MIDI Sequenzer selbst bauen Musikproduktion von Selzer-McKenzie

MIDI Sequenzer selbst bauen Musikproduktion von Selzer-McKenzie
Video: https://youtu.be/Xb_jJzdNOc8
Schaltung und Platinen
Die elektronische Musik der 70er-Jahre ist untrennbar verbunden mit der Verbreitung des analogen, nur monofon spielbaren modular aufgebauten Musiksynthesizers und den ebenso analogen Sequenzem. So, wie heute M1DI die (digitale) Verbindung zwischen Keyboard oder Computer und beispielsweise einem Expander herstellt, gab es da-mal s einen einfachen analogen Standard für die Verbindungen zwischen Keyboard, Sequenzer und Synthi: Eine schlichte Gleichspannung mit der Standard-Charakteristik von 1 V pro Oktave für die Ibnhöhe und ein einfacher 5-V-Impuls, genannt Gate-Impuls, dessen Länge der 'Pa-stendruckdauer entsprach. Das Spannungssignal steuerte im Synthesizer die Ibnhöhe der spannungsgesteuerten Os-zillatoren (VCOs) und die Frequenzwerte (Resonanz- oder Eckfrequenz) der spannungsgesteuerten Filter (VCFs), während der Gateimpuls Hüllkurvengeneratoren trigger-te, die ihrerseits Spannungsverläufe zur Steuerung der Dynamik über spannungsgesteuerte Verstärker (VCAs) oder auch über VCFs (Tiefpässe) lieferte. Verwendete man anstelle des Keyboards einen Sequenzer, so lieferte dieser eine Abfolge von Steuerspannungen mit den zugehörigen Ga-teimpulsen, so daß erstmals die Möglichkeit bestand, Ibn-folgen voreinzustellen und automatisch abzuspielen.
Beim klassischen Analogsequenzer erfolgte die Einstellung der Ibnhöhenspannungen an einer Reihe von Poten-tiometern, die durch Zähler/Multiplexerschaltungen in einer frei einstellbaren Geschwindigkeit abgetastet wurden. Meist handelt es sich um Acht- oder Sechzehn-Schritte-Se-quenzer, wobei für jeden Schritt der Sequenz ein Poti auf der Frontplatte vorhanden war Neben der direkten und übersichtlichen Einstellung der Ibnhöhen bestand auch die Möglichkeit, die eingestellte Sequenz während des Ablaufs sehr einfach zu transponieren. So wurden langanhal-
Das MIDI—Aaatog-erinzip-
tende, rhythmische Endlosmuster mit Variationen schnell zum charakteristischen Stilmittel der Synthesizer-Musik dieser bald 20 Jahre zurückliegenden Zeit. Und heute?
Mit der Einführung von MIDI und Computern beim Musizieren entfiel die oft beklagte Einschränkung der Ana-logsequenze4 nämlich deren begrenzte Schritt-Anzahl. Allerdings ging gegenüber einem reinen Analog-Sequenzer die Möglichkeit verloren, einzelne 'Rine direkt und unmittelbar zu beeinflussen. Der direkte Zugriff bietet mehr Raum für Experimente, zum Beispiel polyrhythmische Abläufe durch paralleles Abspielen mehrerer Sequenzen unterschiedlicher Schrittlänge. Daneben sind auch die \ Zartei-le beim Transponieren durch die Computerisierung unter den Tisch gefallen. Um der wehmütigen Erinnerung an die vergangenen Zeiten ein Ende zu machen, wird nun ein Gerät beschrieben, das in der Bedienung den alten Sequen-zern gleicht, statt Spannungen aber 1\4:DT-Daten zur Ansteuerung der heutigen Synthesizer (sprich MIDI-Expander) liefert und darüberhinaus noch einige erweiterte Funktionen bietet.
Dem Comeback des Analog-Sequenzers steht somit dank
des 1VDDI-Analog-Sequenzers nichts mehr im Wege!
1.2 Das MIDI-Analog-Prinzip
Hauptmerkmal eines qu a si-analogen Sequenzers sind die Potis, die ihn wie einen analogen Sequenzer aussehen (und bedienen) lassen. Wie das Foto der Frontplatte erkennen läßt, verfügt der MIDI-Analog-Sequenzer zum Einstellen der Sequenzen über drei Reihen zu je 16 Potis. Es lassen sich daher gleichzeitig drei Sequenzen mit maximal 16 Schritten erzeugen. Über jedem Poti zeigt eine Leuchtdiode

Das MIDI-Analog-Prinzip

an, welches Poti in der Reihe gerade abgefragt wird, also die aktuelle Position der eingestellten Sequenz (wie bei einem LED-Lauflicht...)

Ein separates Poti mit etwas größerem Knopf auf der linken Seite der Frontplatte erscheint ebenfalls vertraut. dient es doch beim Analogsequenzer zur Einstellung der Duchlaufgeschwindigkeit des Lauflichts, also der Ibmpo-einstellung der Sequenz. Lediglich ein 3-stelliges LED-Dis-play und eine aus acht Tastern mit LEDs bestehende Eingabetastatur lassen darauf schließen, daß es sich uni etwas mehr als um einen Analogsequenzer handeln könnte.

Bild 1.1. Blick ins Innere des MIDI-Analog-Sequenzers. Die Potis befinden sich auf den Platinen hinter der Frontplatte. Von da führen Flachbandkabel zur Con-trollerplatine mit einem 80.535-Mikrocontrollei; der die Spannungen der Potis digitalisiert und in MIDI-Befehle umwandelt. Die Platine auf der rechten Seite der Frontplatte dient der Bedienung, sie verfügt über ein Tastenfeld und ein LED-Display.
10
Wieheet,

Ein Blick ins Innere ist da schon aufschlußreicher (siehe Bild 1.1). Von den hinter den Potis montierten Platinen führen Flachbandkabel zu einer auf der Bodenplatte montierten Platine, die sich unschwer als Mikrocontollerboard erkennen läßt.
Auf diesem Board befindet sich ein großer Chip, den sein Typenaufdruck als 80535 ausweist. Elektor-Leser wissen jetzt bereits: es handelt sich um einen modernen Nachfolger der 8031/51-Controlle4 der auch in verschiedenen Elek-tor-Projekten eingesetzt wurde.
Eine Spezialität dieses leistungsfähigen Mikros ist der integrierte Analog-Digitalwandler. Womit das Prinzip des MIDI-Analog-Sequenzers langsam deutlich wird:
firne — bei den Potis — ist alles noch wie gewohnt analog. Was hinten rauskommt — an den MIDI-typischen DIN-Buchsen auf der Rückseite der Mikrocontrollerplatine — ist digital. Dazwischen befindet sich der 80535-Mikrocontroller, der die analogen Spannungswerte von den Potentiome-tern mit seinem A/D-Wandler digitalisiert und dann per Software in MIDI-Befehle umsetzt. Letzteres ist auch der Grund dafür, weshalb der MIDI-Analog-Sequenzer viel mehr kann als bloß eine lbnsequenz steuern. Mikrocontroller und Software machen es möglich, den Einstellungen der Potis alle möglichen MIDI-Befehlsarten zuzuordnen —nicht nur Note on/off für die Ibnhöhe, sondern auch Ve-loce/Dynamik, Controllei Pitch-Bend, Program-Change und After Ibuch, um nur die wichtigsten zu nennen. Die menügeführte Auswahl der zahlreichen Betriebsarten und Möglichkeiten erfolgt über die erwähnten 8 Taster zur An-wahl von 8 verschiedenen Menüs. Besondere Bedeutung kommt bei der Bedienung dem links unter den Tasten angeordneten Poti zu:
Es dient nicht nur wie beim Analogsequenzer zur Einstellung des ibmpos einer Sequenz, sondern auch als eine Art Mausersatz zur Einstellung der meisten Parameterwerte
innerhalb eines angewählten Menüs. Daher trägt dieses Potentiometer auch nicht die Beschriftung bpm für die Schlagzahl (beats per minute), sondern viel allgemeiner "DATA", weil dieser Regler primär der Dateneingabe dient. Im folgenden wird dieses Poti denn auch als Data-Poti bzw. Data-Regler bezeichnet.
1.3 Der Aufbau im Überblick

