Modifica della macchina dell'organo EHX B9: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

(ehx B9) - Da piccolo ero affascinato da uno strumento musicale incredibile: la Godwin Organ-Guitar di Peter Van Wood (costruita in Italia da Sisme) ! Credo che Peter rappresentasse l'esercito di chitarristi nato nel giurassico analogico che considerava gli organisti (sì gli organisti, non i tastieristi!) come i più fortunati in grado di suonare, sostenere e modificare note e accordi per sempre!

Sono stati fatti molti tentativi per "imitare" l'organo (a canne o elettronico) attraverso la chitarra (Roland, Casio…) ma l'Electro Harmonix B9 è di gran lunga il migliore: semplice, solido e avvincente!

Ma ci sono poche cose che mancano…

In questo progetto ho modificato un B9 standard (credo che tutte le serie "9s" di EHX siano simili) per coprire quelle che ritengo siano caratteristiche estremamente utili:

1. DISPLAY OLED: leggere la posizione dell'interruttore rotante è quasi impossibile in situazioni live, quindi un bel display Oled luminoso è molto apprezzato per essere visibile e aggiungere qualche informazione in più.
2. ENCODER ROTANTE: è possibile utilizzare un encoder più fluido per modificare il preset e altro ancora.
3. FUNZIONE PRESET: introdurre un modo semplice per spostarsi tra 2 diversi preset è essenziale per introdurre un po' di divertimento nel tuo modo di suonare!
4. FUNZIONE MUTE/DRY: se si utilizza un amplificatore separato per l'uscita Organ OUT è possibile evitare di avere anche lì il segnale della chitarra (Mute). Questa funzione è standard sul B9 ma richiede l'apertura dell'unità e lo spostamento di un microinterruttore: l'encoder rotativo può farlo tutte le volte che vuoi senza aprirlo.
5. FUNZIONE LESLIE SPEED-UP: in realtà questo è il motivo originale per cui ho iniziato a pensare di modificare il B9. Non c'è suono di organo senza Leslie! Ma l'uso più fondamentale è passare dalla bassa velocità all'alta velocità e viceversa.

Forniture

1. Arduino Nano Every
2. Display OLED IZOKEE 0,96" I2L 128X64 Pixel 2 colori
3. Encoder rotativo con pulsante (Cylewet)
4. Potenziometro digitale IC MCP42010
5. Multiplexer IC 74HC4067
6. 3 x Relè Reed SIP-1A05
7. Pulsante interruttore a pedale a pedale momentaneo
8. PCB a doppia faccia (circuito stampato) per fai da te
9. Condensatore ceramico.1uF (per filtro MCP42010)

Passaggio 1: cosa puoi aspettarti dal tuo Electro-Harmonix modificato…

Le nuove caratteristiche che avrà il B9:

DISPLAY OLED che mostra lo stato dell'unità:

1. OFF il testo è al contrario - ON il testo è normale
2. Dry (default): organo e chitarra sono entrambi presenti su "Organ OUT"
3. Muto: solo l'organo è presente su "Organ OUT", la chitarra è Mute!
4. l'effetto selezionato per numero e descrizione: in alto in giallo un riferimento al tipo di utilizzo dell'effetto come Deep Purple, Procol Harum, Jimmy Smith…- in basso la stessa (più o meno) descrizione del selettore
5. il tipo di modulazione - Leslie/Vibrato/Tremolo
6. la velocità della MODULAZIONE
7. l'accelerazione della modulazione in corso scorrendo da sinistra a destra il nome dell'effetto selezionato

ENCODER ROTANTE:

1. all'accensione la selezione di default è B9, il che significa che il controllo dell'effetto è gestito dal selettore rotativo originale B9
2. ruotando in senso orario per selezionare l'effetto 1, 2, 3…9, 1, 2, 3…
3. per riportare il comando su B9 ruotarlo in senso antiorario …3, 2, 1, B9 o…
4. … premere il pulsante del codificatore rotante per alternare tra l'effetto selezionato e la selezione del selettore rotativo B9: questo è un modo semplice per spostarsi tra 2 diversi preset. (scegliere un encoder rotativo più alto facilita la pressione con il piede mentre stai giocando! Vedi l'immagine a lato)

FUNZIONE MUTE/DRY:

1. dallo stato OFF muovere il codificatore rotante in senso antiorario per selezionare l'effetto 9
2. premere il pulsante del codificatore rotante
3. il display cambierà da Dry (predefinito) a Mute
4. per tornare a Dry togliere l'alimentazione e riaccendere!

