L'interface lumière est câblée, et placée sur la face latérale. Ici on voit cette platine dans le fond de la photo.

Cette interface lumière est destinée à sortir 16 signaux 0-10Volts qui se commutent en même temps que les sorties audio. Quand une des sorties audio est active, la sortie correspondante est à 10V. Ceci va permettre, via des blocs de puissance externes à triacs, d'allumer des ampoules qui pourront, par exemple, illuminer les appareils alors en fonctionnement.

Les signaux du bus interne variant entre +6 et -6V, les diodes d'entrée D1 à D16 ne laissent passer que le signal +6V. Ensuite, celui-ci est amplifié par les amplis-op IC1 à IC4. Les condensateurs se trouvant dans le circuit d'entrée (C1 à C16) donnent une légère "rampe" à l'apparition et à la disparition du signal 0-10V. Ceci donnera une gradation lors de l'allumage et de l'extinction des ampoules.

Les sorties 0-10V pourront commander des interfaces à triacs standard analogiques. Bien que ce type d'équipement ait en partie disparu pour être remplacé par le système DMX512 (surtout en éclairage pro), on trouve encore des blocs de puissance avec de telles entrées analogiques.

Sinon, on les construira... Ce n'est pas très compliqué.

Maintenant, le vif du sujet : le codage !

Le circuit principal est le 4060, IC2. Ce compteur possède une horloge intégrée, ici pilotée par un quartz "horloger" de 32.768kHz. Ces quartz étant parfois "difficiles" au démarrage, les composants connexes (condensateurs et résistances) y sont ajoutés. La sortie Q5 de ce compteur est l'horloge du système, qui va générer la synchronisation. Les sorties Q6 à Q9 commandent les adresses de IC1, le multiplexeur. La sortie du multiplexeur contient les données, ses entrées provenant du clavier.

La sortie Q10 de IC2 est connectée à une temporisation, IC3B. Dès que Q10 passe à 1, la sortie de la temporisation est active pendant un temps défini par R3 et C16. Ceci remet le compteur à zéro, et inhibe le multiplexeur, il n'y a donc aucune donnée présente sur le signal "DATA" pendant la remise à zéro. Le signal "SYNCHRO" est également à zéro tant que la tempo est active . La valeur de la temporisation est peu importante dans l'absolu mais il faut qu'elle soit supérieure à 4 implusions de synchronisation. Quand cette tempo est écoulée, le compteur IC2 recommence à compter.

IC5B et IC6B onstituent deux oscillateurs sinusoïdaux, de 8 et 12.5kHz respectivement. Ces signaux sont ceux qui seront enregistrés par le magnétophone : 12.5kHz pour la synchro et 8kHz pour les données. Les implusions de données et de synchro durent assez longtemps que pour laisser passer au moins 6 périodes du signal sinus. Ceci est très important pour que, lors de la restitution, les filtres du décodage puissent bien identifier les signaux. C'est la raison du choix de deux fréquences suffisamment élevées par rapport à la fréquence des signaux "synchro" et "data". 

IC4 est un triple inverseur CMOS. Les inverseurs X et Y sont pilotés par les signaux "synchro" et "data" respectivement. C'est à l'aide de ces inverseurs que les signaux issus des deux oscillateurs vont être envoyés au magnétophone. Les amplis-op IC5A, IC6A et IC7A se chargent du mélange des deux signaux. 

Le signal mélangé contenant la synchro et le data est envoyé au magnétophone uniquement quand le sélecteur (voir le schéma de la platine commande) est en position "enregistrement". Ceci se fait par le 3e inverseur de IC4. Si ce commutateur n'est pas en position enregistrement, alors le signal est envoyé vers la platine de décodage, pour le mode "test". 

Le décodage c'est comme le codage, mais dans l'autre sens...

Restons sérieux... Le signal provenant de la lecture du magnétpphone arrive sur le connecteur  CON3 et est amplifié par IC6A. R6 permet de régler le niveau de signal. Ce signal passe par le commutateur CMOS IC8B + IC7B vers les filtres quand le commutateur (voir platine de commande) est en position "lecture". Si en position "test", alors c'est le signal provenant en direct du codeur qui va passer par IC8A + IC7A et aller aux filtres.  

Le schéma des filtres audio :

Ce schéma provient d'un Elektor de 1984, analyseur de spectre audio. Il s'agit de filtres à bande très étroite, centrés sur les deux fréquences à détecter. 
IC9 et ses composants connexes forment un filtre centré sur 12.5kHz, tandis que IC10 et composants constituent un filtre centré sur 8kHz. Les sorties des deux filtres sont redressées puis appliquées aux portes NAND à trigger de Schmitt de IC11. Au niveau de la sortie du signal "data", R38 et C36 induisent un léger retard dans l'apparition de se signal, pour améliorer la stabilité du décodage. 