Die Elektronik des MIDI-Analog-Sequenzers besteht aus drei verschiedenen Platinen:
* Basisplatine (1 pro Gerät)
* Potentiometerplatine (6 pro Gerät)
* Bedienungsplatine (1 pro Gerät)
Die Basisplatine ist der bereits erwähnte Einplatinencom-puter mit Mikrocontroller (80535), Programmspeicher (EPROM) und Datenspeicher (EEPROM) sowie MIDI-Schnittstelle (MIDI-In, MIDI-Out). Außerdem befindet sich noch die Stromversorgung auf dieser Platine, wobei für die Rohstromversorgung ein externes Steckernetzteil dient. Der Mikrocontroller steuert über seine digitalen Portleitungen die Bedienungsplatine und die Potiplatinen, die Abfrage der Stellung des momentan angewählten Potis jeder der drei Reihen und des Data-Potis erfolgt über seine analogen Eingänge. Die insgesamt 48 Potis zur Sequenzeinstellung sind auf sechs Potiplatinen zu je acht Potis aufgeteilt (2 Potiplatinen pro 16er-Reihe), ebenso die Anzeige-LEDs bei den Potis. Analogmultiplexer (CD4051) auf den Potiplatinen schalten das jeweils angewählte Poti jeder Reihe zum betreffenden Analogeingang des Mikrocontrollers auf der Basisplatine durch. Die Verdrahtung zwischen den Platinen gestaltet sich durch Flachbandkabel mit Steckverbindern in Schneid/Klemm-rIchnik sehr einfach, so daß man von einem durchaus nachbaufreundlichen Konzept für den Aufbau sprechen kann.
Die Basisplatine


1.4 Die Basisplatine
Die Schaltung der Basisplatine in Bild 1.2 ist mit dem Mikrocontroller SAB80535 aufgebaut, dessen Meriten bereits eingangs erwähnt wurden. Eine ausführliche Beschreibung dieses inzwischen recht populären Controllers wurde bereits in den vier Folgen des 80535-Kurses in Elektor (10/92 bis 1/93) veröffentlicht.







Durch die reichhaltige Ausstattung dieses Mikrocontrollers kann eine Reihe von Peripheriebausteinen eingespart werden. Diese Vereinfachung des Hardwareaufbaus ist nicht zuletzt unter dem Aspekt der Nachbausicherheit von

1.4



Die Taktfrequenz von 12 MHz wird vom Quarz X1 mit den beiden Kondensatoren Cl und C2 erzeugt Aus den 12 MHz läßt sich softwaremäßig eine Übertragungsrate von 31,25 kHz für die serielle Schnittstelle ableiten, wie für MIDI benötigt. Der Reset-Eingang wird gemäß Herstellerangaben über den Kondensator C3, der Vbb-Anschluß über C4 (470 pE..1 nF) auf Masse gelegt.
Die Schaltung ist für EPROMs vom Typ 2764 oder 27128 ausgelegt. Die Brücke J1 ist nur bei Einsatz eines 27128 erforderlich, A13 ist beim 2764 nicht vorhanden. Das Betriebsprogramm MAQ16/3 läßt sich sowohl in einem 2764 als auch in einem 27128 unterbringen, die wahlweise Verwendbarkeit des größeren EPROMs läßt aber Raum für eventuelle Software-Erweiterungen.
Der 80535 besitzt eine komplette serielle Schnittstelle (Ein- und Ausgang), wie sie für 1VDDI benötigt wird. Durch Verwendung des 12 MHz-Taktes läßt sich der interne Baud-ratengenerator softwaremäßig auf die für MIDI benötigten 31,25 kHz einstellen. Bei der MIDI-Eingangs- und Aus-
1

Die Poteptj,gfflgte.
%Azekäei


gangsschaltung handelt es sich um die 1VIIDI-Stand-ardkonfiguration, die schon öfter in Elektor verwendet und beschrieben wurde.
Die Ports P1, P4, P5 und die Leitungen P3.6 und P3.7 arbeiten als digitale Portanschlüsse und dienen zur Ansteuerung der Bedienungs- und Potiplatinen sowie des externen Datenspeichers (EEPROM).
Zur Spannungsversorgung des gesamten MAQ-Systems befindet sich auf der Basisplatine ein einziger 7805-Spannungsregler, der von einem externen Steckernetzteil mit einer Gleichspannung im Bereich von +7...+12 V versorgt wird. D1 dient dabei als \brpolungsschutz.
1.5 Die Potentiometerpiatine
Auf jeder Potiplatine (Bild 1.3) befinden sich acht Potis, acht LEDs und die Analogmultiplexer mit Adreß-Select-Logik für die Ansteuerung der Potis und LEDs. Die von der Basisplatine gelieferten Adreß-Signale A0, Al und A2 werden direkt aufdie entsprechendenAdreß-Eingänge der beiden 8-zu-1-Analogmultiplexer IC1 und IC2 (4051) gefiihrt. Liegt der 1nhibit-Eingang (INH) dieser Analogmultiplexer auf LOW, so wird der mit AO...A2 adressierte Ein-/Ausgang (PO 0... 1./0 7) mit dem gemeinsamen Ein-/Ausgang (PO) verbunden.
IC1 steuert die acht LEDs D 1...D8, die über die \brwider-stände R1...R8 mit 1/0 0...7 verbunden sind.
1C2 schaltet den Mittelabgriff eines der acht Potis P1...P8 auf die Abfrageleitung (ANALOG) und damit über ST1 auf einen Analogeingang der Basisplatine durch. Der 3-zu-8-Dekoder 1C3 (74HC138) entscheidet, ob die betreffende Po-tiplatine für die Potis 1...8 oder 9...16 zuständig ist. Auf den

Leuchtdiode. Die Verbindung zur Basisplatine und zur jeweils zweiten Potiplatine (pro Reihe werden ja zwei Poti-platinen benötigt) erfolgt über den 10-poligen Pfostenfeld-stecker ST1. Hier liegen die vorher beschriebenen Signale an.
1.6 Die Bedienungsplatine
Bild 1.4 zeigt die Schaltung der Bedienungsplatine. Darauf befinden sich — mit Ausnahme der 48 Potis — alle Bedie-nungs- und Anzeigeelemente des MAQ:
* Drei LED-Siebensegmentanzeigen (LD1...LD3)
* Acht Taster (T1...T8)
* Acht LEDs (D 1...D8), die den 8 Tastern zugeordnet sind.
Die Ansteuerung dieser Elemente erfolgt über einen vom Mikrocontroller emulierten Daten- und Adreß/Select-Bus. Der Adreß/Select-Bus wird durch die Portleitungen P4.0...3, der Datenbus durch P5 des 80535 repräsentiert. Die Adressen und die Select-Leitung sind auf den Demul-tiplexer 106 (74HC138) geführt, der für die Anwahl eines der fünf Register verantwortlich ist. Y0 ist mit Output-en-able (0E) des Achtfach-Puffers 74HC541, die Ausgänge Y1...Y4 mit den 'Pakteingängen der als Register fungierenden 8-fachen Data-Flipflops (74HC574) verbunden. Die Adressen und Ausgänge YO...Y4 von 105 im Überblick:
=:-esse Bauteil Funktion Register
YO IC1 8 Taster read
Y1 IC2 8 x LEDs write
Y2 IC3 erste LED-Siebensegmentanzeige write
Y3 IC4 zweite LED-Siebensegmentanzeige write
Y4 IC5 dritte LED-Siebensegmentanzeige write
Die Bedienungsplatine


 3 D0 90
 .7 01 91
 ..-g- 0 2 92
 .7 D3 93
0 4 IC2 O47.T  9 05 74FIC 05 T D6 574 96
 I--D7 D ? 97
 CL VCC
 t OE 152

17 T1
15
1‘.
20 D 1..D8 R I ... R8
le LED 3982
T1...TB
Y6 74HC R6
Y7 541 D7
12 Y8 0E2 VCR8C
1 0E1

DB e
9101
02
3
4 IC.. 04
D5 V(HC 05
D6 3r+ 06
OE GriD
19
 1(14
 .11_1
 16 _A
 _411-4 1_1-- 1-1
R17—R24 TD2
1 1K
LED-7-SEDIENT-
DISPLAY

