Corona : activités d'éveil n°5, DPS-V77 bloquée, retour à la vie d'un Dynacord ADS.

Garder la forme!

Et donc, continuer à maintenir à un haut niveau son élasticité intellectuelle ;-)

1 - Retour sur une carte de développement à base de processeur Z80, le Wichit Sirichote Z80 MICROPROCESSOR KIT  : 

Il y a un peu plus de trois ans maintenant, j'avais acquis ce kit et l'avais monté. Je trouvais l'idée générale de ce produit plutôt bonne et pertinante. Après avoir réalisé quelques programmes fonctionnels, j'ai quelque peu remisé cette carte après l'avoir passée en mode compatible uPF1 :

https://www.worthpoint.com

Entre temps, j'ai retrouvé une carte imprimante que j'avais récupérée il y à fort longtemps (1987), suite à quelques études en informatique et expérimentations sur µPF1 Plus, et ai acquis une carte d'extension proposant des entrées/sorties parallèles, séries, ainsi que la disponibilité de timers, le tout fourni par des circuits intégrés de marque exclusivement Zilog :

J'ai donc eu dans l'idée de tenter de faire fonctionner ces deux cartes d’extension avec le kit Z80, sachant que Wichit Sirichote a bien fait attention, lors de la conception de son kit, à respecter le brochage du connecteur d'extension. Avant toute chose, il m'a fallu retrouver les outils nécessaires à l'écriture de code pour ce type d'ancien matériel. A l'époque, j'avais utilisé l'IDE Code::Block et le compilateur SDCC. Le compilateur est toujours très activement maintenu. Cela n'a donc posé aucun problème pour le ré-installer. Par contre, Code::Block ne semblait plus proposer de grosse activité de développement depuis au moins deux ans. Et en retournant sur la page de cet IDE, j'ai constaté avec plaisir qu'une nouvelle version avait été publiée en mars de cette année. J'ai donc installé également cet IDE et n'ai pas eu le moindre problème à générer du code pour la carte processeur.

C'est par la suite que tout s'est compliqué. Le code d'exemple de la calculatrice ne voulait absolument pas fonctionner de nouveau sur la carte. Pourtant cet exemple fonctionnait après avoir passé le moniteur en version compatible µPF1.

Oui mais....

En fait j'avais téléchargé, à l'époque, le code de la calculatrice dans cette carte équipée d'un système de mémoire sauvegardée de ma conception :

SRAM auto-sauvegardée.

Puis, j'avais changé le programme moniteur du kit. Je n'avais donc pas téléchargé le programme d'exemple à l'aide du dernier moniteur. Au démarrage de la carte, j'avais pu relancer sans problème l'exemple de la calculatrice. Les segments CODE et DATAS initialisés étant compatibles avec les segments du nouveau moniteur µPF1.

Or entre temps, je me suis servi de cette SRAM sauvegardée dans un synthétiseur et ai donc remis en place une SRAM standard. Ce faisant, j'ai donc perdu le code de la calculatrice qu'il m'a fallu recharger par liaison série. A partir de ce moment, je n'ai plus réussi à faire fonctionner cette calculatrice.

Comme j'avais installé un nouveau compilateur, j'ai décortiqué le code assembleur produit et ai vérifié la conformité avec le code hexa produit. Petit travail que je n'avais pas effectué depuis le début des années 90. Rien à faire, tout semblait correct.

Un code très simple, genre clignotement d'une LED fonctionnait cependant. J'ai alors suspecté la routine de réception par la liaison série. Ce qui m'a permis de constater qu'effectivement un dump du code hexa de la mémoire de la carte ne correspondait pas à celui envoyé depuis le PC.

Pour être plus exact, le dump mémoire présentait un code erroné à intervalle régulier, environ un code erroné tous les 150 codes. J'ai alors étudié le source du moniteur pour me rendre compte que la réception des codes série se fait grâce à l'utilisation de temporisations ponctuelles (des boucles vides ajustées au NOP). Après un certain nombre de tentatives de corrections du moniteur, je me suis assez vite rendu compte que tout ce que j'arrivais à faire était de modifier la fréquence d’occurrence des codes erronés. Partant, je n'ai jamais réussi à télécharger plus d'un koctets dans la carte sans erreur de réception.

