins agressif au message sonore. J'ai évidemment utilisé la même source et les même transducteurs. En fait, c'est au redémarrage de mon DAC que la différence de reproduction sonore s'est immédiatement fait jour, me laissant à penser que je suis potentiellement 'objectif' dans mon appréciation.

Le mieux de 'mon' DAC par rapport à celui d'Orelle :

• L'affichage des informations du signal audio.
• la possibilité d'intervertir les deux canaux.

Sur ma machine, j'affiche par des LEDs la fréquence d'échantillonnage : 32KHz; 44,1KHz et 48KHz,

ainsi que la présence, ou pas, du système de de-emphasis. La permutation des canaux est aussi effectuée par ce processeur grâce à un bouton sur la face avant, ainsi qu'à une GAL de type 16V8 qui assure la permutation numérique au sortir du filtre à sur-échantillonnage.

Note : vous pouvez trouver les datasheets de ces composants ce sur site (lien effectif au 22/03/2020).

Un peu de technique : la remise en fonction de ce montage.

Il y a quelques années de cela (plus de 10 ans sans doutes), j'avais tenté une expérimentation sur les signaux numériques en sortie de filtre. Outre le fait que ces expérimentations n'avaient rien donné, j'avais détérioré la GAL. Une de ses sorties ne fonctionnait plus rendant le DAC monophonique. J'avais alors remplacé cette GAL par un bout de circuit imprimé sur lequel j'avais soudé deux circuits logiques. La réparation était fonctionnelle mais vraiment pas esthétique.

Grâce à la partie 'heureuse' de la mondialisation, la Chine propose toujours tout un tas de composants considérés comme obsolètes en occident. Il faut avoir ses sources parce que le risque d'acheter ce que l'on appel un fake (faux composant) est grand. Je me suis donc procuré il y a quelques mois quelques exemplaires de GAL de type 16V8 de marque Lattice.

J'ai donc décidé de reprogrammer une de ces GALs pour 'réparer' mon DAC. Sans trop rentrer dans les détails, il est aujourd'hui possible de programmer ce genre de composants avec ce type de programmateur : 

Il s'agit du modèle Tl866A/CS. Si vous êtes intéressés par cet appareil peu cher, versatile et efficace pour moins de 30€, je vous suggère de consulter le site du fabriquant pour des informations complémentaires sur sa disponibilité et les mises à jour des logiciels : http://www.autoelectric.cn/. Attention, il existe quantité de contre-façons plus ou moins fiables, suivez les conseils donné sur ce site.

l'étape préliminaire consiste quand même à posséder le fichier adéquate à donner au logiciel du programmateur. La, ça se complique un peu. Pour un circuit programmable de type PAL/GAL, le format de fichier à fournir doit être au standard JDEC. Il faut donc trouver le logiciel adéquate.

La solution existe et se trouve ici : https://www.microchip.com/design-centers/.

Il s'agit du logiciel WinCUPL. A l'origine développé par Atmel, le fabriquant originel des GAL. Ce logiciel est toujours disponible sur le site de Microchip, la société qui à absorbé Atmel en 2016. Le numéro de série est même donné.

Une fois que vous aurez téléchargé les 21Mo du logiciel et que vous l'aurez installé, vous tomberez sur ceci : 

L'interface est minimaliste. Vous allez dans 'File' et demandez un nouveau projet, vous remplissez les quelques informations et voilà : 

Il n'y a plus qu'à remplir les informations pré-définies (j'ai demandé 5 entrées et 5 sorties dans la fenêtre de création d'un nouveau projet). Une fois les équations rentrées et la compilation effectuée (menu 'RUN'), le fichier JDEC associé aux équations est créé.

Une petite remarque pour les francophones : le logiciel n'accepte aucun caractère étendu, même en commentaire!

'Equipé' du fichier JEDEC, il ne reste plus qu'à programmer la GAL de façon tout à fait standard avec le logiciel idoine : 

Et voilà... Les trois images ci-dessus ne correspondent pas à la réalité puisque je n'ai pas créé les équations à l'aide de ce PC, mais l'enchaînement des opérations est bien celui-là. En fait les équations sont tellement simples que je n'ai pas (osé) jugé utile de les publier! Le résultat réel est tout à fait opérationnel et mon DAC fonctionne de nouveau comme à l'origine.