Retour au schéma du décodage : le signal "sync" provenant des filtres est appliqué à la tempo IC3A. Si le signal reste suffisamment longtemps à zéro,(détection du signal "reset" dans la synchro), cette tempo s'active et lance la seconde tempo IC3B. Celle-ci génère alors une brève impulsion qui va remettre le compteur IC2 à zéro. L'entrée horloge de ce compteur est connectée directement au signal de synchro provenant du filtre. Ce compteur est donc bien remis à zéro pendant la période de "reset" et compte en synchronisme avec les impulsions de synchro. 

Le signal "data" est appliqué aux entrées D de IC4 et IC5, démultiplexeurs à mémoire (registre) type 4099. La donnée présente sur l'entrée D est transférée sur la sortie sélectionnée par les entrées A0,A1 et A2 du circuit, quand l'entrée de validation E est à 1. Il est d'ailleurs préférable que la donnée à transférer apparaisse sur l'entrée D juste après que l'entrée E soit passée à 1. C'est la raison d'être du réseau R24 et C36 (voir schéma du filtre). La donnée est mémorisée sur la sortie choisie jusqu'à la transition suivante de 0 vers 1 du signal E. 

IC4 et IC5 sont des registres à 8 sorties, c'est pourquoi il est fait usage de deux de ces circuits. Les portes IC1B, IC1C et IC1D forment le décodage de la sortie Q4 de IC2, avec inhibition des signaux E vers IC4 et IC5 quand la synchro est à zéro. Les sorties de IC4 et IC 5 restituent donc bien les 16 états du codage inscrit sur la bande magnétique !  
N.B. : sur le schéma, les entrées CLR de IC4 et IC5 sont connectés à V-. Cela fonctionne ainsi, mais il est préférable de placer ici un réseau RC (10k et 220nF font l'affaire) pour remettre à zéro les registres lors de la mise sous tension. Sans cela, on risque d'avoir l'une  ou l'autre sortie active à l'allumage du montage. Le point commun du réseau RC est connecté aux deux entrées CLR, l'autre côté de la résistance va à V- et l'autre côté du condensateur va à V+. A l'allumage, le condensateur étant déchargé, il va envoyer un bref instant une impulsion V+ vers les entrées CLR. Ensuite, se chargeant à travers la résistance, la tension sur les broches CLR va descendre et rejoindre (pratiquement) le niveau de V-.   

Le réglage : 

Il faut régler les redresseurs des filtres : R24 et R36 ajustent le seuil de détection et doivent être réglés à l'oscilloscope pour avoir les meilleurs signaux "data" et "synchro" possibles en sortie des portes NAND IC11B et IC11C. 

Le niveau de retour du magnétophone (R6) doit être ajusté pour que le signal présent en sortie de IC6A soit identique lors de la lecture de la bande (mode "lecture" ou "enregistrement") que lorsqu'il vient en drect du codeur (mode "test"). Ce réglage peut se faire au scope ou en mode enregistrement : un niveau trop faible provoque des allumages aléatoires des sorties ou pas d'allumage du tout. Un niveau trop fort induit de la distorsion et peut provoquer des allumages de sorties non programmées. Bien entendu, il faut régler aussi le niveau d'enregistrement du magnétohpone avant de procéder à c réglage-ci ! Et d'expérience, ne pas enregistrer à fort niveau ce signal ! C'est d'ailleurs pourquoi IC6B possède un fort gain (environ 11X) : pour permettre  l'enregistrement à bas niveau de ces signaux commutés. Ceci évite la distorsion mais aussi la diaphonie entre le canal utilisé et les canaux audio. 

Enfin la tempo de retard "data" (R 38) peut être ajustée au scope : une trace pour le signal synchro et l'autre pour le data, celui-ci doit être très légèrement retardé par rapport au flancs montants de la synchro. On peut ajuster ce retard en mode enregistrement, quand les 3 autres réglages auront  été faits : on régle pour la stabilité maximale.

La construction est achevée....

Voici le rack vu du dessus avec tout son "bazar" dedans... Les deux platines du fond constituent le codage (celle de gauche, avec le câble en nappe bleu) et le décodage (celle de droite). On voit également le câble 5 conducteurs + connecteur qui relie ces deux platines...

Un sacré morceau ! 

Mais cela fonctionne super bien, et ce sera une belle attraction pour le musée!

Ne reste plus qu'à trouver deux "blocs de puissance" à triacs, pour la commande des éclairages... Cela fera alors le "son et lumière" !

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