Pour modifier le moniteur sur la carte, j'ai utilisé ce très bon émulateur de ROM Memsim2 de Momik : 

Son seul 'petit défaut' est qu'il ne propose pas de fonctionnement en mode SRAM. C'est à dire qu'il ne gère pas le mode écriture. C'est un peu dommage, mais pour le prix ce matériel est parfait.

Pour faire court : le concepteur de la carte Z80 a utilisé un bit d'entrée/sortie, matérialisé sous la forme du bit de donnée D7 pour générer de façon logicielle par le processeur Z80, le codage et le décodage des trames séries : 

Le tout synchronisé par de la quantité de NOP nécessaire. Bien que la détection du bit de start soit correctement effectuée par le moniteur, rien n'y a fait. Malgré mes ajustement de temporisations, le téléversement d'un fichier hexa a toujours présenté un problème. Je retrouvais toujours quelques codes erronés dans le dump mémoire de la carte. J'ai testé le câble série que j'avais réalisé pour l'occasion, ainsi que deux interfaces USB/série sans détecter quelque problème que ce soit.

Las, j'ai fini par stopper mes investigations. La raison principale est que d'une part cette façon de faire pour le codage/décodage des trames série offre une fiabilité toute relative, et surtout impose un débit faible de 2400 Bauds pour laisser le temps au Z80 d'effectuer le travail de codage/décodage. Même sur un fichier relativement court, cela prend du temps. A l'utilisation, c'est vraiment pénible. De plus, cela n'est pas spécialement une bonne idée que d'avoir implémenté un port série à la norme RS232.
Cela impose aujourd'hui l'utilisation d'un convertisseur USB. Or, même en ayant à l'esprit la notion de Kit facile à assembler, il existe des modules convertisseurs faciles à souder, permettant de ne pas avoir à tenter la soudure d'un composant cms :

Exemple de convertisseur USB/Série disponible pour quelques Euros/

Il n'est pas non plus possible d'utiliser un émulateur d'EPROM comme celui présenté plus haut pour charger directement la RAM avec du code. Le moniteur utilisant des variables dans la même RAM et ne pouvant écrire ses données puisque l'émulateur d'EPROM n'est pas pourvu de la fonction write, il ne démarre plus!

Et pour finir sur ce kit, l'idée d'avoir connecté le buzer sur la sortie d'émission série est assez 'mauvaise'. Un petit interrupteur aurait pu être intéressant pour stopper ce bruit pénible lors des dumps mémoire. Enfin, une solution de sauvegarde de la mémoire statique aurait pu aussi être intéressante, histoire de retrouver son travail après arrêt de la carte, ou mieux, implémenter un auto-démarrage sur le moniteur afin de pouvoir s'en servir d'automate, à la façon d'un Arduino par exemple.

Au final, malgré de bonnes idées, ce kit n'est pas vraiment exploitable de façon sérieuse. Il est vrai que Wichit Sirichote l'à proposé en 2017, année représentant peut-être l'apogée de l'engouement pour le rétro-computing. Depuis, l'attrait pour ce type de produit semble un tantinet retombé, la simple présence de ce type de kit ne suffit plus. Le service rendu doit aussi être considéré. Et surtout il n'est pratiquement rien apparu de nouveau ces vingt dernières années en terme de remplaçant à l'Amiga et l'Atari. Je 'dis' bien remplaçant. Je ne parle pas des upgrades ou clônes disponibles depuis longtemps.

Pour l'heure, il semblerait que le processeur 65C816, un compatible 6502 de chez Western Design Center rencontre un certain intérêt. Il propose un fonctionnement en 16 bits avec ALU 16 bits et 16Mo d'adressage mémoire :

Une vitesse de 14MHz n'est pas transcendante mais n'oublions pas ce qu'étaient capable de faire les premiers Macintosh avec un 68000 à seulement 8MHz!

2 - 'Petit' dépannage d'un rack d'effet Sony DPS-V77 :

Il s'agit d'un rack d'effets standard, mais de qualité professionnelle fabriqué par Sony. C'est une très très bonne machine. 

Après avoir été remisée un long moment, et à la faveur d'une longue période de présence forcée chez soi, il est temps d'en vérifier le fonctionnement.

A sa mise sous tension, je me suis retrouvé avec un affichage LCD figé sur l'écran de démarrage et des segments allumés de façon erratique sur le double digit rouge et sur le vu-mètre :

De façon aléatoire, il arrivait cependant qu'un chiffre 'réel' soit affiché sur les deux digits rouges, mais la machine restait ostensiblement bloquée sur l'autruche du LCD. Et pourtant, la dernière fois qu'elle fût allumée, elle fonctionnait parfaitement.

