Voici le schéma synoptique de cette nouvelle version.

Le plus grand changement par rapport au montage initial étant, bien sur, de ne plus avoir de système de codage pour enregistrement sur bande, mais bien des mémoires en lieu et place.

Les parties conservées du montage d'origine sont l'alimentation, la platine des sélecteurs audio et la platine clavier / affichage. Elles n'ont subi que des modifications mineures pour adaptation à une tension de commande en 5V DC. La platine des interfaces lumières n'a pas été modifiée du tout.

Les deux anciennes platines de codage et décodage sont elles remplacées par une platine audio (avec le SOMO et sa logique de commande) et une platine de mémoires.

Plusieurs boutons et témoins sont ajoutés sur la face avant du rack, pour sélection / arrêt lecture des pistes sonores, ainsi que des LED de visualisation de la lecture en cours.

La logique de sélection des pistes est constituée d'une série de bascules set-reset et de portes logiques, d'un codeur décimal vers binaire, ainsi qu'une série d'interrupteurs analogiques pour la sélection des pistes.
Voir la page consacrée aux SOMO pour le fonctionnement de ce type de sélection des pistes sonores sur le SOMO.

Les sorties audio du SOMO passent par un filtre passe-bas (non représenté) puis vont vers la platine des sélecteurs audio, existante. Une sortie stéréo commutée est prévue aussi pour envoyer le son sur des sorties pendant la lecture de certaines pistes.

La sortie "BUSY" (occupé = lecture en cours) du SOMO est utilisée ici pour synchroniser un compteur binaire, qui va piloter 12 des 15 lignes d'adresses des mémoires RAM. Lorsque le SOMO passe en lecture, le compteur est démarré, son horloge provenant d'une base de temps à quartz. Ce compteur change d'état tous les 1/4 de secondes et fait "avancer" les lignes d'adresses des mémoires, permettant une commutation des sorties à chaque quart de seconde.

Le compteur d'adresses dispose de 12 bits, cela fait 4096 combinaisons binaires. Comptées tous les quart de secondes, cela fait donc 1024 secondes disponibles par piste de démonstration, soit un peu plus de 17 minutes, ce qui est bien assez !

Les 3 lignes d'adresses restantes sur le bus d'adresses des mémoires RAM vont permettre la sélection de 8 plages de mémoires différentes, une par piste sonore. Comme ici il y a 6 pistes seulement, une partie de la zone mémoire (un quart) ne servira pas. Cela permettrait d'ailleurs d'étendre le montage à 8 pistes sonores si nécessaire...

Les signaux de commande des RAM (OE, CS et WE) sont eux aussi pilotés par le signal BUSY, mais aussi par un commutateur de mode : lecture, test ou enregistrement. 

Les lignes de données des RAM  servent à piloter les sorties audio, et sont connectées aussi aux sorties du clavier de commande pour la programmation. Les mémoires RAM utilisées sont du type statique, permettant une sauvegarde de leurs données par pile ou accu.

La construction devant être modifiée, il faut commencer par le démontage de l'existant...

Démontage du panneau de fond, auquel est fixé la carte des commutateurs audio.

Travaux violents : percement de la tôle de fond sans rien abîmer... Ajout d'une prise DIN 8 broches pour la télécommande filaire.

Une fois les trous faits, marquage au "transferts" et placement de la prise DIN.

Une bonne partie de l'électronique d'origine est conservée, mais les deux platines codage / décodage seront remplacées.

Les voici démontées du rack...

Ces deux platines vont donc être remplacées par des nouvelles, de même dimensions.

Une des nouvelles (platine audio) contiendra le SOMO et sa commande, la seconde les mémoires et leur logique de pilotage (platine mémoires).

Le démontage continue !

Enlèvement de la façe avant, puisqu'il faut y ajouter des commandes.

L'avant de ce rack est constitué de deux tôles. La noire est visible et la seconde (à l'avant plan) permet de fixer des éléments sans devoir percer des trous de vis dans la face visible.

Une fois le circuit imprimé démonté de la tôle arrière, les percements peuvent commencer.

Les deux tôles sont percées en même temps (attachées l'une à l'autre), précautionneusement.

Voila qui est fait, suivi par le marquage. On peut tout remonter !

Voila, la façade est remontée sur le boîtier, avec les commandes et signalisations ajoutées. L'interrupteur à clef permet de verrouiller l'enregistrement dans les mémoires.

Un peu de filerie provient de ces nouvelles commandes, voici l'extrémité, avec connecteurs sertis.

Cet ensemble de connecteurs à sertir (achetés sur Ebay) est vraiment utile !

Les deux nouvelles cartes sont en place, exactement ou les anciennes se trouvaient. Les composants ayant une place précise sont déjà montés dessus.