 ‘ AR:
3 1 ,
  2 106
C 74HC
 6 CS3CS1 138 Y5
2
 (4Ci Y? Y5
I— GRD Y6
5V
 ?D rt  (NHEEL) 1138C:FI
40 71
ST3  I - I
CV (VCO)
q1 d4 Q8'

STI (ZUR BRSI SPLATINE)
"WIR BUS"(P1.0...P1.7)
Bild 1.4. Die Schaltung der Bedienungsplatine mit dreistelligem Display, acht Tastern und acht LEDs.
Ist der Seiber über den 0E-Eingang angewählt, so sind die an den Eingängen Al...A8 anliegenden logischen Zustände auch auf den Datenbus gelegt und können vom Prozessor über Port 5 abgefragt werden. Andernfalls befinden sich die Ausgänge Y1...Y8 im hochohmigen Zustand. Der Prozessor muß also zunächst durch geeignete Wahl der Adreßleitungen das Taster-Register anwählen und kann dann auf Port 5 den Zustand der acht Taster lesen.
18
Ztisarnnienbau und Bedienung,
Die am Datenbus P5 anliegenden Daten werden jeweils bel der positiven Flanke des betreffenden Clock-Signal (Y1...Y4 von IC5) in die Register IC2...IC5 übernommen. Der Prozessor muß also beim Schreiben in eines der T ,ED-Register zunächst auf P5 das gewünschte Wort legen und dann durch geeignetes Setzen der Adreßleitungen die positive Flanke für das gewünschte Register erzeugen.
1.7 Zusammenbau und Bedienung
Bei der einseitigen Basisplatine (90 x 76 mm2) sind drei Drahtbrücken erforderlich. C10, Cll, C12 sind zwar auf der Platine vorgesehen, werden aber nicht bestückt. Der Spannungsregler muß mit Kühlkörper montiert werden. Bei der Montage des Kühlkörpers wird dieser zusammen mit einem Abstandsbolzen (20 mm lang) an der Platinen-unterseite verschraubt. Mit diesem und drei weiteren Abstandsbolzen wird die Basisplatine später am Boden des Gehäuses festgeschraubt. Der Dataregler P1 wird über ein 3-poliges, etwa 20...30 cm langes Kabel an ST5 angeschlossen.
Die Verbindung zu den Bedienungs- und Potiplatinen erfolgt über die Steckverbindungen ST1...ST4. Achten Sie unbedingt auf seitenrichtiges Aufstecken der auf die Flachbandkabel aufgepreßten Buchsen. Orientieren Sie sich an den kleinen Dreiecken, die in den Bestückungsplänen eine Ecke der Steckverbindungen markieren.
Beim Aufbau der Potiplatinen werden die LEDs Dl...D8 und die Steckverbindung ST1 zunächst nicht bestückt. Vergessen Sie aber nicht die Drahtbrücken J2, J3 und J4. Legen Sie vor dem Aufbau fest, ob Sie den Jumper J1A oder J1B setzen. Insgesamt werden 6 Potentiometerplatinen benötigt, davon 3 für die Stufen 1-8 (J1A) und 3 für die Stufen 9-16 (J1B). Die Potis Pl...P8 sind Ausführungen für
Zusammenbau und Bedienung
Platinenmontage. Sie werden wie die anderen Bauteile von der Bauteilseite her angebracht. Es empfiehlt sich, die Achsen der Potis vor dem Einbau auf etwa 15 mm zu kürzen und die Schnittfläche zu entgraten. Setzen Sie die Potis beim Verlöten bündig auf die Platine, sonst stehen die Achsen nicht exakt senkrecht zur Platine und nicht exakt parallel zueinander
Sind alle Bauteile bis auf ST1 und D 1...D8 bestückt, so werden die etwa 50 cm langen 10-poligen Verbindungskabel zwischen Poti- und Basisplatine angefertigt. Hierzu gibt es, wie Bild 1.8 zeigt, zwei Möglichkeiten:
Die Verbindungen erfolgen auf derBauteilseite.
In diesem Fall werden auf jedes der drei Kabel ein Pfostenverbinder (female) zum Aufstecken auf die Basisplatine und zwei Leiterplattenverbinder (male) aufgepreßt. Die Reihenfolge ist LPV-LPV-Buchse, wobei der Abstand zwischen den beiden Leiterplattenverbindern etwa 16,5...17,0 cm betragen sollte. Die Leiterplattenverbinder müssen von der Bestückungsseite her gemäß dem durchgezogenen Rechtecksymbol auf dem Bestückungsplan direkt eingelötet werden, da eine lösbare Kombination wegen der zu großen Bauhöhe nicht in Frage kommt.
PUCHSE
SICHT
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SICHT LLECHERSEITE
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HUF SICHT
104. BUCHSE
HUF SICHT
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ce. 16.5 CH
CA. Se CH Y
Flel 1.8. Zwei Möglichkeiten zur Konfektionierung des Verbindungskabels Ba-:,ne-Potiplatine.
23
Die Verbindungen erfolgen auf der Leiterbahnseite.

In diesem Fall können alle (trennbaren) Verbindungen mit Steckerleisten und Pfostenverbindern erfolgen. Die Verbinder müssen jedoch zur Platinenmitte hin versetzt mit etwas Abstand zur Platine (zum Anlöten) eingebaut werden (gestricheltes Rechtecksymbol im Bestückungsplan). Die Kabel sind gemäß Bild 1.8 anzufertigen.
In jeder Reihe muß je eine Platine für Stufe 1...8, die andere für 9...16 bestückt sein. Achten Sie darauf, daß die Platine für Stufe 1...8 links, die Platine für die Stufe 9...16 rechts sitzen muß, wenn die Platinen an der Frontplatte montiert werden. Halten Sie die Platinen provisorisch an die Frontplatten, um sich ein Bild davon zu machen, wie diese später montiert werden.
Nach dem Einbau der Verbinder werden die Leuchtdioden bestückt, aber noch nicht angelötet und die Platinen an der Frontplatte montiert. Der Abstand zwischen Frontplatte und Platinen muß 10 mm betragen. Die Montage kann mit 10-mm-Abstandsröllchen mit entsprechend langen Schrauben (M3x20...25) und Muttern oder 10-mm-Abstandsbolzen mit kurzen Schrauben (M3x8...10) und Muttern vorgenommen werden.
Die LEDs sollte man erst ganz zum Schluß nach erfolgter Montage der Platinen an der Frontplatte mit einem Klebestreifen fixieren, einlöten und schließlich die Drehknöpfe montieren. Achten Sie bei der Verbindung zur Basisplatine unbedingt auf seitenrichtiges Einstecken der Kabel in die Verbinder ST2, ST3 und ST4 (Dreiecke in den Bestückungsplänen).
Zusammenbau und Bedienung
Die Bedienungsplatine wird auf beiden Seiten bestückt. Zuerst werden alle Bauteile bis auf die Taster, die LEDs und die Displays auf der Bestückungsseite eingelötet (auf dieser Seite befindet sich auch der Bestückungsdruck). R4 wird mit etwa 2 mm Abstand zur danebenliegenden Bohrung eingebaut, an der später die Platine an die Frontplatte montiert werden soll. Dasselbe gilt auch für R32 rechts unterhalb des Displays. Beachten Sie, daß es sich bei dem Widerstandsnetzwerk RA1 um ein gepoltes Bauteil handelt. Der Endanschlüsse des Arrays ist mit einem Punkt gekennzeichnet, der auch im Bestückungsplan wiederzu-finden ist.
Danach erfolgt die Bestückung der anderen Platinenseite (die Bauteile sind auf dem Bestückungsdruck gestrichelt eingezeichnet). Bei jedem der Taster lötet man zunächst nur einen der vier Lötpunkte und prüft, ob der Taster plan

