Dodéca 12 Sorties Documents disponibles : Commande-12_PWM_Dodeca-Midi.pdf Commande-12_PWM_Dodeca-Midi-2024.pdf

Version Note On ou Control Change, action maintenue ou arrêtée automatiquement.
La carte Dodéca permet de piloter 12 actionneurs de faible puissance tels que électro-aimants, lampes et éclairages, rubans de LEDs, moteurs à courant continu, en variation d’intensité. Ils doivent être alimentés en 12 V continu. Il est néanmoins possible de piloter quelques actionneurs en plus faible tension (5 ou 6 V par exemple) en se limitant à la moitié des valeurs de commande.

La doc de la version actuelle est le fichier Commande-12_PWM_Dodeca-Midi-2024.pdf.
L'autre fichier correspond à la première version de la carte qui n'est plus celle fournie par défaut : pilotage seulement par Control Change et mode temporisé + gradation.

I - Caractéristiques générales

1 - Taille de la carte

• Complète avec prise Midi et dominos : 17,3 cm x 4,2 cm
• Sans la partie sécable : 15,3 cm x 4,2 cm

Couper avec une cisaille sur l’alignement de perçages (trait orange).

2 - Connecteurs

a - Entrées

• Prise Midi In / Pastilles à souder (en vert)

b - Sorties

• Prise Midi Out / Pastilles à souder (vert)• 12 sorties 2 voies pour actionneurs : dominos à visser ou bien pastilles à souder

c - Alimentations

• Dominos pour fils à visser, 2 voies (+) / 2 voies (-) / Pastilles à souder
• Pastilles à souder à l’autre extrémité de la carte

3 - Configuration

• 4 interrupteurs

II - Connectique

1 – Connexion Midi au centre de décision

a - Prise Midi classique

Un câble Midi relie la prise In/Entrée de la carte sur la sortie OUT d’un ordinateur via une interface Midi-USB ou une sortie Midi de carte son. La Dodéca peut également être pilotée par une carte ZIP avec patch intégré. La prise Midi est en vert à gauche sur le schéma ci-dessus.

b - Sortie Midi

De l’autre côté de la carte se trouve une sortie Midi, en vert à droite sur le schéma, notée Out, sous la forme de deux pastilles métalliques. Cette sortie permet de transmettre le signal Midi vers d’autres cartes sans avoir besoin de ports Midi supplémentaires.

Les messages Midi sortant sur la prise Out sont identiques aux messages Midi entrant sur la prise In, ils traversent la carte inchangés. Cette sortie n’est pas branchée à un câble Midi classique mais à deux fils à souder et à brancher à leur autre extrémité sur une autre entrée Midi (cf paragraphe suivant).

c - Option Connexion Midi soudée

Afin de gagner de la place en longueur et en épaisseur, la Dodéca peut être sectionnée au niveau de l’alignement de petits perçages, réprésentés par le trait orange sur le schéma dans le PDF. Le branchement Midi doit alors se faire par la soudure de 2 fils directement sur la carte. Cette option concerne des projets où la carte doit être intégrée dans un espace réduit et ne plus être débranchée. En général, cette option ne concerne pas l’arrivée du câble Midi depuis le centre de décision, mais la continuité de la connexion Midi lors de l’enchaînement de plusieurs cartes Dodéca l'une après l’autre. Les pastilles In et Out sont donc prévues en face pour faciliter la connexion avec deux fils parallèles. Le câble Midi classique est remplacé par ces deux fils.

2 - Alimentation électrique

a - Tension continue 12 V

Tension d’alimentation = 12 Volts, pour la carte ET pour les actionneurs. Il faut du continu, pas de l’alternatif. L’alimentation est commune à la carte et aux actionneurs branchés dessus, contrairement aux couples Carte de Commande / carte Fille ou à la carte 4 Servos - 4 PWM de notre catalogue.