Seule différence, la pile de sauvegarde était bien évidemment vide. Je l'ai donc retirée. Tout laissait à penser qu'un problème électronique empêchait le processus de démarrage d'aller à son terme. J'ai donc passé une paire d'heures à tester les alimentations, puis à l'aide de l'oscilloscope, à vérifier la présence des signaux importants. De fait, rien ne me semblait poser problème.

Alors avant d'aller plus loin, j'ai lancé les diagnostiques présents dans la machine. Quelques touches appuyées à l'allumage permettent de basculer le système en mode diag. Je pus constater avec presque 'désespoir' que tous les diags passaient sans problème.

Alors j'ai envisagé le pire de la bêtise : la ram de sauvegarde corrompue et aucune fonction de tests d'intégrité, que ce soit en mode diag ou en mode normal, ayant pour effet d'envoyer tout simplement le programme dans 'les choux' au démarrage. Après tout, ça ne serait pas la première machine sur laquelle je constaterais ce problème, et je n'ai vu aucun message de pile de sauvegarde faible sur l'écran.

La documentation indique comment effectuer une initialisation au démarrage. La encore, quelques touches du clavier appuyées lors de la mise sous tension permettent de basculer dans le mode INIT. Il suffit de lire les instructions à l'écran, d'accepter, et c'est fait.

Et miracle, la machine redémarre normalement : 

N'importe quoi vous ne trouvez pas? Aucun message d'erreur de pile faible et une machine qui donne tous les signes d'une panne assez féroce, juste pour une pile de sauvegarde vide!!!

Et ce n'est pas tout! l'afficheur présente des lignes et colonnes manquantes. Et c'est normal, hélas. De la façon dont est conçu cet afficheur, ce problème est inéluctable : 

Contrairement à TOUS les afficheurs de ce type ou la plaque de verre se trouve du côté des contacts dorés véhiculant les signaux des circuits intégrés d'affichage, ici, c'est l'inverse. Se faisant, il est nécessaire de transférer ces signaux à l'aide d'un film plastique contenant moult connexions microscopiques vers l'autre face du circuit imprimé. Et le pire est que l'extrémité de ce film est juste collé à l'aide d'une colle spéciale sur les contacts dorés. Et oui, pas soudé mais collé!

Au bout d'un certain temps, cette colle se désagrège et des pertes de contacts entre le circuit imprimé et le film plastique apparaissent, d'ou les lignes ou colonnes manquantes. Et comme il s'agit d'un afficheur spécial, introuvable dans le commerce, et bien c'est irréparable. La seule solution consiste à trouver une machine de ce genre en panne mais avec l'afficheur totalement fonctionnel. Autant dire mission impossible!

Et pourtant, que ce soit la plaque de verre contenant les cristaux liquides ou les circuits intégrés de l'afficheur, tout est parfaitement fonctionnel. Conception stupide, vous ne trouvez pas?

Au final, cette machine fonctionne parfaitement mais quand même, de la part de Sony!!!

J'ai mis le mot-clé DPS-V77 dans le titre de cet article afin que ces informations de dépannages soient indexées par les moteurs de recherche. Cela pourrait rendre service à d'autres que moi et éviter la perte de quelques heures de diags inutiles!

3 - Alimentation d'un JX10P :

Cela fait un moment que j'ai récupéré ce 10P. Je possède son petit frère le 8P depuis un peu plus d'un an. Ces deux synthés génèrent des textures que je trouve très professionnelles. Le 3P et le MKS-30 sont à mon avis un cran en dessous. Le 10P est en fait un double 8P puisqu'il possède deux cartes de synthèse 8P gérées par une carte centrale appelée Assigner Board.

Ce Super JX était dans un état déplorable. D'ailleurs la carcasse est constellée de points de rouille. N'empêche, j'ai résolu tous les problèmes électroniques de voix manquantes, et autres défauts. Par contre, à l'époque je n'avais pas constaté de bruit de 50Hz sur les signaux audio.