Bild 1.9. So wird der 19"-Rahmen für den MIDI-Analog-Sequenzer zusammen-L:esetzt.
Zusammenbau und Bedienung

auf der Platinenfläche aufliegt und gerade sitzt, bevor man die restlichen Anschlüsse verlötet. Die Siebensegmentan-zeigen werden mit etwa 5 mm Abstand von der Bestückungsseite her eingelötet, damit die Anzeigen möglichst die gleiche Bauhöhe wie die Taster haben. Die Oberkante der Anzeigen sollte etwa gleich der Sockelhöhe der Taster sein oder knapp darunter. Dann ist gewährleistet, daß die Anzeigen nach der späteren Frontplattenmon-tage nur knapp unter dem Plexiglasrahmen für die Anzeigen sitzen und auch unter kleinem Betrachtungswinkel gut ablesbar sind. Die Dezimalpunkte der Anzeigen müssen rechts unten liegen.
Die Verbindung zwischen Basis- und Bedienungsplatine erfolgt mit einem 20...30 cm langen 16-poligen Flachbandkabel. Auf einer Seite des Kabels wird ein Pfostenverbinder (female), auf der anderen Seite ein 16-poliger Leiterplat-tenverbinder (male) gepreßt. Der Leiterplattenverbinder wird auf der Bedienungsplatine auf der Bauteilseite eingesteckt und von der anderen Seite angelötet. Verwenden Sie keine Stift- und Buchsenleisten, die Bauhöhe wird sonst zu hoch. Der Pfostenverbinder am anderen Ende wird auf ST1 der Basisplatine gesteckt. Achten Sie auch hier auf eine seitenrichtige Montage.
Ur einer weiteren Montage sollte die Bedienungsplatine in Verbindung mit der Basisplatine einem ersten Funktionstest unterworfen werden. Arbeiten alle Segmente des Displays, ändert sich beim Betätigen eines Tasters oder beim Drehen des an der Basisplatine angeschlossenen Data-Potis die Anzeige.
Vor der Montage der Bedienungsplatine an der Frontplatte werden die acht LEDs wie bei den Potiplatinen bestückt. Die Montage der Bedienungsplatine an der Frontplatte erfolgt mit drei Abstandsröllchen, Schrauben (M3x15...20,
Zusammenbau und Bedienung

schwarz) und Muttern. Der Abstand zwischen Frontplatte und Platine sollte etwa 13 mm betragen. Da Abstandsbolzen in dieser Länge nicht erhältlich sind, wird jede der 3 Schrauben zunächst mit einem 10 mm langen Abstandsröllchen und einer M3-Mutter an der Frontplatte festgeschraubt; auf diese Weise wird ein Abstand von 13 mm erreicht. Dann wird die Bedienungsplatine auf die drei überstehenden M3-Gewindestifte der Schrauben aufgesteckt. Das Abstandsröllchen unmittelbar rechts neben dem LED-Display sitzt sehr knapp. Sie sollten daher die Mutter dieser Schraube vor dem Aufstecken der Platine noch nicht fest anziehen, damit sich das Abstandsröllchen noch verschieben läßt. Andernfalls hat das Display unter Umständen neben dem schon fest sitzenden Abstandsröllchen nicht mehr ausreichend Platz. Ziehen Sie diese Mutter erst nach dem Aufstecken der Bedienungsplatine fest.
Die Bedienungsplatine wird dann mit drei weiteren M3-Muttern an den überstehenden Gewindestiften der M3-Schrauben


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Zu:samtne
festgeschraubt. Die LEDs sollten genau mit der Oberfläche der Frontplatte abschließen. Nach Montage der Bedienungsplatine an der Frontplatte werden die drei I ED-Dis-plays mit der zugehörigen transparenten gerahmten Ab-deckscheibe bedeckt. Die beiden Stifte des Rahmenteils werden mit je einem limpfen Klebstoff versehen, in die zugehörigen Löcher der Frontplatte gesteckt und der Rahmen an der Frontplatte festgedrückt. Der Rahmen kann eventuell auch ohne die Stifte an der Frontplatte festgeklebt werden. Bitte beachten Sie, daß der Display-Rahmen erst nach erfolgter Montage der Bedienungsplatine eingebaut werden darf, da sich unter dem Rahmen zwei der Montageschrauben für die Bedienungsplatine befinden.
1.8 Zusammenbau
Nach der Montage der Basisplatine am Gehäuseboden, der Bedienungs- und Potentiometerplatinen an der Frontplatte sowie der Konfektionierung der Verbindungskabel sollten alle Platinen nochmals optisch auf etwaige Fehler hin kontrolliert werden, bevor Sie sich an den Einbau in einen 19"-Rahmen machen. Es erleichtert die Montage der Bedienungs- und Potentiometerplatinen, wenn die leere Frontplatte vorher am U-förmigen Rahmenteil montiert wird. Bild 1.9 zeigt den mechanischen Zusammenbau des Gehäuses. Setzen Sie daher zuerst die vier Käfigmuttern in die quadratischen Löcher am Falz des Rahmenteils ein. Schrauben Sie die noch leere Frontplatte am Rahmenteil mit schwarzen Senkkopfschrauben fest. Die Montage der Platinen mit den verschiedenen Abstandsbolzen ist in Bild 3.3 dargestellt. Montieren Sie die Potentiometerplatinen und die Bedienungsplatine an der Frontplatte, wie in der Aufbaubeschreibung dieser Platinen beschrieben. Bei den Potiplatinen werden nur die beiden äußeren Montagelöcher verwendet, für die auch in der Frontplatte Montagelöcher vorgebohrt sind.

Tips zur Fehlersuche.

1.10 Tips zur Fehlersuche:
Falls das Gerät nicht wie gewünscht arbeitet, so überprüfen Sie bitte zunächst die Basisplatine:
* Ziehen Sie (bei abgeschalteter Stromversorgung; alle Verbindungen zu den Bedienungs- und Poten-tiometerplatinen ab.
* Liegen +5 V (10 %) an (Netzteil in Ordnung, D1 und alle Elkos richtig gepolt, keine Lötbrücken)?
* Überprüfen Sie, ob der Oszillator des Mikrocontrol lers schwingt (12-MHz-Signal an Cl und C2, Prü fung nur mit Oszilloskop möglich) und
* ob an C3 der Pegel nach dem Einschalten von 0 \ auf annähernd +5 V ansteigt (Reset).
* Sind an allen Ein- und Ausgängen des 74HC573 un regelmäßige Rechteck-Signale zu messen? Fall nicht, deutet dies auf ein defektes Bauteil, eine' Kurzschluß oder einen Leiterbahnfehler hin.
* Überprüfen Sie sicherheitshalber alle Platine' nochmals auf etwaige Kurzschlüsse oder Leiter bahnunterbrechungen.
* Kontrollieren Sie, ob das EPROM richtig gebrann ist (Aufkleber) und ob alle ICs seitenrichtig einge steckt sind.