Il est néanmoins possible de piloter des actionneurs fonctionnant en moins que 12 V en faisant attention aux valeurs envoyées afin de ne pas dépasser leur tension supportée (en mode Maintien seulement).

Exemple : des moteurs 6 V fonctionnent avec des valeurs de 0 à 64 (la moitié de 12 V).

b - Puissance nécessaire

Les sorties de la carte Dodéca supportent chacune une intensité maximale de 1 Ampère.
Elle peut donc piloter n’importe quel actionneur en 12V qui a besoin de moins de 1A.

P = U x I <=> I = P / U
Puissance (Watts) = Tension (Volts) x Courant (Ampères)
P / U = maximum 1 A

Type d’actionneurs pilotables :

• Electro-aimants de puissance faible ou moyenne
• Petits moteurs à courant continu, vibreurs, ventilateurs
• Petits éclairages 12 V, LED, ampoules, jusqu’à 10 Watts

Par exemple :
Un électroaimant 3 W alimenté en 12 V consomme 3 W / 12 v = 0,25 A.
=> Il peut être piloté avec la carte Dodéca.

Un moteur 5 W alimenté en 6 V consomme 5W / 6V = 0,83 A.
=> Il peut être piloté avec la carte Dodéca.

Une ampoule de 50 W alimentée en 12 V consomme 50 W / 12 V = 4,16 A.
=> Elle ne peut pas être pilotée par la Dodéca, mais peut l’être avec une carte 8 Transistors HP.

Dimensionnement de l’alimentation générale :

La puissance, donc le courant à fournir, de l’alimentation doit être correctement calibrée.

Chaque sortie est de basse puissance, mais il y en a 12, donc au total l’alimentation risque de devoir fournir 12 Ampères par carte Dodéca. Le courant fourni est normalement précisé sur toutes les alimentations du commerce.
Il vaut toujours mieux prévoir un peu de marge supplémentaire dans la puissance disponible.

c - Branchements sur les dominos

Il y a 2 dominos / borniers pour brancher les fils d’alimentation.

ATTENTION au sens : l’alimentation est polarisée, il ne faut pas inverser les (+) et (-) sous peine d’abîmer la carte. des alimentations.

Attention au diamètre des fils : il faut des fils de taille adéquate pour supporter le courant consommé. C’est pour cela que les pistes et les pastilles d’alimentation sont très larges, et que les dominos permettent de visser 2 fils pour le (+) et 2 fils pour la masse marquée (-). Mettre deux fils plutôt qu’un est une solution pour leur éviter de chauffer si les actionneurs sont au maximum de la puissance possible.

Le diamètre nécessaire des fils se calcule en fonction de l’intensité du courant mais aussi de la longueur : un fils long doit être plus épais qu’un fil court. La longueur est généralement à prendre en compte surtout pour les fils reliant les actionneurs à la carte. L’alimentation générale a intérêt à être placée près de la carte de façon à l’y relier avec des fils courts.
Par exemple pour faire passer 12 A sur 1 m de long (1m pour le (+), 1 m pour le (-) ), prendre des fils de section d’au moins 1,5 mm². Les mettre en double, un sur chaque voie de domino, est conseillé.

d - Pastilles à souder

Partie sécable : couper la carte permet de sacrifier les connecteurs pour gagner de la place en longueur et en épaisseur. Les fils d’alimentation ainsi que les fils de signaux Midi sont alors directement soudés sur la carte, sur les pastilles métallisés. Les (+) et (-) sont marqués sur la sérigraphie. Ces pastilles permettent de plus de transmettre l’alimentation d’une carte à l’autre lors de l’enchaînement de plusieurs Dodéca. Le schéma de la page 2 dans le PDF montre la connexion directe par fil d’une carte à l’autre. Cf Chapitre IV.
Dans ce dernier cas, l’alimentation doit être calibrée pour l’ensemble des actionneurs branchés sur plusieurs cartes.