Au redémarrage de la machine, cette fois une 'ronflette' était fortement présente. J'ai donc remplacé les condensateurs 'auxiliaires' de l'alimentation, opération de routine s'il en est :

Cette image est reprise de l'excellent site : http://llamamusic.com/super-jx/info.html

En ce qui me concerne, je n'ai pas remplacé les trois gros condensateurs. Je les ai vérifié, ils étaient en bon état. Par contre j'ai remplacé les autres : 

Cette simple intervention à considérablement réduit les bruits parasites. Il faut pousser le gain de la table à fond pour entendre non plus du 50Hz, mais le bruit intrinsèque des AOP de sortie. Je me demande d'ailleurs si une partie de ce bruit ne provient pas de parasites générés par la carte de contrôle.

Ceci écrit, la conception de cette alimentation est un peu baroque puisque l'instabilité d'une des tensions de sorties peut avoir pour effet de rendre instable les autres sorties, voir d'amplifier le problème! Le régulateur employé pour les alimentations symétriques me semble assez sensible. J'ai d'ailleurs remplacé le condensateur de 'stabilisation' de sa sortie par un modèle spécifique non chimique.

Sur le site https://supersynthprojects.com/ vous trouverez la description d'une alimentation  moderne spécialement étudiée pour ce synthé : 

Sur ce Super JX, et puisqu'il est de nouveau démonté, je vais en profiter pour remplacer les switchs tactiles avant de le remonter. Ceux de sélection de patchs sont notoirement oxydés et ne répondent plus bien du tout. Cela rend la manipulation du synthé beaucoup moins confortable :

Enfin, comme la manipulation du panneau de commande de ce type de synthé des années 80 est très malaisée, et comme je possède aussi un 8P, j'ai acquis il y a quelques semaines de cela un module de commande externe MPG-8 de Retroaktiv testé à cet endroit :

Publicité gratuite.

Cet instrument de musique 'aurait' pu être une très bonne machine. Je suis convaincu que son développement a été réalisé à l'économie. Cela se ressent sur le châssis métallique, sur la disposition de cartes internes, sur les bugs de l'Assigner Board etc etc... D’où les multiples améliorations développées au fil du temps pour le rendre plus fiable et plus performant.

4 - Alimentation +12V / -12V 1,5A et 5V 3A :

J'ai décrit cette alimentation il y a une semaine à cet endroit. Voici ce à quoi elle ressemble : 

Cette alimentation intègre le meilleur des mondes du découpage et du linéaire. Elle propose une bonne compacité, une bonne sécurité puisqu'il n'y a pas de 300V à se promener au primaire de l'alimentation, un rendement assez élevé par rapport à du tout linéaire, un échauffement moindre et une poste régulation linéaire de la tension symétrique pour un bruit parasite plus faible.

A l'origine, j'ai 'récupéré' cette alimentation d'un développement disponible sur Internet à cet endroit et librement copiable. C'est ce que j'ai fait car j'ai acquis ce 'fameux' générateur de signal FY6900. Je ne possédais pas ce type d'instrument mais à la suite de mes dépannages sur deux SP12 EMU, je me suis rendu compte que ce type d'appareil m'aurait été bien utile : 

Ce générateur est assez populaire car plutôt performant et disponible à prix bas sur Banggood au prix de 80,37€ hors frais de port le 20 avril 2020, grâce bien évidemment à la 'mondialisation heureuse'. Le pendant d'un tel prix est, en ce qui concerne cet appareil, une qualité de signal quelque peu entachée par la piètre qualité de l'alimentation. Une alimentation à découpage de base et de petite puissance : 

https://sdgelectronics.co.uk/fy6900-signal-generator-power-supply-modifications/

Fonctionnelle, mais sans plus. D’où l'intérêt du développement de cette nouvelle alimentation. Voici ce à quoi elle ressemble une fois montée : 

Il y a une semaine, j'indiquais ne pas posséder le régulateur linéaire pour le -13.6V en boitier adéquat. Hors j'en possède en version TO220 dont la seule différence est de posséder une semelle métallique plus grande que celles des boîtiers préconisés. Cependant, le dessin du circuit imprimé peut tout à fait accepter des boitiers TO220, le dessin des pistes fait qu'une semelle plus grande n'a aucun chance de rentrer en contact avec une piste différente. 

J'ai donc placé un LM337 en boitier TO220. A la mise sous tension, toutes les alimentations étaient présentes et correctes. J'ai donc pu implémenter cette nouvelle alimentation dans l'appareil de mesure :

Boitier démonté.

Alimentation d'origine retirée et remplacée par celle de 24V DC.

Test de l'alimentation 24V DC.