Starten Sie den Funktionstest erneut. Falls eine Potentio meterreihe korrekt arbeitet, eine andere jedoch nicht, s, stecken Sie die Reihen an der Basisplatine um. Auf dies, Weise können Sie herausfinden, ob der Fehler auf der Ba sis- oder den Potentiometerplatinen zu suchen ist.
BedierittrigsaaI9ifulig„
1.11 Bedienungsanleitung
Der MEDI-Analog-Sequenzer besitzt folgende Bedienungs-und Anzeigeelemente:
* 3 Reihen mit je 16 Potentiometern und Leuchtdioden
* 1 3-stelliges LED-Display
* 8 Menü-Tasten in 2 Reihen zu je 4 Tasten
* 8 Leuchtdioden (als Anzeigen für die Menü-Tasten)
* 1 D ata-Eingabe-Potentiometer
Die drei Potentiometerreihen dienen zum Einstellen der Sequenzen. Die Leuchtdioden über den Potentiometern zeigen die jeweils aktivierte Spalte in jeder Reihe an. Die angewählte Reihe wird durch einen der drei Dezimalpunkte der Ziffernanzeigen dargestellt. Der linke Dezimalpunkt ist der oberen Reihe, der mittlere der mittleren, der rechte der unteren Reihe zugeordnet. Die acht Menü-Tasten (mit LEDs) ermög ichen die Einstellung der verschiedenen Betriebsarten, das Data-Poti eine schnelle Eingabe der gewünschten Parameter
Display:
Die Anzeige im Display schaltet im Abstand von etwa einer Sekunde zwischen der Parameter- und der Editanzeige hin und her Unter Parameter wird hierbei der in dem betreffenden Menü mit dem Data-Poti anwählbare Wert verstanden. Hinter der Edit-Anzeige versteckt sich folgende Funktion: Wird an einem der 48 Potis gedreht, stellt das Display beim nächsten Durchlauf (wenn die Leuchtdiode das nächste Mal über diesem Poti leuchtet) den neuen Wert dar Diese Anzeige kann man natürlich nur dann sinnvoll einsetzen, wenn man während eines Durchlaufs der Sequenz nicht an mehreren Potis gleichzeitig dreht. Es wird der tatsächlich über MIDI ausgesandte Wert angezeigt. Die Edit-anzeige arbeitet nur, während die Sequenz läuft.
Bedienungsanleitung,,,,,,,,,,,,
Echtzeitbetrieb:
Alle Parameter in den Menüs 1...5 können auch während einer Sequenz geändert werden. Beachten Sie jedoch, daß hier -inbesondere beim Ändern der Event-Art (Menü tauch unerwünschte Nebeneffekte auftreten können. Wird zum Beispiel die Notenbetriebsart mitten im Ablauf auf Controller umgestellt, so können 'Rine hängen bleiben, da eventuell ein zum vorhergehenden Note-On-Befehl gehöriger Note-Off-Befehl fehlen kann. Derartig gravierende Änderungen sollten möglichst nicht während des Betriebs vorgenommen werden. Das Ändern von erster/letzter Stufe (Menü 3), des Timings (Menü 4) oder des Modus (Menü 5 sind dagegen geradezu prädestiniert, auch während des Betriebs variiert zu werden.
Menüstruktur:
Es stehen acht Menüs zur \brfügung, die über die Menü-Tasten angewählt werden. Die LEDs zeigen das gewählte Menü an. Durch Betätigen einer anderen Menü-Taste kann ein Menü jederzeit verlassen werden. Ist kein Menü angewählt, so leuchtet keine der T ,EDs. Die Anzeige wechselt dann, wie bereits beschrieben, zwischen der 1mpo-und der Edit-Anzeige.
Den acht Tasten und LEDs sind folgende Menüs zugeordnet:
obere Reihe: 1:EVENT
2:CHANNEL
3:FIRST/LAST STEP 4:PRESCALE/TIME
untere Reihe: 5:MODE
6:SINGLE STEP 7:PRESET 8:START/STOP
Bedienungsanleitung
Die Menüs 1...5 beziehen sich jeweils auf eine der drei Pc-tireihen, die anderen Menüs auf das ganze Gerät.
Menü 1: EVENT
In diesem Menü wird jeder der drei Reihen eine bestimmte MIDI-Befehlsart (Event) zugeordnet. Zu den wichtigster Befehlsarten gehören Note on/off, Velocity/Dynamik, Controller, Pitch-Bend, Program-Change und After-lbuch. Außerdem können einer Reihe auch Zeitfunktion (Zeitdauer für einen Schritt), dynamische MIDI-Kanalumschal-tung oder zusätzliche Tüansponierung einer anderen Reihe zugeordnet werden. Die zugeordnete MIDI-Befehlsart erscheint als Kürzel im Display. Tabelle 1 zeigt die möglichen MIDI-Events und die angezeigten Kürzel im Display.
Wird einer ReiheNote an offzugeordnet, so gibt es die Wahl zwischen absoluter und relativer Betriebsart. Im ersten Fall wird die Note direkt am Poti eingegeben und durch eingehende Notenbefehle nicht verändert. Die Notenwerte beginnen bei MIDI-Code 36 (großes C). Bei der Betriebsart relativ werden am MIDI-Eingang eingehende Note-on-Be-fehle zur Transponierung der Sequenz verwendet. Die an den Potentiometern eingestellten Werte werden zu den eingehenden Notenbefehlen addiert. Hierzu muß der 'WI-Kanal der eingehenden Daten mit dem der Reihe übereinstimmen. Die Skalierung der Potis kann zwischen einer und fünf Oktaven gewählt werden.
Einer Reihe, die Notenbefehle liefert, kann eine weitere Reihe zugeordnet werden, in der die zugehörigen Dynamik- I Vlocitywerte einstellbar sind. Die drei Dezimalpunkte des Displays zeigen, welcher Noten-Reihe eine Dynamik-Reihe zugeordnet wird. Ein Beispiel: Reihe 1 ist auf Note on/off eingestellt, Reihe 2 soll die zugehörigen Ve-
Bedienuni
locitywerte liefern. Für Reihe 2 ist Event-Art "d.y n" einzustellen. Der linke Dezimalpunkt zeigt an, daß die Dynamik Reihe 1 zugordnet ist.
Mit den Reglern können Pitch-bend-Events in drei verschieden Bereichen eingestellt werden: voller Bereich (0...127), nur positive Werte (64...127), nur negative Werte (0...64).
Mit MIDI-Kanal 1 kann Reihe 2 oder 3 den MIDI-Kanal für Reihe 1 liefern. Durch Drehen an den Potis können die Noter an verschiedene Klangerzeuger geschickt werden.
Mit Addition177-ansponierung können mit den Potis von Reihe 2 oder 3 Werte auf Reihe 1 addiert werden. Liefert Reihe 1 beispielsweise Notenwerte, können diese transponiert werden.
Ist eine Reihe auf den Modus Spaltenzeit eingestellt, so kann man damit die Zeitdauer pro Schritt für die anderen Reihen einstellen. Die Anzeige der Zuordnung erfolgt dabei .wieder über die Dezimalpunkte des Displays. Für die an-
ewählten Reihen kann die Step-Dauer auf das 4- ,8-, 16--nd 32-fache des Grundtempos eingestellt werden. Damit ..assen sich sehr komplexe Zeitabläufe programmieren.
\Ienü 2: CHANNEL.
Dieses Menü dient der Zuordnung einer Reihe zu einem 3.11DI-Kanal. Die Reihe sendet die im Menü 1 eingestellten 2.11DI-Befehle auf dem in Menü 2 eingestellten 1\IIDI-Ka-nal. Der Kanal wird mit dem Dataregler eingestellt.

Bedientingsanleitung
Menü 3: FIRST/LAST STEP
Die Länge jeder der drei Potentiometerreihen kann begrenzt werden. Hier wird die erste Spalte festgelegt, bei der die Sequenz beginnt und die letzte Spalte, nach der auf die erste Spalte zurückgesprungen wird. Da die erste ("F . . first step) und letzte Spalte ("L . . ", last step) für jede Reihe getrennt einstellbar ist, können sehr komplexe Sequenzen erzeugt werden.