3 - Branchements des actionneurs

Remarque : sur les schémas jusqu’à présent, les sorties sont numérotées de 1 à 12 pour les situer sur la carte. Ces numéros ne correspondent pas aux numéros de messages Midi utilisés pour les
piloter, qui démarrent à 0.

a - Polarité

Chaque sortie comporte 2 voies, soit sur un domino soit sur deux pastilles à souder, selon l’option choisie. Il faut faire attention au sens de branchement, il y a une polarité à respecter :

• pour les LED simples et rubans de LED, pas d’allumage si inversion,
• pour les moteurs CC, changement du sens de rotation,
• pour les électro-aimant, à vérifier selon les modèles,
• pour certaines ampoules, pas de problème.

De la première à la 11e sortie, le (+) est du côté des sorties de la carte et le (-) est du côté de la prise Midi In.
Attention à l’inversion (+) / (-) sur la 12e sortie ! Le (+) est côté In, le (-) côté Out.

b - Orientation

La première sortie, celle pilotée avec la position / le numéro de Control Change les plus petits, est du côté Out (à droite sur le schéma). La 12e sortie est du côté In, à gauche.

c - Dominos / Pastilles

Dans l’option dominos, les fils des actionneurs sont vissés et restent démontables.

Dans l’option pastilles à souder, les fils sont soudés directement sur la carte Dodéca pour 2 raisons : gain de place et prix. Ils ne sont plus facilement démontables.

Le diamètre des fils doit aussi être vérifié pour les actionneurs : passer 1 A ne nécessite pas de gros diamètre mais il faut prendre en compte la longueur. Du 0,45 mm² suffit pour quelques mètres, mais pour une distance de 6 m il vaut mieux utiliser du 0,75 mm², pour 8 m du 1 mm².

III - Configuration

La carte Dodéca répond à différents numéros de messages Control Change (CC) ou pitchs de Note On (N), ce qui permet de piloter plusieurs lots de 12 actionneurs à la fois.
Le Canal Midi est le 1 et n’est pas modifiable.

1 - Interrupteurs 1 à 3 : décalage

Les interrupteurs servent à définir le numéro de carte, ce qui calcule un offset / décalage des numéros de messages. Le tableau ci-dessus donne les numéros des messages Control Change ou pitchs de Note associés à chaque configuration. Voir chapitre IV.

Par défaut la carte est configurée sur le premier numéro et se pilote avec les messages de 0 à 11.
L’interrupteur 4 n’affecte pas ce réglage.

2 - Intérêt de l’offset / décalage des numéros

Ce réglage est intéressant dans la programmation pour calculer des comportements sur des dizaines d’actionneurs en parallèle.

• Multiplier des réponses identiques : si deux Dodécas possèdent le même numéro, les actionneurs à la même place sur chaque carte réagiront de la même façon. Cela est intéressant si les actionneurs sont trop puissants pour en mettre plus d’un par sortie sur une carte, ou s’ils sont physiquement distants et qu’il est plus simple de les brancher à des cartes distinctes.
• Piloter des dizaines d’actionneurs indépendamment : les Dodécas doivent alors porter des numéros différents afin de séparer les réponses des actionneurs.

Le bénéfice du décalage de numéros est surtout de limiter le nombre de ports Midi nécessaires pour brancher plusieurs cartes : les Dodécas pouvant s’enchaîner les unes sur les autres, il est possible de piloter 96 actionneurs à partir d’un seul port Midi.

3 - Interrupteur 4 : maintien

La carte possède deux modes de réponse, en fonction de la position de l’interrupteur 4 :

• ON = Maintien + Gradation = bistable, l’action et son arrêt sont volontairement envoyés par l’utilisateur. L’intensité de l’action est modulable.
• OFF = Temporisé + Tout ou rien = monostable, arrêt automatique, seul l’allumage est envoyé.

IV - Mise en œuvre informatique

1 - Compatibilité

Source des commandes envoyées à la Dodéca :
ordinateur + code, clavier, sampleur, synthétiseur, ou autre appareil avec sortie Midi, Raspberry Pi avec interface Midi-USB, carte ZIP...