Mise en place, câblage et test de la partie 5V et +/- 13,6V.

Vue de dessus.

Voilà, rien de plus à commenter. Le générateur de signal fonctionne parfaitement. Sur le site de Steve Gardner (SDG), il est indiqué l'ajout de refroidisseurs et d'un ventilateur pour évacuer la chaleur dissipée par les régulateurs de l'alimentation et par l'électronique de l'appareil. 

Après avoir laissé ce générateur de signal alimenté durant plus de 24h, boitier remonté, je n'ai pas constaté de dégagement de température élevée. L'appareil reste légèrement tiède ainsi que les régulateurs de l'alimentation. Je n'ai pas testé le courant consommé mais à la vue des fils d'alimentation, cela ne doit pas dépasser les 500mA.

4 - Alimentation d'un échantillonneur Dynacord ADS, du pur vintage :

Je possède cette machine depuis fort longtemps, depuis 2003 je pense puisque j'ai retrouvé une facture concernant l'achat de deux cartes mémoires additionnelles datée d'octobre 2003. Je les avais achetées quelques mois après l'achat de cet ADS : 

http://www.deepsonic.ch

A l'époque, ce qui m'avait décidé à acquérir cette machine était le souvenir d'un son vraiment percutant, incisif. D'ailleurs Dynacord en avait une version spécialement dédiée aux sons de batterie, l'ADD TWO. Je l'avais entendu plus de 10 ans plus tôt au feu salon de la musique de la Villette, fin 80. 

Je n'ai jamais pu réellement tester cette machine car l'alimentation à découpage d'origine à cessée de fonctionner assez rapidement après son achat. Cette alimentation manque de fiabilité et 'plante' dans presque tous les ADS s'ils ont été un peu sollicités. Il s'agit d'une alimentation spécifique, au format lui aussi spécifique. Donc, très difficile à remplacer.

Malgré plusieurs tentatives de dépannages, je n'ai jamais réussi à faire fonctionner cette alimentation. Elle possède un module situé à côté du transformateur haute tension qui n'est pas dépannable : mauvais point pour Dynacord.

http://www.deepsonic.ch

En fait c'est cette machine qui m'a incité il y a quelques mois déjà à envisager la création d'une alimentation de remplacement. Raison pour laquelle j'ai sauté sur l'occasion de la description d'une alimentation telle que celle ci-dessus présentée pour envisager de m'en servir dans cet ADS. Réaliser une alimentation à découpage n'est pas simple mais pourrait tenir dans le boitier. En réaliser une totalement linéaire impose d'utiliser de bons radiateurs de refroidissement et prend donc bien plus de place.

Place au test de l'alimentation (SDG) sur cet ADS:

Comme l'on peut s'en douter sur cette image, cela fonctionne. Cela faisait très longtemps que je n'avais pas vu quoi que ce soit d'affiché sur cet afficheur : 

Cela fait bien plaisir!

A noter que pour cette application, j'ai modifié la sortie en tension des régulateurs analogiques pour fournir +/- 12,6V au lieu des +/- 13.6V d'origine. Les régulateurs n'ont qu'un volt supplémentaire à faire chuter ce qui n'augmente pas significativement la quantité de chaleur produite puisque la consommation reste très limitée sur cette partie de l'alimentation. Pour bien faire j'aurais aussi du baisser d'un volt les sorties des pré-régulateurs à découpage. Cela aurait augmenté le rendement global de l'alimentation. Je ne l'ai pas fait.

Maintenant la question posée est : est-ce que cela peut convenir à cette alimentation.

Dans le principe oui. Dans les faits... pas trop!

Pourquoi? La partie 5V consomme de trop. Avec l'ADS équipé de ses trois cartes d'extensions mémoire, donc poussé au maximum de ce qu'il est possible, la consommation sur le 5V atteint 2,6A.

Le régulateur à découpage utilisé est donné pour 3A, donc tout va bien. La consommation sur le 5V est de 13W. Le convertisseur 230V AC vers 24V DC peut fournir 26W et la consommation sur l'alimentation symétrique est bien inférieur à celle de 5V. Donc à ce niveau, tout va bien aussi.

N'empêche, la régulation 5V chauffe. Cela reste inférieur à 45°C mais la petite diode de commutation qui ne possède pas un gros boitier de dissipation chauffe plus. Cela peut poser quelques problèmes à la longue.