FUNZIONE DI VELOCITÀ LESLIE:

1. per passare da OFF a ON e viceversa premere brevemente la pedaliera (dobbiamo rimuovere la pedaliera esistente e installare un pulsante momentaneo)
2. seleziona la velocità BASSA con il potenziometro MOD esistente (vedrai il valore della velocità sul display)
3. premere e tenere premuto il pedale e la velocità della MOD aumenterà automaticamente progressivamente fino alla velocità MAX (100 sul display o meno se lo si rilascia prima del raggiungimento di 100) e rimarrà al massimo fino alla pressione del pedale
4. rilascia l'interruttore a pedale e la velocità della MOD diminuirà gradualmente fino alla velocità LOW selezionata dal potenziometro. MOD.

Pronto a giocare a A Whiter Shade of Pale?

Passaggio 2: hardware…

Prima di tutto, un disclaimer: sono un ingegnere elettrico vecchio stile, forse in grado di progettare una rete di distribuzione ad alta tensione e forse un po' in grado di progettare e programmare un'apparecchiatura controllata da PLC!

All'università programmavo in Fortran sulle schede perforate, poi in Basic e Assembler sul Sinclair ZX80 (1Kb di memoria…): praticamente sono un dinosauro!

Ovviamente mi piace suonare la chitarra e mi piace il suono dell'organo: quando ho visto il B9 sono rimasto a bocca aperta!

Per implementare la funzione di accelerazione ho pensato di aggiungere semplicemente un interruttore a pedale esterno che accorcia il potenziometro MOD al valore massimo o qualcosa come la modifica JHS che richiede un pedale di espressione esterno.

Ma vorrei riprodurre la stessa sensazione dell'organista che preme un pedale e il motore del Leslie fa il resto!

Così ho capito che serviva un po' di programmazione: è ora di imparare questa diavoleria di Arduino!

Sii generoso quando farai commenti sul modo in cui ho sviluppato il programma (credo che ora lo chiami "codice"…) e la soluzione hardware (uso l'approccio "elettromeccanico"): utilizzo tutte le risorse disponibili su instructables e il sito Arduino e cercherò di ringraziare le persone che hanno scritto il codice che ho usato per ispirarmi!

Ok, parliamo di hardware.

Arduino Nano Every controlla tutte le funzioni:

INGRESSO

D2 Encoder Rotante -> pinA

Encoder Rotante D3 -> pinB

D4 Encoder Rotante -> pulsante

Pedaliera D5: la pedaliera standard installata sul B9 attiva 3 contatti: aprendo il retro del B9 vedrai la pedaliera collegata al PCB (Printed Circuit Board) tramite un cavo piatto, la connessione PCB è contrassegnato CN2 e si possono numerare le connessioni da 1 (vicino al segno CN2) a 6.

In posizione OFF il contatto 3-4 è chiuso, in posizione ON 5-6 è chiuso, in selezione Dry 2-6 è chiuso. È necessario rimuovere l'interruttore a pedale esistente e installare un nuovo semplice pulsante momentaneo e gestire i 3 contatti tramite 3 relè.

Ho usato relè reed: contatti piccoli, stabili ed economici! Negli schemi di Fritz non sono riuscito a trovare il relè reed SIP-1A05 quindi ho usato quello più simile. Nelle immagini allegate vedrete che il relè reed ha solo 4 pin (invece degli 8 pin nello schema): quelli esterni sono il contatto, quelli interni la bobina.