A l'époque, j'avais du réaliser moi-même un programmateur de GAL à partir d'une publication du magazine Elektor :

Petit hommage à ce magazine qui fût la suite logique à Electronique Pratique. Il me permit de passer à l'étape au-dessus (comme on dit). Ce numéro d'avril 1992 m'avait donc donné l'occasion de construire ce programmateur de GAL, que je ne possède plus depuis longtemps mais dont j'ai trouvé une image sur le web : 

http://erricous.free.fr/Electronique/toolele.html

Et puisque j'évoquais Electronique Pratique, j'ai aussi trouvé sur le web le premier exemplaire qui me fût offert en mars 1980 et à partir duquel j'ai réalisé ce mégaphone : 

J'en ai même récupéré une version électronique en PDF couleur à cette adresse : http://www.retronik.fr/. D'ailleurs si vous disposez toujours des supports papiers dignes d'intérêts, je vous invite à contacter ce site pour en faire don.

Un petit hommage donc, à ces deux revues aujourd'hui disparues. 

Dans le même style, j'évoquerai la revue du Haut-Parleur avec des descriptions électroniques et informatiques intéressantes, grâce auquel je me suis décidé pour l'achat d'un Sharp PC-1500 : 

Ou encore la revue Radio Plans avec cette superbe série d'articles sur leur synthétiseur SSM2000 : 

Sans oublier la revue Micro-Systemes qui proposait quantité d'informations et de réalisations. Sur cet exemplaire, je me souviens avoir réalisé l'alarme antivol et m'être retrouvé avec un ami (Je m'en souviens Christophe) chez un vendeur de composants parisien, à copier à la main le code hexa dans le logiciel du programmateur que possédait le vendeur. Les prix de l'époque ne me permettaient pas d'en posséder : 

L'alarme en question.

Et son code Hexa.

Et enfin la revue L.E.D. La seule revue dont je possède encore tous les numéros papiers achetés à l'époque. Une mine d'information sur l'audio, les amplificateurs et les tubes. Ce numéro particulier inaugurait une série d'articles en forme de cours sur l'utilisation des tubes électroniques en amplification. Cela m'avait conduit à utiliser un amplificateur réalisé par un professeur de l'époque à base d'EL520 : un pur bonheur d'écoute : 

Un grand merci à tous les auteurs de ces revues qui m'ont permis de savoir ce que je sais et aux quelques enseignants qui m'ont transmis le virus... de l'électroniques ;-)

Pour en finir avec les caractéristiques de cette étude de DAC, je ne peux résister à l'évocation du micro-contrôleur utilisé : un 87C750. Il s'agit d'une version très simple d'architecture 80C31 qui, pour celle équipée d'une fenêtre UV, est effaçables. Inutile de préciser qu'il n'était pas question sur ce processeur de programmation in-situe, et encore moins de débogage temps réel. La bonne vieille méthode de la programmation sur carte spécifique, du tests sur carte finale et de l'effacement/correction de bug/ reprogrammation devait être utilisé.

Pas de programmation en C non plus, uniquement de l'assembleur. Et à la vue des caractéristiques du circuit, j'ai été obligé de programmer moi-même toute la gestion du bus I2C. La belle époque quoi!

Les caractéristiques de ce micro-contrôleur semblent ridicules aujourd'hui. Et pourtant cela permettait de faire pas mal de choses évoluées avec de la patience. 

Depuis toutes ces années, je possède toujours le 87C750 UV qui m'a permis d'effectuer les tests et la validation du système : 

Collector!

Le développement et la réalisation de ce DAC à pour moi été une expérience incroyable. 26 ans plus tard, il n'a rien perdu de sa superbe et représente ma plus belle réalisation.

Finalisation de dépannages.

Ouf, j'en vois le bout. Ces six derniers mois, j'ai du m'occuper de plusieurs appareils dont une majorité de la marque EMU dont des SP12, Drumulators et EIII. Et encore, j'ai un EMU1 à tenter de dépanner mais dont la carte mère semble poser de vraiment gros problèmes.

Ce qui clos la famille EMU est donc la dernière Drumulator que j'ai reçu pour 'expertise' :

Cette machine ne fonctionnait plus du tout. Le système plantait lamentablement lors de l'appui sur certaines touches et la chaîne de traitement audio présentait un nombre de sorties inopérantes, mais je n'ai pu m'en rendre compte qu'après avoir dépanné la partie logique.