La solution consiste simplement à retirer tout ou partie des cartes d'extensions mémoire. A raison de 300 mA  de consommation par carte, j'en ai retiré deux :

Ce qui divise le temps d'échantillonnage par deux mais laisse quand même plus de 22 secondes de capacité en stéréo à 44,100 KHz. Ceci présente donc un bon compromis :

A environ deux Ampères de consommation sur le 5V, l'ensemble des composants de l'alimentation chauffent légèrement. C'est un peu plus chaud que tiède mais reste très raisonnable. 24 heures d'alimentation continue ne génère aucun problème.

Pour l'heure, la machine est équipée d'un processeur HMOS 68000P8 de base qui consomme environ 1,35W soit quelques 270mA, autrement dit, la consommation d'une carte mémoire. La version CMOS consomme, elle, 0,13W à 8MHz, soit environ 26mA.

Avec un tel processeur CMOS et une extension mémoire supplémentaire j'arriverais théoriquement à une consommation de 1,988A sur le 5V, toujours inférieur à 2A, mais pour cette fois 34s de temps d'échantillonnage en stéréo et carrément plus de la minute en mono. Cela me paraît être un bon upgrade à prévoir.

Il ne me reste plus qu'à installer cette alimentation dans cet ADS. Je mettrai peut-être en place un petit transformateur toroïdal à la place du module à découpage de 24V. Je n'ai pas encore décidé...

Voilà, c'est tout pour le moment. Les quelques semaines de confinement à venir vont me permettre d'avancer encore un peu sur quelques sujets. Comme quoi, il est possible de tirer profit de cette situation pas nécessairement agréable!

Corona : activités d'éveil n°4

Toujours confiné, alors un peu de développement...

Cette fois, j'ai décidé de m'occuper d'alimentation stabilisée. Cela fait plusieurs mois que je me pose la question de développer une alimentation qui réponde au mieux à mes besoins, soit en dépannage de matériel, soit en nouveau développement.

S'agissant de matériel ancien, je me suis assez souvent rendu compte que les alimentations de type linéaire dissipent beaucoup de chaleur, et pour cause. La plupart du temps il est fait utilisation d'un transformateur unique pour générer les alimentations symétriques pour les sections analogiques +12V et -12V, le 5V nécessaire à la partie numérique étant la plupart du temps dérivées du +12V. Il est facile d'imaginer la perte de chaleur induite par la dissipation ne serait-ce que d'un Ampère sous 7V pour la partie 5V, cela fait 7W.

Ce qui n'est pas vivable pour un régulateur de type 7805 qui possède une résistance thermique jonction/température ambiante de 50°C/W. Ce qui donne (à la louche) 50 x 7 + température ambiante de 25°C = 375°C (et je vous passe les autres °C/W qui devraient être pris en compte)!

Ou, pour le dire autrement, sans radiateur et pour une température de déclenchement interne de 125°C, un 7805 ne pourra laisser passer au mieux que 285mA à 25° de température ambiante, tout en présentant une température de boitier très élevée et une semelle métallique facilement au dessus de 100°C

Bref, ça ne va pas du tout. Ça chauffe, le transformateur ronfle, le rendement est ridicule, et au bout d'un certain temps ça fini par planter! Les possesseurs d'un Prophet VS voient je pense exactement ce que je veux dire... En ce qui me concerne, j'ai carrément rajouté un bout de radiateur à l'extérieur de ce synthé pour aider à dissiper plus efficacement les calories générés par ces régulateurs.

A tel point que certains ont d'ailleurs développé de nouvelles alimentations de type à découpage pour ce type d'appareil :

https://synthronics.de/sci-sequential-circuits-prophet-vs-power-supply/

Un minimum de protection s'impose dans ce cas :

Pour les alimentations à découpage, la conclusion n'est pas meilleur, si ce n'est le rendement. Dépanner ce type d'alimentation n'est pas toujours évident, et en cas de conception au rabais, elles chauffent aussi. Et surtout ce type d'alimentation génère pas mal de bruit électromagnétique puisqu'il s'agit de hacher du 320V continu. Et en plus, c'est relativement dangereux puisque plus de 300V circulent sur la partie 'primaire' de ce type d'alimentation.

Bref, je cherchais une façon de concilier le meilleur des deux mondes. Et puis je suis 'tombé' sur un exemple trouvé sur le net (en fait l'occasion qui m'a incité à passer à la concrétisation de mon idée) :

https://youtu.be/tpcHh09nb1Q

La configuration est simple, une alimentation à découpage transforme la tension du secteur en 24V continu, puis la carte du dessus transforme ce 24V en trois tensions : 5V; +12V; -12V.