Beim mehrfachen Betätigen der Menütaste werden zunächst die ersten, dann die letzten Stufen der drei Reihen eingestellt. Der Dezimalpunkt im Display markiert wieder die angewählte Reihe. Nach Erreichen der eingestellten letzten Spalte wird auf die Spalte der Reihe zurückgesprungen. Da diese Werte für jede Reihe getrennt eingestellt werden, können sehr komplexe Sequenzen erzeugt werden, die sich erst nach mehreren Durchläufen wiederholen. Interessante Effekte ergeben sich auch, wenn man eine Noten-Reihe und die zugehörige Dynamik-Reihe im-terschiedlich lang macht. Hierdurch verschieben sich ständig die Kombinationen aus Dynamik- und Notenwerten. so daß sich eine lebendige Akzentuierung ergibt. Sie können die Werte auch während des Ablaufs der Sequenz länger oder kürzer machen, was eine Live-Performance sehr lebendig wirken läßt und auch für Improvisationen oder experimentelle Stücke verwendet werden kann.
Menü 4: PRESCALE/TIME
Für jede Reihe kann die Zeitdifferenz (in MIDI-Clock-Ein-heiten) zwischen den Events gewählt werden. Im Falle von Notenevents ist zusätzlich die Zeit zwischen Note an und Note Off (Notenlänge) einstellbar In diesem Menü kann
Bedienurigsanleitung
auch erreicht werden, daß verschiedene Reihen unterschiedlich schnell laufen, jedoch immer synchron zum
Es werden die beiden Abkürzungen "g" und "n" verwendet. "g" steht für Gate-Zeit, dies ist die Zeit zwischen zwei gleichartigen Events, beispielsweise zwischen zwei Note-on-Be-fehlen. "n" steht für Notenlänge, das heißt für die Zeitdauer zwischen Note-on- und Note-Off-Befehl. Die Einstellung der Notenlänge ist nur von Bedeutung, wenn der betreffenden Reihe Note-Events (nA oder nr) zugeordnet wurden.
Die Angaben in diesem Menü erfolgen in Einheiten des MIDI-Clocks. Da in MIDI 24 Taktimpulse als eine Viertel-Note definiert sind, sollten Sie eine Periodendauer von 24, 12 oder 6 Clock-Impulsen wählen, wenn der Sequenzer zusammen mit Drum-Computern oder anderen Sequenzern betrieben wird. Ein Wert von 24 entspricht der Zeitdauer einer Viertel-, 12 einer Achtel- und 6 einer Sechzehntel-Note. Beim mehrmaligen Drücken des Menütasters gelangt man zuerst in die Einstellung der Gate-Zeiten (g . .) fi.ir die 3 Reihen (Reihe wird wie üblich mit Dezimalpunk markiert), dann in die Einstellung der Notenlängen (n . . ). Stellt man die Notenlänge auf "1", so ist sie automatisch immer gleich der Gate-Länge. Die zweistelligen Zahlen hinter "g" oder "n" sind dabei auflVDDI-Clock bezogen. Eine Einstellung von "g04" bedeutet zum Beispiel, daß nach vier MIDI-Clock-Befehlen in der betreffenden Reihe einen Sprung auf die nächste Spalte auslöst. Sollen zwei Reihen
 eich schnell laufen, so muß für beide Reihen die gleiche Gate-Zeit eingegeben werden, soll eine Reihe halb so schnell wie eine andere laufen, so ist die doppelte Gate-Zeit einzugeben. Durch die getrennte Eingabe der \brteilerfak-
 ren für jede Reihe ergeben sich sehr komplexe Zeitabläu--:E. die jedoch immer auf den gemeinsamen MIDI-Takt be-1.Dgen sind. Wird der Reihe 3 Spaltenzeit zugeordnet, so
7
demeNsliv
überlagern sich die Effekte des Vorteilerfaktors aus Menü 4 und die Spaltenzeit. In Kombination mit verschiedenen first/last steps in den drei Reihen ergeben sich sehr komplexe Sequenzen, bei denen oft scheinbar kein zeitlicher Zusammenhang mehr besteht.
5: MODE
Für jede Reihe ist eine der vier Betriebsarten vorwärts. rückwärts, pendeln oder zufällig wählbar In diesem Menü wird für die angewählte Reihe die gewünschte Betriebsart eingestellt:
Display Betriebsart
FOr vorwärts (forward)
bAC rückwärts (backward)
PEn pendeln (pendulum)
rnd zufällig (random)

6: SINGLE STEP (EXP.)
Hiermit wird der Einzelschritt-Modus zur Einstellung jedes einzelnen Schrittes angewählt, wenn die gewünschte Sequenz nicht experimentell ermittelt werden soll, sondern eine vorgegebene Sequenz einzustellen ist. Außerdem können im Live-Betrieb interessante Effekte wie Abscan-nen einer Sequenz oder Single-Step-Improvisation erzielt werden, da auch der Single-Step-Modus synchron zurr MIDI-Clock abläuft.
Mit dem Data-Poti wird eine der Stufen 1...16 angewählt Die betreffende Stufe wird in allen drei Reihen angewähli und im zuvor bestimmten Ibmpo abgefragt. Wurde zurr
Bedienungsanleitung
Beispiel allen drei Reihen im Menü 1 Note on/off zugeordnet, kann hier bequem der gewünschte Dreiklang für jede Stufe eingestellt werden. Geht es nur um eine oder zwei Reihen, kann man die nicht gewünschten Reihen im Menü 1 vorübergehend abschalten (Event-Art "—").
Der Single-Step-Modus ist aber auch für experimentelle oder für Live-Zwecke sinnvoll. Hat man beispielsweise eine Sequenz oder Akkord-Kombinationen an den Potis eingestellt, so kann jede der 16 Stufen mit dem Data-Poti in Echtzeit angewählt, das heißt dynamisch abgescannt werden. Die Wiedergabe erfolgt ja nach wie vor synchron zum internen oder externen MIDT-Takt. Ebenso ist es möglich, durch Drehen an den Potis der gerade angewählten Stufe spontane Veränderungen zu erzielen.
7: PRESET
In diesem Menü erfolgt die Preset-Verwaltung. Zusätzlich zu der momentanen Einstellung sind vier komplette Sequenzen inklusive aller Parameter und Potistellungen speicher- und wieder abrufbar Über dieses Menü kann auch der Dump über System-Exclusive-Befehle angefordert werden.
Bei Betätigen der Menütaste leuchtet die zugehörige T  Mit dem Datapoti kann eines der Presets 0...4 angewählt erden. 0 entspricht dabei der aktuellen Einstellung der 4E3 Potentiometer an der Frontplatte. 1...4 sind die eventu-11 zuvor gespeicherten Presets. Wurde unter der entspre-enden Nummer noch kein Preset gespeichert, erscheint statt der Zahl die Anzeige UdF (undefined). Verläßt man Menü in diesem Modus durch Betätigen einer anderen Menütaste, so ist die Frontplatte (0) oder eines der Presets 1...4) angewählt. Falls Sie ein "echtes" Preset angewählt
haben, so sind die 48 Drehpotis für die drei Reihen ohne Funktion. Wurde ein Preset angewählt, spingt die Anzeige im Display zwischen der aktuellen (Ibmpo oder Event-Art und FrZ (freeze) hin und her. Drückt man die Menütaste ein zweites Mal, so leuchten alle 8 LEDs der Bedieneinheit auf, um vor dem folgenden Speichervorgang zu warnen. Wählt man nun eine Presetnummer (1...4) mit dem Data-poti an und betätigt die Menütaste ein drittes Mal, so wird die momentane Parameter- und Frontplatteneinstellung in diesem Presetspeicher abgelegt. Um den Speicher zu initialisieren (bei der ersten Inbetriebnahme oder um alle Presets unwiderruflich zu löschen), müssen während des Einsteckens des Netzteils die 1. und die 8. Menütaste gedrückt werden. Diese Funktion löscht unwiderruflich alle Presets und ist daher mit Vorsicht zu handhaben!
8: START/STOP
ist eigentlich kein Menü, sondern eine Start/Stop/Conti-nue-Ihste, die die Sequenz wechselweise startet und stoppt. Am Display erscheint in diesem Modus das Ibmpo in bpm und kann mit dem Datapoti eingestellt werden. Wird das Datapoti auf Linksanschlag gestellt, erfolgt die Synchronisation des Sequenzers extern über
Über den MIDI-Ausgang werden dabei - neben MIDI-Clock - die entsprechenden Befehle START STOP oder CONTINUE gesendet. Beim Start wird dabei von der letzten Konfiguration aus gestartet (kein Rücksetzen auf Step 1). Sollen alle drei Reihen bei Step 1 beginnen, so muß man das Start/Stop-Menü kurz verlassen und dann neu starten. In diesem Menü stellt das Display das mit dem Data-Poti eingestellte 1mpo in Schlägen pro Minute an.


Mie

Die Kommunikation zwischen Pedal und Instrument beruht auf MIDI-Codes. Dies hat nicht nur den Vorteil, daß man die Lautstärke ohne Qualitätsverluste (Rauschen. Störimpulse) einstellen kann, viel wichtiger sind die neuen Möjl ichkeiten, die die ausgefeilte Software eröffnet. Das Pedal läßt sich für den aktiven MIDI-Kanal nicht nur als Lautstärkesteller, sondern auch zur Steuerung anderer Features wie Modulation oder Anschlagdynamik einsetzen. Auch ist es möglich, mehrere Kanäle gleichzeitig anzusteuern. Die Selektion und das Einstellen der gewünschten Parameter und Kanäle geschieht mit einer normalen MIDI-'Tastatur Kurzum, mit dem MIDI-Schwellpedal kann man das MIDI- System ohne nennenswerte Zusatzkosten mit einer Reihe von neuen Features ausstatten.