Un composant logique défectueux envoyait donc 'balader' le processeur n'importe ou dans son programme avec au final le plantage systématique du système. En gros le décodage d'adresse ne fonctionnait plus correctement. J'ai donc remplacé le composant et ai implémenté à la demande du propriétaire de la machine, les deux extensions qui permettent d'en améliorer le comportement et les fonctionnalités. Tout d'abord, la carte de sélection de deux banques de sons :

Cette carte permet de monter deux kits complets de sons que l'on peut sélectionner par un simple switch placé en face arrière de la machine. Les quatre ROMs d'origine sont en fait concaténées en une seule, ce qui permet de proposer un kit complet par ROM.

Ensuite, la carte 'mémoire' :

Cette extension permet plusieurs choses. Tout d'abord elle remplace la ROM d'origine par une double ROM permettant la sélection soit d'un OS d'origine EMU, soit d'un OS de type Digidrums utilisé avec un kit Digidrums. Pour rappel, les kits Digidrums proposent des formes d'ondes dont les durées ne correspondent pas à celles d'origine. Or, le point de début et la durée de chaque sons sont inscrits dans la ROM programme. Chaque Kit Digidrums est donc composé d'un kit de sons PLUS une ROM OS. Cette carte permet aussi le basculement automatique du bon kit en fonction du type d'OS sélectionné.

De plus cette carte propose deux banques de RAM, elles aussi sélectionnables par l'intermédiaire d'un switch à placer en face arrière. Le système de sauvegarde par pile est remplacé par la mise en place d'une simple pile CR2032 sur support, bien plus facile à remplacer que la solution d'origine.
Une entrée MIDI est aussi implémentée, rendant le 'bidouillage' habituel inutile. Enfin, le système de protection de la mémoire SRAM a été amélioré. Cette dernière fonctionnalité requiert cependant la mise en place d'une liaison sur la carte de la Drumulator, rien de bien sorcier à réaliser :

La modification de la carte : ajout du fil 'noir'.

Et... une fois ces modifications réalisées, je me suis rendu compte qu'une bonne moitié des sorties ne fonctionnaient plus. En fait, et pour une raison que je ne saurais m'expliquer, une partie des composants analogiques étaient défectueux. Les tensions fournies par les régulateurs étaient pourtant correctes. J'ai donc remplacé ces circuits que j'ai placé sur supports :

Une fois toutes ces modifications effectuées, la machine démarre et se comporte normalement.

Avec le recul et les Drumulators que j'ai pu dépanner, je pourrais considérer que ce qui manque à ma carte 'mémoire' est l'implémentation d'un petit circuit de Reset parce que le système de démarrage mis en place par EMU présente parfois des dysfonctionnements dont je n'ai jamais réussi à déterminer les raisons mais que j'ai réussi à contourner de façon fiable.

Et pour rester dans le domaine des boîtes à rythmes, je termine donc ma série de dépannage des six derniers mois par une TR707 :

Le symptôme était somme toute assez simple : plus de sorties audio.
La raison est, elle aussi assez simple, les circuits analogiques de sortie ne sont plus alimentés par l'alimentation négative de -10V.

Après, la raison pour laquelle la génération du -10V ne fonctionnait plus reste assez obscure. Je n'ai pas vraiment pu tester le transformateur présent dans cette alimentation parce que lorsque je l'ai dessoudé, une patte principale est tombée sur le plan de travail. Les composants générant cette tension négative de -10V ayant déjà été dessoudés et ressoudés avant que la machine me soit confiée.

Le système de génération du -10V d'origine est assez simple. Une patte d'un circuit logique estampillé Roland fournit une forme d'onde carrée à la paire de transistors Q1 et Q2 qui eux, alimentent le transformateur T1 fournissant en sortie une tension négative dont la valeur est régulées automatiquement à -10V grâce à la diode Zener D3 qui 'coupe' la base de Q1 en cas de dépassement, ne permettant donc plus au signal de commande en provenance du circuit logique de commander le transformateur. Solution simple et efficace. Mais, le type de transformateur utilisé ne se trouve évidemment plus.

La solution choisie à donc consisté à utiliser un module préfabriqué permettant de générer la tension voulue et à l'implémenter sur la carte de la machine :

Attente du durcissement de la colle.

Une fois cette modification réalisée et testée, la machine ne fonctionnait toujours pas. Les dépannages qu'elle avait subi avaient détérioré une partie des liaisons entre les deux cartes. Dans un premier temps j'ai donc placé des connecteurs à la place des fils directement soudés sur une des cartes et ai placé de longues liaisons pour effectuer les tests plus facilement :

Une fois les tests effectués, j'ai remplacé ces liaisons par des nappes plus adaptées, que j'ai du compléter par un fil unique parce que l'on ne possède jamais les câbles à la longueur ou au nombre de conducteurs désirés, c'est la règle ;-)

Après avoir retravaillé quelques soudures précédemment refaites de façon très artisanale, la machine a pu être remontée dans un état totalement fonctionnel!