Ho provato gli interruttori digitali CD4066 e TM1134 ma la resistenza On e probabilmente l'impedenza generano una certa distorsione e "perdita di suono" in posizione Mute. Quindi sono tornato sul mio approccio elettromeccanico che funziona senza rumore!

A7 vanno tagliati i pin del potenziometro MOD (marcato VR1 sul PCB) (quindi scollegato dal PCB) e collegati a Nano: il pin sul min. al 5V - il pin sul MAX. a GND - il tergicristallo centrale all'ingresso analogico A7

PRODUZIONE

D6 contatto 3-4 (chiuso è B9 OFF)

D7 contatto 2-6 (chiuso è B9 in modalità Dry)

D8 contatto 3-4 (chiuso è B9 è ON)

D10 sul potenziometro digitale MCP 42010 su CS (pin1)*

D11 sul potenziometro digitale MCP 42010 su S1 (pin3)*

D13 sul potenziometro digitale MCP 42010 su SCK (pin2)*

* sullo schema della breadboard il chip del potenziometro digitale è visualizzato da un generico IC a 14 pin con un trimmer che si sovrappone ai pin 8-9-10. Questa è solo una rappresentazione grafica: non ti serve altro che MCP42010.

A0 sul multiplexer 74HC4067 su S3

A1 sul multiplexer 74HC4067 a S2

A2 sul multiplexer 74HC4067 a S1

A3 sul multiplexer 74HC4067 a S0

A4 sul display OLED su SDA

A5 sul display OLED su SCL

ALIMENTAZIONE ELETTRICA

VIN collega il Nano Vin al +9V della presa B9: puoi vedere dalle foto il pin che ho scelto ma fai attenzione e controlla con il multimetro il pin corretto!

MULTIPLEXER

Per raddoppiare la funzione dell'interruttore rotante per selezionare uno dei 9 diversi effetti d'organo, ho usato l'encoder rotante che può (in qualche modo) informare facilmente Arduino sulle direzioni. Quindi è necessario duplicare fisicamente il selettore rotativo esistente per informare il B9 di quale effetto selezionare. Il mio primo prototipo ha funzionato con 10 relè (ho allegato una foto per dimostrarlo!). Poi ho capito che era un po' troppo e, anche se avevo paura di questo mistificato dispositivo, ho affrontato coraggiosamente il mondo dei multiplexer e… ci riesco!

Il multiplexer 74HC4067 è in grado di 16 posizioni. Ho utilizzato la posizione C0 per collegarmi al pin comune del commutatore rotante (devi tagliare e isolare il pin contrassegnato con "C" dal PCB e collegarlo al C0 del multiplexer): in questo modo puoi "restituire ' il comando all'interruttore rotante quando necessario (…come preset!).

Le altre posizioni C1…C9 vanno collegate ai 9 pin del commutatore rotante: il modo più semplice è utilizzare il lato opposto del PCB (ho allegato una foto ma, ripeto, attenzione a trovare quelli giusti!)

Spero che con l'aiuto dello schema della breadboard Fritz e alcuni suggerimenti dalle immagini, tu possa realizzare un PCB più pulito per i pochi componenti necessari.

Passaggio 3: …& Software

Il codice è il risultato di molte ispirazioni da istruttori e siti Arduino. Come ho detto, ho imparato il C++ solo per essere in grado di fare questo progetto e il mio approccio è abbastanza semplice: sono sicuro che qualcuno può scrivere un codice molto più ben costruito…

Noterai che alcuni pezzi di codice non sono posizionati nella posizione più logica, questo è dovuto al mio modo di approssimazioni successive per risolvere qualche problema!

La prima parte riguarda la dichiarazione di variabili e costanti (spero che i commenti siano autoesplicativi): ho aggiunto anche la descrizione originale dell'effetto dal manuale B9.