2.2 Einfach und effektvoll
In der Schaltung in Bild 2.1 ist zu sehen, daß die Möglichkeiten durch den Einsatz eines (ROM-losen) 80C32-Mikrocontrollers mit dazugehörendem Programm-EPROM geschaffen werden. Da ein MIDI-System mit einer Bau-drate von 321d3it/s kommuniziert, sorgt der Oszillator mit X1 für eine Taktfrequenz von 12 MHz, die leicht auf die gewünschte Baudrate (durch 3 x 53) zu teilen ist. Zwischen Mikrocontroller und EPROM befindet sich der unvermeidliche Buspuffer, der den gemultiplexten Adreß- und Datenbus entzerrt. Der Pegel auf der ALE-Leitung (Adress Latch Enable) zeigt an, ob der gemultiplexte Bus Daten oder Adressen führt. Bei der fallenden Flanke von ALE wird eine Adresse im Puffer abgespeichert. Das PSEN-Signal beauftragt das EPROM, das unter dieser Adresse gespeicherte Byte auf den Datenbus zu legen. Nach einem RE-SET beginnt der Controller, das im EPROM gespeicherte Programm abzuarbeiten.

46
Während wir es bei IC1 ... IC3 mit einer Standard-Konfiguration zu tun haben, ist der mit Widerständen diskret aufgebaute D/A-Wandler an I/O-Port 1 etwas Besonderes. Dieses R2R-Netzwerk setzt zusammen mit dem Kompa-rator IC4 die analoge Ausgangsspannung des Schwellpedals (Poti P2) in einen digitalen Wert um. Das Netzwerk besitzt eine Breite von 7 Bit, also 128 Schritten, wie es der Auflösung im MIDI-System entspricht. Der aus Kompara-tor und D/A-Netzwerk gebildete A/D-Wandler arbeitet nach dem Prinzip der sukzessiven Aproximation, der schrittweisen Annäherung: Port 1 zählt binär von 0 bis maximal 127 hoch. Das R2R-Netzwerk sorgt fiir das analoge
47




Äquivalent am Ausgangskondensator C4. Der Kompara-tor vergleicht die Schwellpedal-Spannung mit der Spannung über C4. Der Komparatorausgang ist High, solange auch die Schwellpedalsparmung höher ist als die über C4. Für den Controller ist dies ein Zeichen, daß der interne Zähler weiterlaufen kann. Hat die Wandlerspannung die am nichtinvertierten Eingang des Komparators erreicht. kippt der Ausgang auf Null und der Zähler stoppt. Mit P1 kann das R2R-Netzwerk so abgeglichen werden, daß der Spannungsbereich des Netzwerks dem des Schwellpedals entspricht. Nur wenn an P2 eine Spannung von 0 ... 5 V abgegriffen werden kann, ist P1 überflüssig und kann entfallen.


2.2

1







1C7 ist das Gedächtnis der Schaltung. Dieses EEPROM mit einer Kapazität von 2kBit speichert die gesamte Konfiguration. Auf die Programmierung von 1C7 kommen wir später zurück. Vorläufig ist es ausreichend, zu wissen, daß die Schaltung einen LEARN-Modus kennt, der durch einen Druck auf Si (LED Dl blinkt) aktiviert wird und in dem man die gewünschte Funktion des Pedals und den gewünschten 1\4:EDI-Kanal festlegt. Die in 1C7 gespeicherte Einstellung bleibt solange erhalten, bis eine neue Konfiguration gewählt wird. Das EEPROM verfügt über einen 12C-Interface und kommuniziert mit dem Mikrocontroller über die beiden 1/0-Leitungen P3.6 und P3.7. Da die beiden 110-Leitungen kein echtes 12C-Interface darstellen, ist ein wenig Software nötig, um eine korrekte Abwicklung des Da-tenaustau schs zu garantieren. Die Adreßleitungen AO, Al und A2 des EEPROMs sind mit Masse verbunden; dadurch ist eine Basisadresse von AOHExeingestellt.































Schließlich finden sich im Schaltbild die beiden AUDI-Schnittstellen K1 und K2. K1 bildet den (Stromschleifen-) Eingang und ist wie bei MIDI-Geräten üblich galvanisch durch den Optokoppler 106 von der eigentlichen Schaltung




Bild 2.3. Ein Foto der aufgebauten Platine.
getrennt. Ausgang K2 ist direkt am Controller angeschlossen. IC5 sorgt für eine stabilisierte 5-V-Betriebsspannung. D3 verhindert Schäden bei der Verpolung der Betriebsspannung.
2.3 Lötarbeiten
Die Schaltung wird kompakt äuf einer doppelseitigen Platine (Bild 2.2) auf- und (wenn möglich) ins Pedal eingebaut. Das EEPROM sollte man auf jeden Fall in eine Fassung setzen, damit man bei eventuellen Software-Updates das IC schnell und problemlos wechseln kann. Alle anderen ICs lötet man direkt aud die Platine. Ansonsten dürften bei der


2.3

Bild 2.4. Das Innere eines herkömmlichen Schwellerpedals.
Bestückung keine Probleme auftreten., so daß das wie in Bild 2.3 bestückte Interface fertig zum Gebrauch ist. Zur Spannungsversorgung verwendet man ein Steckernetzteil mit einer Ausgangsspannung von mindestens 8 V,- das nicht mehr als 300 mA liefern muß. Bevor die Schaltung in das Schwellpedal eingebaut wird, ist eine Modifikation des Pedals notwendig. Normale Schwellpedale besitzen nämlich nur zwei Anschlüsse, die sich von außen betrachtet wie ein
s- variabler Widerstand verhalten. Bild 2.4 zeigt das Innere
.g. eines solchen Pedals. Das Kabel muß entfernt und das Poti
o mit einem dreipoligen Anschlußkabel versehen werden.
Die Interface-Schaltung kann auch in Verbindung mit einem Fotowiderstand (Fußregler mit LDR) eingesetzt werden. In diesem Fall wird in Reihe mit dem LDR ein Trimm-
a poti geschaltet. Der Knoten zwischen LDR und Poti
lt entspricht dem Schleiferanschluß. Das Poti wird so einge-
stellt, daß der Widerstand den Datenbereich von 0 ... 127
IS .±erstreicht. Das Interface kann nun über zwei MIDI-Ka-
5,21 in das System eingeschleift werden. Wenn alles in Ord-.7-_-_ing ist, sollte die LED nach dem Einschalt-RESET zwei-nal aufleuchten. Das Pedal ist nun aktiv und versendet -
5
so es bewegt wird - Lautstärke-Befehle (MIDI-Controller über MEDI-Kanal 1. Das illimmpoti P1 ist so einzustellen_ daß es den Spannungsbereich am Schleifer des Pedal  -Potts überstreicht. Erreicht das Pedalpoti als Untergrenze nicht 0 y muß es etwas gedreht oder die Zahnstange versetzt werden, was in den meisten Fällen problemlos vonstatten geht.
2.4 Die Praxis
Direkt nach dem Anschließen und Einschalten ist die Standardeinstellung aktiv: Über 1VDDI-Kanal 1 werden Lautstärkebefehle verschickt, wenn man das Schwellpedal bewegt. Der versandte Wert liegt zwischen 0 und 127. Die angeschlossenen Geräte reagieren entsprechend.
Emuliert das Pedal einen Pitch-Bender, variiert der verschickte Wert zwischen 64 und 127 oder 64 und 0. Schließlich kann das Pedal auch verwendet werden, um die Geschwindigkeit und damit die Dynamik von am MIDI-Eingang eintreffenden MIDI-Daten zu verändern. In diesem Modus erscheinen am MIDI-Ausgang nur dann Daten, wenn am Eingang auch welche eintreffen. Reagieren die angeschlossenen Geräte nicht auf Befehle, sollte man den gewählten 1VEIDI-Kanal und die Polarität der MIDI-Kabel überprüfen. Die Funktion des Interfaces kann mit dem Drucktaster überprüft werden: Die LED muß blinken. Übrigens kann es durchaus sein, daß der angeschlossene Expander nicht auf die Lautstärkebefehle reagiert, da einige Expander - so beispielsweise der Yamaha EMT10 - diesen Befel nicht kennen. Auch gibt es Expander, die den Lautstärkebefehl nur auf den folgenden Ibn beziehen. In solchen Fällen kann die Lautstärke nicht mit dem Schweller beeinflußt werden.