Connexions détériorées.

Soudure artisanales...

Et au final, toutes ces machines en panne pour finalement, que quelques composants défectueux. Voici les dernier 'soldats' morts au champ de bataille ces dernières semaines :

Il est toujours 'intéressant' de constater que dans la très grande majorité des cas, les machines que je reçois ont été 'travaillées' précédemment par des personnes ne possédant pas nécessairement les compétences requises. Le résultat est qu'il faut bien souvent traiter les problèmes engendrés par les interventions précédentes en plus des problèmes 'réels'. Ce qui complique parfois singulièrement le travail de dépannage puisque les 'traces' de l'enchaînement du dysfonctionnement originel ne sont plus visibles, ou pire, polluées par d'autres traces réalisées au fil des tentatives de dépannage.

Mais bon, c'est aussi ce qui rajoute de l'intérêt à la chose!

Réparation DAC ORELLE DA-180

Changement de sujet, cette fois il ne s'agit pas de dépannage d'un quelconque instrument de musique électronique mais tout simplement d'un DAC Orelle. Cela reste cependant dans le domaine de l'audio.

Il y a quelques jours de cela, j'ai vu passer une petite annonce concernant ce DAC en panne, à prix intéressant :

Après avoir effectué quelques recherches sur la toile, j'ai vite compris qu'il s'agissait d'un appareil du même type que celui que j'ai personnellement construit dans ces années là. Ce DAC date de 1993. J'ai, quant moi, réalisé à peu près le même appareil en 1994. Le début des années 90 marque à mon sens l'apogée des réalisations en audio numérique. Cela faisait une bonne dizaine d'années que la technologie ne cessait d'évoluer pour arriver à des composants de très bonne qualité et faciles à utiliser.

Depuis, la fréquence d'échantillonnage et le nombre de bis n'ont cessé d'évoluer pour des arguments bien plus commerciaux que de qualité. Il restera toujours l'appréciation subjective de la qualité du filtre numérique de construction : ca n'est pas le sujet. Tant que le standard du CD audio restera à 44,1KHz, il en sera ainsi.

Ce DAC utilise un récepteur SPDIF Yamaha YM3623B suivi d'un filtre de sur-échantillonnage toujours de chez Yamaha, le YM3434. Le convertisseur numérique/analogique est, quant à lui, un AD1864 traitant simultanément les deux voies audio. La chaîne de traitement audio que j'avais utilisé dans mon DAC se constituait aussi d'un YM3623B mais suivit d'un filtre DF1700P de chez Burr-Brown puis d'une paire d'AD1862, la aussi de chez Analog Device. Le tout pour un traitement final en 20 bits, alors que ce DAC Orelle dispose d'un convertisseur final de 18 bits.

Les deux appareils sont donc semblables.

Le DIR, le filtre et le convertisseur N/A

Pour en revenir au DAC Orelle, dès son allumage, j'ai été gratifié d'une belle nappe de fumée blanche typique d'un condensateur consumé. Je m'y attendais un peu car dès la première inspection de la carte électronique, j'avais constaté qu'il restai quelques condensateurs au tantale. Ils sont faciles à repérer avec leur forme de goutte et leur couleur orange. Une fois la fumée dissipée, j'ai pu effectivement constater les dégâts :

Ce type de condensateur n'explose pas mais se consumme simplement. Les fumées sont bien évidemment toxiques, il faut donc éviter de les respirer. Bien que les alimentations régulées de certaines parties de l'appareil étaient devenues potentiellement moins fiables, j'ai quand même allumé de nouveau l'appareil pour vérifier si certains composants chauffaient plus que de raison. A ce stade je n'ai rien constaté de dramatique.

Je n'ai pas poussé plus loin les tests et ai décidé en premier lieu de changer tous les condensateurs restant au tantale, ainsi que ceux qui avaient été précédemment remplacés.

J'ai donc placé des condensateurs standards électrolytique mais non polarisés. Le résultat donne ce nouvel aspect :

Plus de couleur orange sur la carte!