La partie alimentation à découpage 230 AC vers 24V DC.

Histoire de vérifier le fonctionnement de cette alimentation, j'ai donc réalisé cet ensemble de cartes :

Bien qu'au moment de la rédaction de cet article je ne disposais pas du dernier circuit intégré linéaire, j'ai pu tester toutes les tensions nécessaires au fonctionnement de l'alimentation. En fait, cette carte de transformation du 24V fournit trois tensions grâce à des régulateurs à découpage. Le 5V d'abord puis deux autres tensions symétriques légèrement supérieurs aux tensions finales destinées à la production des tensions analogiques symétriques. Les deux tensions symétriques sont par la suite régulées par des régulateurs linéaires.

Cette alimentation fonctionne parfaitement et permet d'éviter un échauffement trop important des régulateurs linéaires grâce à un pré-abaissement de la tension d'entrée par les régulateurs à découpage. Le 5V restant fourni par un régulateur à découpage. L'avantage de cette solution est de fournir une relativement bonne alimentation symétrique pour la partie analogique des appareils alimentée. Evidemment, ces alimentations ne sont pas aussi 'propres' que de vraies alimentations réalisées de façon totalement analogique, c'est à dire un transformateur suivi de régulateurs analogiques, mais fournissent cependant des signaux très propres.

Je n'ai pas totalement repris ce concept puisque je ne souhaite plus de transformation du 230V par alimentation à découpage. Je préfère passer par un transformateur, ne serait-ce que pour éviter une partie d'électronique sous plus de 300V.

Transformateur torique.

Du coup, j'ai modifié quelque peu le sujet en passant par des régulateurs linéaires positifs, même pour la partie négative. Ceci impose donc une typologie particulière qui justement s'accommode très bien d'un transformateur. l'avantage de cette solution est l'utilisation de régulateurs analogiques positifs en mesure de fournir un courant plus important que ce que les régulateurs négatifs sont en mesure de proposer, en général jusqu'à 3A alors que 1,5A reste le plus commun pour un régulateur négatif.

Et, pour une fois, à la place d'utiliser le logiciel de C.A.O. Kicad, j'ai utilisé la solution EasyEDA. Cette solution n'est pas 'totalement' autonome, contrairement à Kicad, mais elle propose aussi quelques avantages par rapport à Kicad. Le tout est de bien comprendre l'environnement de la solution adoptée.

Pour l'instant, je me suis contenté d'établir le schéma de principe. C'est à peu près tout ce que je peux faire pour l'instant puisque les communications possibles grâce à la 'mondialisation heureuse' sont momentanément coupées :

Après avoir effectué quelques tests sur table pour vérifier quand même que le principe tenait la route, il ne me resterait plus qu'à réaliser ce montage. Après avoir finalisé pas mal de projets, il est évident qu'une partie importante de la réalisation physique est occupée par la réalisation effective, surtout si le projet comporte une majorité de composants CMS. EasyEDA 'devrait' me permettre de sensiblement réduire ce temps de travail.

A suivre...

Corona : activités d'éveil n°3

Deuxième week-end de confinement, je continue la finalisation des travaux en cours depuis plus ou moins longtemps. Cette fois il s'agit de travail cosmétique sur la dernière SP12 réparée.

Bien que l'état de surface de cette SP12 n'était pas en si mauvais état que cela, je disposais d'un film plastique neuf, l'occasion de rafraîchir le look de cette machine, et de remplacer l'afficheur LCD au rétro-éclairage mort de sa belle mort.

Sur le film d'origine, la couleur avait bien passé. 