52
Lern,Modus
Die Schaltung versendet nach dem Empfang eines program-change-Befehls immer eine Bestätigung der aktuellen Lautstärkeeinstellung. Dies ist wichtig, weil einige Expandertypen nach einem program-change-Befehl auf maximal Lautstärke (127) springen.
2.5 Lern-Modus
Standardmäßig verhält sich das Pedal als MIDI-Controller #7, Befehle werden über 1VHDI-Kanal 1 versendet. Diese Einstellung läßt sich verändern, wenn man das Interface in den Lehn-Modus versetzt. Nach Drücken des Tasters blinkt die LED und zeigt damit den Lern-Modus an, in dem der aktive MIDI-Kanal selektiert wird. Zur Konfiguration kann man bequemerweise ein MIDI-Keyboard verwenden, dessen MIDI-Ausgang man mit dem MIDI-Eingang des Interfaces verbindet. 7hbelle 2.1 zeigt, welche Noten welchen MIDI-Kanal ein- und ausschalten.
Solange die LED blinkt, wird der gewünschte Befehl nichtflüchtig im Interface gespeichert, so daß der gewählte Kanal auch beim Wiedereinschalten selektiert ist. Wenn nicht bekannt ist, welche Kanäle aktiv sind, sollte man zunächst alle aus- und den gewünschten Kanal wieder einschalten. Die Dynamik-Informationen gelangen natürliche ebenfalls zum Interface, werden aber nicht ausgewertet. Der Lern-Modus wird durch nochmaliges Drücken des Tasters _der durch einen Programmwechsel-Befehl) verlassen.
2..6 Eine andere Funktion
3 _her ist das MIDI-Schwellerpedal nur eine digitale genau wie beim herkömmlichen analogen Pedal wird ze Lautstärke eines Ibnes bestimmt. Doch auch andere .3e-rxiebsarten sind möglich. Die Programmwechsel-Befeh-7-- s7..ellen im Lern-Modus folgende Betriebsarten ein:
53
Eine andere Funktion

Tabelle 2.1 Noten-Befehle
Taste Funktion
36(C) MIDI-Kanal 1 an
37 (Cis) MIDI-Kanal 2 an
38 (D) MIDI-Kanal 3 an
39 (Dis) MIDI-Kanal 4 an
40 (E) MIDI-Kanal 5 an
41 (F) MIDI-Kanal 6 an
42 (Fis) MIDI-Kanal 7 an
43 (G) MIDI-Kanal 8 an
44 (Gis) MIDI-Kanal 9 an
45 (A) MIDI-Kanal 10 an
46 (B) MIDI-Kanal 11 an
47 (H) MIDI-Kanal 12 an
48 (C) MIDI-Kanal 13 an
49 (Cis) MIDI-Kanal 14 an
2.6 50 (D) MIDI-Kanal 15 an
51 (Dis) MIDI-Kanal 16 an
60(C) MIDI-Kanal 1 aus
61 (Cis) MIDI-Kanal 2 aus
62 (D) MIDI-Kanal 3 aus
63 (Dis) MIDI-Kanal 4 aus
64 (E) MIDI-Kanal 5 aus
65 (F) MIDI-Kanal 6 aus
66 (Fis) MIDI-Kanal 7 aus
67 (G) MIDI-Kanal 8 aus
68 (Gis) MIDI-Kanal 9 aus
69 (A) MIDI-Kanal 10 aus
70 (B) MIDI-Kanal 11 aus
71 (H) MIDI-Kanal 12 aus
72 (C) MIDI-Kanal 13 aus
73 (Cis) MIDI-Kanal 14 aus
74 (D) MIDI-Kanal 15 aus
75 (Dis) MIDI-Kanal 16 aus
54
Mit den Programmnum-
mern 1,2 und 3 wird d 2 z h_r-
terface auf eine der dr,
Controller-Nummern .-
gestellt. Ist eine andere
Controller-Nummer .ge-
wünscht, kann diese Im:
Programmnummer 4 ein-
gestellt werden. Das Inter-
face übernimmt dabei die
letzte vor dem Empfang der
Programmnummer eingegangene Controller-Nummer. Will man das Interface also auf eine bestimmte Controller-Nummer einstellen, muß im Lern-Modus ein MIDI-Control-ler-Befehl mit der gewünschten Controller-Nummer an das Interface geschickt werden, gefolgt von einem Programmwechsel-Befehl 4.
Die Programm-Nummern 6, 7 und 8 wählen drei verschiedene Pitch-Bend-Be-triebsarten an: Bei Programmnummer 6 wird der gesamte Datenbereich von 0 ... 127 genutzt, wobei bei Wert 64 ein Plateau programmiert ist, um die neutrale Mittelstellung leichter zu finden. Bei den Pro-
e.
ekL4zzee.
grammnummern 7 und 8 wird nur der positive (64 ...127) beziehungsweise negative (64 ... 0) Pitch-Bend-Bereich aktiviert,
Eine besondere Möglichkeit eröffnet die mit Programmnummer 9 anwählbare Ve-locity-Funktion. Hier werden keine MIDI-Daten verschickt, sondern der Velocity-Wert (Anschlagdy-
namik) eines auf einem aktiven Kanal eingehenden Noten-
befehls mit einem Wert multipliziert, der der Stellung des
Pedals entspricht. In der oberen Pedal  stellung werden die
Velocity-Werte mit 1 multipliziert, also unverändert durch-
gegeben. Je weiter das Pedal gedrückt wird, desto höher
ist auch der Faktor und die Anschlagdynamik.
Dieser Modus bietet sich in zwei Fällen an: Wenn ein Klangerzeuger (Expander, Synthesizer ...) VDIurne-Befehle -.M.WI-Controller #7) nicht erkennt, wohl aber Velocity-Be-fehle korrekt umsetzt, so ist auf dem Umweg über eine raultiplikative Dynamiksteuerung eine Simulation der Lautstärkeeinstellung möglich. Außerdem kommt die Pro-z-ammnummer 9 zum Einsatz, wenn ein Keyboard keine Dynamikinformation sendet, sondern mit einem festen Dynamikwert arbeitet. In diesem Fall kann das Pedal den Notenbefehlen eine Dynamikinformation hinzufügen. Im -.4locity-Modus werden nur die Dynamikwerte von Note
N-Befehlen, nicht aber von Note OFF-Befehlen verän-
rt...

Eine andere,Tunktion

Wenn Sie sich im Lern-Modus befinden, läßt sich die Blinkfrequenz der LED mit dem Fußpedal verändern. Je höher die Blinkfrequenz, desto schneller werden MIDI-Daten verschickt. Nachdem die gewünschte Datenrate mit den: Pedal eingestellt ist, wird sie durch den Programmwechsel-Befehl 16 abgespeichert. Voreingestellt ist die niedrigste Frequenz von 15 Hz. Da jeder \blume-Befehl aus drei 1\IIDI-Bytes besteht, überträgt das Interface im langsamsten Fall 45 Bytes pro Sekunde pro Kanal, bei 16 aktiven Kanälen also 720 Byte/Sekunde. Mit ein paar Experimenten ist schnell die richtige Einstellung gefunden.

2.6

Überprüfung von Ein- Ausgängen und Kabeln
3. MIDI-Kabel-Tester
Mni R Swusten
3.1 Überprüfung von Ein-, Ausgängen und Kabeln

Dieser ]ster von 1VIIDI-Anschlüssen und -Kabeln ist wirklich äußerst einfach aufzubauen: Inklusive Stecker besteht er aus gerade mal vier Bauelementen. Mit der LED kann festgestellt werden, ob MIDI-Signale dort ankommen, wo sie ankommen sollen. Da MIDI-Signale kurze Puls- und lange Pausenzeiten haben, ist es wichtig, fi.ir D2 eine sogenannte High-Efficiency-LED zu verwenden. Dann ist deren Aufleuchten ausreichend deutlich wahrzunehmen.

3.1.
Überprüfung von Ein-r Ausgängen und Kabeln

3.1

924004 - 11
Bild 3.2. Das Schaltbild des Testers.
Damit man sowohl MEDI-Ausgänge als auch die Signale an Kabelenden überprüfen kann, braucht man den erster in doppelter Ausführung, nämlich einmal mit DIN-Stecker und einmal mit DIN-Buchse. Bild 3.1 zeigt, wie eine solche Konstruktion aussehen kann. Am besten sind Buchsen beziehungsweise Stecker in besserer Metallausführung geeignet. Die LED schaut am besten hinten aus der Kabeltülle heraus. Damit es aber keine Kurzschlüsse gibt, sind die Anschlußdrähte von D2 zu isolieren.