La platine de gauche sera celle avec l'audio (le support du SOMO, en hauteur, est déjà en place), celle de droite sera celle avec les mémoires.

La platine audio est quasiment terminée sur la photo ci-contre.

La partie contenant les circuits basse fréquence (filtre passe bas et préampli-tampon) est séparée du reste par un petit blindage. Utile ? Ou pas ? Cela ne mange pas de pain et ne peut pas faire de tort de toutes façons, autant le prévoir dès le départ...

Voici le schéma de la platine audio (sans la basse fréquence, voir ci-dessous).

IC3, 4 et 5 sont câblés en bascules R-S pour les touches de sélection des pistes. IC6 sert pour la commande des LED en face avant, affichage de la piste en cours (uniquement pour les 4 pistes de démo, pas de LED pour les deux autres pistes). IC7C et IC7D provoquent un reset des bascules quand une autre touche de sélection est enfoncée. IC2 est le codeur décimal - binaire.

Le fonctionnement de ces circuits de commande est décrit sur la page utilisation des SOMO...

Voici le second schéma de la platine audio: la basse fréquence.

Les sorties audio du SOMO passent dans un filtre passse-bas actif, basé sur des LF356. Les sorties de ce filtre vont vers la platine de sélection audio, et vers un commutateur anaologique type 4053. Les sorties du 4053 sont tamponnées par des amplis opérationnels puis envoyés vers des fiches à l'arrière du coffret. Le commutateur 4053 est activé pendant la lecture des pistes de musique de fond, et désactivées pendant l'usage d'une des 4 pistes de démonstration.

La raison d'être du filtre est expliquée sur la page utilisation des SOMO...

La platine audio est en place dans le rack, totalement terminée. Il y a un connecteur entre cette platine et celle qui va contenir les mémoires : pour les signaux de synchronisation audio / mémoires.

Le fonctionnement est bon et le son d'excellente qualité, avec le filtre basé sur des LF356.

La platine des mémoires, au début de son assemblage. Elle contient déjà les connecteurs, le support pour la pile de sauvegarde, et les supports pour les 4 IC pilotant les sorties.

Le plus difficile dans l'utilisation des mémoires est de générer les bons signaux de commande de celles-ci, particulièrement le WE (write enable) pendant l'enregistrement. Ce signal doit apparaître uniquement quand les adresses sont stables, donc pas exactement au moment du changement d'état du compteur. Il va falloir des temporisations !

Montage en cours et premiers essais des signaux de commande. Dans le petit blindage se trouve le générateur à quartz, sur base d'un compteur 4060, qui va en diviser la fréquence. Ceci va piloter le compteur binaire d'adresses des RAM. Un circuit 4098 (double monostable) va générer le signal d'écriture dans les RAM (write enable, WE).

Ci-contre, le montage mis sous tension et avec des connexions de mesure sur les pattes des circuits intégrés !

Voici les signaux. Trace 1 (du dessus), le bit de poids le plus faible du compteur d'adresses.

La trace du dessous (3) montre le signal WE qui sera utilisé en mode écriture. Il est retardé par rapport au changement d'adresses.

La trace du milieu (2) montre la sortie de la première temporisation, qui commande celle qui génère le signal WE. Sur la photo ci-contre, elle est vue avec un décalage temporel sur le flanc montant (synchro entre l'appareil photo et le balayage sur le scope ?)...

Ce bon vieil oscilloscope HP rend encore des bons services, avec ses 4 pistes et sa base de temps pouvant être très lente... Ici il sert plutôt d'analyseur logique...

Le schéma de la platine des mémoires.

IC1 est le compteur d'adresses et son horloge provient de IC2 qui est cadencé par quartz. Les remises à zéro de ces deux compteurs sont provoquées par l'absence du signal BUSY, donc quand le SOMO ne lit pas de piste musicale.

Le signal CS (Chip select) des mémoires est une combinaison AND (IC3B) des signaux "no-init", et "no-test". Donc tant que l'ensemble est en cours d'initialisation après mise sous tension, les mémoires ne sont pas actves. Pareil en mode test (qui permet de choisir des sorties uniquement par le clavier, sans usage des mémoires).

Le signal OE (output enable) des mémoires est une combinaison AND (IC3C) des signaux "no-init" et "busy" et "lecture". Il n'y a donc qu'en mode lecture et pendant la lecture réelle d'une piste par le SOMO que les sorties des RAM sont actives. En mode test ou enregistrement, elles ne sont pas actives.