La parte relativa al potenziometro digitale è stata ispirata da Henry Zhao

La parte relativa al multiplexer è stata ispirata da pmdwayhk https://www.instructables.com/id/Tutorial-74HC406… che ho riadattato per Arduino Nano Every.

La parte relativa all'encoder rotante è stata ispirata da SimonM8https://www.instructables.com/id/Improved-Arduino…: è stata dura adattarsi ad Arduino Nano Every ma… l'ho fatto dopo l'incoraggiamento di Simon!

Per il pulsante a doppia funzione mi sono ispirato a Scuba Steve e Michael James

…e il resto (sembra poco ma per me è tanto) ce l'ho fatta!

Credo che ci siano abbastanza commenti per spiegare come funziona il software: sarò felice di aiutare se qualcuno dovesse trovare qualche difficoltà nell'interpretarlo.

Passaggio 4: inserire Arduino Nano Every nella scatola B9

Prima di tutto devi rimuovere il PCB dalla scatola: è abbastanza semplice (rimuovi viti posteriori, manopole, bulloni da jack e potenziometri) basta essere gentile per evitare di danneggiare l'SMD sul PCB.

La parte più fortunata di questo progetto è stata quella di trovare uno slot stretto sul PCB vicino ai jack di Output: ho posizionato il display OLED con i pin che passano attraverso questo slot ed è magico esattamente dove lo volevo! Forse Electro-Harmonix aveva in mente di introdurre un display OLED all'epoca del progetto originale: comunque glielo proporrò!

Con il display OLED in posizione utilizzare un pezzo di carta per tracciare un modello (usare una matita morbida) come mostrato in figura e quindi riportare la finestra del display sulla scatola.

Avrai bisogno di un po' di pazienza e lavoro manuale per avere una finestra rettangolare ragionevole usando trapano e lima…

Ho incollato dall'interno un pezzo di plastica trasparente per proteggere il display e sigillare la scatola per evitare la polvere.

Per collegare il display ad Arduino Nano Ogni uso del cavo schermato (ho usato un pezzo del cavo USB di un iPhone rotto…) e posiziona uno schermo sotto il display stesso: il dispositivo OLED è piuttosto rumoroso!

L'encoder rotante viene posizionato in posizione LED (rimosso) quindi è sufficiente allargare il foro esistente.

Potete vedere dalle immagini che ho usato 2 piccoli pezzi di PCB per il fai da te: uno per il Nano e il potenziometro digitale e uno per i relè reed. L'unico motivo è che il mio primo tentativo è stato quello di utilizzare interruttori elettronici IC e poi sono tornato ai relè … Di sicuro puoi fare tutto su un singolo PCB.

Per evitare disturbi utilizzare cavo schermato per il collegamento del potenziometro MOD e dei relativi collegamenti all'ingresso analogico Nano.

Per tutte le altre connessioni ho utilizzato un cavo molto flessibile (Plusivo 22AWG Hook Up Wire).

Una volta effettuati tutti i collegamenti, rimontare il PCB B9 e inserire delicatamente il PCB Nano nello spazio attorno all'interruttore a pedale: ho utilizzato della plastica flessibile per essere sicuro che non si verificasse alcun contatto accidentale.

Fatto.

Passaggio 5: risultato finale

Il B9 è ora pronto per le esibizioni dal vivo!

- Vedrai il display al buio (sembra poco ma è abbastanza visibile e chiaro nella normale posizione di riproduzione…) e saprai quale suono si sentirà…

- È possibile alternare tra l'effetto visualizzato sul display e quello selezionato sul selettore rotativo…

- Puoi decidere se il segnale Dry è presente sull'uscita dell'organo…

- …e, finalmente, puoi velocizzare il tuo Leslie come Billy Preston, Jimmy Smith, Keith Emerson, Joey Defrancesco, Jon Lord e… Peter Van Wood: il mio eroe chitarra-organo!

Sii compassionevole con i video allegati: sono stati registrati con il mio iPhone e con l'unica intenzione di mostrare l'utilizzo e non le mie scarse capacità "artistiche"!

Godere.