Avant d'en arriver au collage du nouveau film, il a fallu retirer l'ancien. Cette opération ne présente pas de difficulté. Par contre, une grosse partie du film adhésif reste collé sur la face avant. Il est tentant de laisser ce film auto-collant et d'y apposer par dessus la nouvelle face avant. D'expérience, ce genre de raccourcit ne donne jamais de bons résultats. Il est possible de supposer ici que les résidus de colle formeront de petites bosses sous le nouveau film, rendant le résultat final plutôt mauvais. Pas de risque donc, il faut enlever ces résidus de colle :

Petit jeu de patience. Ça se retire facilement, mais ça prend du temps. Finalement, au bout d'un certain temps, on obtient ceci :

Voilà, il ne reste plus qu'à positionner le nouveau film. Petite info : positionner d'abord le bas, autour des gros boutons noirs, c'est l'endroit le plus sensible au bon positionnement. Les découpes du film supportent moins d'un millimètre de marge de chaque côté des boutons. En prenant son temps on obtient ceci :

Déjà, l'aspect général de la machine s'en trouve amélioré. Le problème c'est que l'afficheur d'origine est difficile à lire, particulièrement dans le noir puisque le rétro-éclairage ne fonctionne plus. Normal pour un tel afficheur équipé d'un film rétro-éclairant à haute tension. Au bout d'un certain nombre d'année, ce film baisse en luminosité, jusqu'à ne plus rien éclairer du tout. La solution consiste à remplacer l'ensemble par un afficheur LCD compatible éclairé par LED.

L'afficheur d'origine à des dimensions qui ne correspondent pas au nouvel afficheur, d'une part

et d'autre part, le circuit de génération de la haute tension n'est plus nécessaire :

Il s'agit du petit boitier noir tenu avec un serre câble.

On retire le tout et on place le nouvel afficheur en place. Pas question de tenter une fixation par vis. La découpe du circuit imprimé de la carte de la face avant ne permet pas de pratiquer les trous qui seraient nécessaires. J'utilise la solution de la colle à l'Araldite. Cela fonctionne bien, c'est rapide, et très solide : 

Bien évidemment, au delà du problème d'encombrement du nouvel afficheur, le connecteur des liaisons électriques n'est pas positionné de la même façon et est sensiblement différent de celui d'origine. Il faut en effet rajouter un potentiomètre de réglage du contraste ainsi que la liaison au rétro-éclairage LED :

J'ai placé des barrettes de connexion permettant d'insérer des câbles équipées de connecteurs. Plus propre et plus facile à mettre en oeuvre que des 'bouts de fils' à souder. Dès la mise sous tension, la LED de rétro-éclairage est bien visible.

Au final, j'obtiens ceci :

L'afficheur semble ne pas avoir un rétro-éclairage homogène, c'est le capteur de l'appareil photo, la lumière venant de la droite de l'afficheur. Le rendu est bien plus propre, en vrai.

Les composants d'origine retirés. Le générateur haute tension est sorti de son boitier.

Pour l'instant j'ai aussi remplacé les capuchons des curseurs linéaires par des modèles neufs plus propres. Le résultat final est vraiment superbe. Il reste à remplacer les trois capuchons des potentiomètres rotatifs ou deux d'entre eux ne possèdent plus le curseur du dessus. Et puis aussi le support de fusible de la face arrière :

Support de fusible.

En effet, il semblerait que le fusible d'origine ait eu de fortes propensions à fondre à un certain moment. Les 'personnes' ayant remplacé ce fusible à maintes reprises ont fini par casser ce support. Moment que j'imagine être corrélé avec la chute de la machine et la 'presque' désolidarisation du transformateur d'alimentation. J'ai du, à ce sujet, retirer les inserts métalliques de la face arrière en aluminium de la machine pour refixer le transformateur avec des vis à têtes large. Il s'agira de la seule différence visible avec l'aspect originel. Mais difficile de faire autrement si l'on veut supprimer le plus possible de futurs risques électriques.

A noter que lorsque j'ai récupéré cette machine, elle était équipée d'un support de fusible interne sur câble (c'est toujours le cas pour le moment) comportant un fusible de 5 Ampères, de quoi protéger une machine consommant plus de 1000 Watts : du vraiment n'importe quoi!

Et puis pour pousser le sujet au bout, il pourrait être intéressant de se procurer un lecteur de disquette de type 1541 pour effectuer des sauvegardes/chargements d'échantillons :

Ou peut-être mieux, un lecteur plus moderne qui utilise non pas des disquettes 5 1/4 mais une carte SD pour le stockage et compatible 1541 comme le modèle SD2IEC disponible pour une cinqiantaine d'Euros :

https://www.thefuturewas8bit.com/sd2iec-c.html

Ce genre de remise en état esthétique n'est pas absolument utile pour ce genre de machine. La refaire fonctionner suite aux mauvais traitements qu'elle a subi était déjà un joli challenge. C'est donc le genre de travail que l'on peut effectuer quand on a un peu plus de temps devant soi...

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!