Le signal WE (write enable) des mémoires est une combinaison AND (IC3A) des signaux "busy" et "enregistrement" et l'impulsion générée par les temporisations (voir 3e trace de l'oscillogramme ci-dessus). Il n'y a donc qu'en mode enregistrement et pendant la lecture d'une piste par le SOMO que les mémoires peuvent être enregistrées.

Les deux temporisations  pour le signal WE sont générées par IC10.
IC10A génère une impulsion à chaque flanc descendant de l'horloge de IC1.
IC10B génère une courte impulsion au flanc montant de l'impulsion générée par IC10A. La sortie de IC10B est celle qui est visible sur la trace 3 de l'oscillogramme.

Ces trois signaux de commande des RAM fonctionnant en logique inverse (0 = fonction active), les sorties des portes AND (IC3) sont inversées par 3 transistors NPN.
Pourquoi ne pas avoir choisi plutôt des portes NAND intégrant l'inverseur en sortie, plutôt que d'installer 3 transistors et 3 résistances ? La raison est simple. Les données écrites dans les mémoires sont sauvegardées par une pile, ce qui est faisable avec des RAM statiques.
Pour que la consommation des RAM soit la plus faible possible (et donc que la pile ne s'use pas trop vite), il faut maintenir ces entrées à l'état logique 1 quand la tension d'alimentation de l'ensemble du circuit est coupée. Les 3 résistances de "pull-up" de ces 3 entrées sont connectées au + du circuit sauvegardé par la pile.
Dès lors, quand l'alimentation est coupée, les transistors ne sont plus commandés et donc les 3 entrées des RAM sont maintenues à l'état logique 1 par la pile, via les 3 résistances. Les mémoires sont ainsi inactives et ont une consommation résiduelle très faible.
En utilisant des portes NAND pour la commande, l'état de ces entrées aurait été "en l'air" (donc indéfini) en l'absence de l'alimentation.

Les adresses A12, A13 et A14 des RAM sont commandées par la logique de sélection des pistes audio, pour sélectionner une zone de mémoire active par piste sonore.

Les lignes de données des RAM pilotent les sélecteurs audio, les LED d'affichage en face avant et les interfaces lumière par l'intermédiaire de portes AND IC6, 7, 8 et 9. Ces portes sont actives uniquement après l'initialisation des circuits à la mise sous tension. Ces lignes de données sont également reliées aux sorties du circuit de clavier de tet/ programmation, via des résistances. Ces résistances (R20 à R35) servent à éviter de claquer les sorties des RAM pendant la lecture, puisque les sorties du clavier peuvent être soit à zéro soit à un (elles n'ont pas d'état haute impédance).

L'alimentation des RAM se fait par la double diode D1, franchement surdimensionnée pour l'usage ici mais qui a l'avantage d'une très faible chute de tension entre anodes et cathode. Lorsque le circuit n'est plus alimenté, les RAM le restent par la pile, via une des deux diodes de D1.

La platine des mémoires terminée et mise en place dans le rack. Le câble en nappe bleu est celui des sorties du clavier, vers la platine des mémoires.

La pile de sauvegarde des RAM est en place aussi, dans son support. Tout fonctionne fort bien !

Le remontage continue avec la remise en place de la tôle de fond et de la grande platine des sélecteurs audio.

Cela prend forme... Revoir aussi les anciennes pages de ce projet pour plus d'infos sur la platine des sélecteurs audio, de l'interface lumères et de l'alimentation...

L'intérieur du rack, vu de haut...

Le long câble en nappe gris est celui qui relie les sorties des mémoires à la platine de sélection audio et à celle de l'interface lumières...

Voila la boîte refermée, plus qu'à prendre les poussières sur le couvercle !

Pour éviter les fausses manoeuvres, un commutateur à clef est inséré dans le mode enregistrement, sir la clef n'est pas présente il n'est pas possible de modifier la programmation.

L'arrière du rack a peu changé par rapport à la réalisation initiale, excepté l'ajout de la prise DIN pour télécommande.

Ah ben oui, sans doute encore une réalisation qui aurait été simplifiée par l'usage d'un circuit programmable...
Sans doute, peut-être...
Mais ici il faudrait tout de même les commutateurs et étages audio de sortie, l'interface lumières, le clavier, le module SOMO. Et un processeur avec assez de mémoire pour mémoriser les séquences, et assez d'entrées-sorties...
Disons que le seul inconvénient de ce montage est d'utiliser des RAM, dont il faudra de temps à autre remplacer la pile de sauvegarde.

Voila, ce qui était au départ une belle réalisation mais complexe (tant sur le plan électronique qu'à l'usage), a été un peu simplifiée pour devenir autonome. Ce sera une belle attraction pour le futur musée!

Ne reste plus qu'à réaliser les 4 pistes sonores, en différentes langues, et programmer ensuite les séquences dans les mémoires.

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