J'ai aussi retravaillé un bon nombre de soudures des régulateurs de tension. Lors de précédents dépannages, un bon nombre d'entre eux à été changé. Comme souvent, la personne ayant travaillé sur ce système n'était sans doute pas en mesure de détecter l'origine potentielle du dysfonctionnement. L'attitude par défaut a donc consisté à changer les régulateurs en même temps qu'une partie des condensateurs au Tantale. Le filtre numérique a lui aussi été dessoudé. Je ne sais pas s'il la été remplacé mais, comme il nétait pas correctement remis en place, je l'ai de nouveau dessoudé et ai placé un support de circuit au cas ou il faudrait le remplacer. Le résultat des tests consécutifs aux premières tentatives de dépannage ayant été négatifs, l'appareil a été remisé en l'état.

Sans plus de préparation que cela de m'a part, j'ai donc rebranché ce DAC sur le secteur, l'ai allumé et ai contrôlé quelques signaux à l'oscilloscope. L'ensemble des circuits semblait fonctionner normalement. Les tensions d'alimentation étaient aussi celles attendues. J'ai donc connecté ce DAC sur une source SPDIF. Quelques secondes plus tard j'entendais le relai de connexion des sorties s'activer en même temps qu'un signal sonore sortait de mes enceintes de test. Après quelques heures de fonctionnement, ce DAC ne présente aucun problème.

Test de fonctionnement...

Au final, hormis le problème des condensateurs de découplage au Tantale, je ne vois pas vraiment ce qui à pu causer le dysfonctionnement de cet appareil.

La construction de ce DAC est vraiment bien pensée (hormis les condensateurs au Tantale qu'il ne faut jamais utiliser). Le circuit imprimé est de très bonne facture et bien réalisé. La distribution des alimentations est efficace. Des transformateurs distincts ont été utilisés pour la partie numérique et la partie analogique. Le boitier, enfin, est en aluminium. Force est de constater que son aspect tant extérieur qu'intérieur ainsi que son vieillissement dans le temps est bien meilleur qu'un boîtier identique en métal zingué. De plus, et contrairement à nombre de DAC dits 'de haut de gamme', il n'a pas été fait ici d'usage disproportionné d'épaisseur d'aluminium comme l'on peut trouver sur certaines face avants : ridicule mais commercialement efficace.

A ce propos, le désintéressement pour ce type d'appareil a été concomitant à l'apparition, à partir du milieu des années 90, de circuits intégrés proposant toujours plus de bits de résolution associé à des fréquences d'échantillonnage stratosphériques pour un prix toujours plus bas. Cette guerre aux chiffres et l'inflation de l'épaisseur des faces avant ne sert évidemment que l'intérêt des commerciaux face à des acheteurs naïfs. Pour la qualité sonore, le sujet ne se quantifie pas seulement à des données objectives et, mises à part quelques règles de base qui doivent être respectées lors du développement de ce genre d'équipement, est plus affaire de gout personnel et de règles de 'savoir vivre' audio.

Mis à part la tentative du SACD dont personnellement je n'entends plus parler depuis déjà for longtemps, l'accent semble se porter dorénavant sur le caractère 'artisanal' de ce genre de réalisation. Je pense qu'il est temps pour moi de reconsidérer l'appareil que j'ai créé en 1994 en lui ajoutant cette fois un caractère bien personnel! Je ne vois en effet aucun intérêt à reconstruire un DAC avec des convertisseurs aseptisés disponibles en quantité pour moins d' un Euro!

Pour compléter quelque peu ce petit sujet, certains constructeurs de DACs se sont mis à installer des tubes électroniques dans leur réalisation pour ajouter ce 'fameux' effet tube au rendu sonore. Personnellement je trouve cette pratique quelque peu douteuse, mais bon, commercialement cela permet de faire du lourd et donc de vendre à un prix bien plus élevé un appareil qui donnera peu ou prou les mêmes résultats que le DAC Orelle ci-dessus.

Un bel exemple de ce type de réalisation est le Tri-Vista 21 de Musical Fidelity. Ce DAC est parfaitement étudié et réalisé et donne, je n'en doute pas, un rendu sonore exceptionnel :

On reconnait l'architecture de la machine, qui ressemble à bien des égards à celle du DAC Orelle, mais en beaucoup plus imposant. Je n'ai l'ai pas eu entre les mains,  mais c'est assez amusant de constater que les deux gros transformateurs à l'avant plan semblent ne pas être des transformateurs haute tension imposés par l'utilisation de tubes électroniques (qui semblent fonctionner en basse tension), mais des selfs de filtrage de l'alimentation symétrique de la partie analogique de ce DAC. Du vraiment lourd donc!