Logiciels :
s’il y a un code sur un ordinateur, n’importe quel environnement capable d’envoyer des messages Midi, tel que Max MSP, Isadora, Processing, Pure Data, Ableton Live + Max4Live, logiciels de MAO (Fruity Loops, Logic, Reason, etc), programmation modulaire audio...

2 - Messages Midi Note ou CC

Ces types de messages sont interchangeables : l’un n’est pas plus que l’autre associé à la gradation ou à la temporisation. Le choix se fait en fonction de la source des commandes (un clavier envoie des Note On par exemple) ou des affinités personnelles.

a - Control Change [Valeur Numéro Canal]

Chaque sortie actionneur correspond à un Numéro de CC, l’intensité (ou la durée en mode Temporisé) dépendant de la valeur de 0 à 127. Le canal est 1. Les Numéros à envoyer sont déterminés par la configuration des interrupteurs 1 à 3, voir tableau p 4. Une valeur de 0 provoque l’extinction.

Exemples en mode Maintien bistable :
Moteur à pleine vitesse sur sortie 1 = CC 127 0 1 (valeur numéro canal)
LED à mi-luminosité sur sortie 10 = CC 64 9 1
Electro-aimant 5 Volts sur sortie 6 = CC 53 5 1

Exemple en mode Temporisé monostable :
Electro-aimant 12 Volts sur sortie 8 pendant 1/10e seconde = CC 100 7 1

b - Note On, Note Off [Pitch Vélocité Canal]

Chaque sortie actionneur correspond à un pitch de Note, l’intensité (ou la durée) dépend de la vélocité de 0 à 127. Le canal est 1. Une vélocité de 0 (ou un Note Off) arrête l’actionneur.
Le choix entre Note Off ou Note On 0 dépend surtout de la source de l’envoi des commande. Pour la carte ils sont équivalents.

Exemples en mode Maintien bistable :
Moteur à pleine vitesse sur sortie 1 = N 0 127 1 (pitch vélocité canal)
LED à mi-luminosité sur sortie 10 = N 9 64 1
Electro-aimant 5 Volts sur sortie 6 = N 5 53 1

Exemple en mode Temporisé monostable :
Electro-aimant 12 Volts sur sortie 8 pendant 1/10e seconde = N 7 100 1

2 - Commandes en Mode Maintien ou Temporisé

a - Maintien + Gradation (bistable)

L’interrupteur 4 doit être On, pour le mode Maintien + Gradation.

• Si la valeur/vélocité du message est 0, l’actionneur est éteint jusqu’à nouvel ordre.
• Si la valeur/vélocité est 127, l’actionneur est allumé à sa puissance maximale, ici correspondant à une alimentation en 12 Volts. Attention à ne pas atteindre 127 si l’actionneur doit être alimenté en moins que 12V.
• Les pas intermédiaires de 1 à 126 permettent de contrôler le courant injecté dans l’actionneur et de l’allumer plus ou moins fortement (luminosité d’une lampe, force d’un électroaimant, vitesse d’un moteur CC, ...).

Il n’y a pas de notion de durée, l’action se poursuit jusqu’à l’ordre suivant, qui peut être une extinction avec 0 ou une autre valeur d’intensité.

Conséquence

Chaque allumage d’actionneur doit être suivi à un moment donné d’une commande d’extinction, il faut indiquer volontairement à chaque actionneur de s’éteindre.

Intérêts

• Programmation simple, intuitive pour les informaticiens ;
• Gradation d’intensité : luminosité, vitesse de moteur, force de frappe, etc ;
• Possibilité de piloter des actionneurs alimentés en moins que 12V.

Inconvénients possibles

• Penser à éteindre chaque actionneur à la fin de la journée / performance ;
• Risque de chauffe avec les électro-aimants ou les actionneurs qui ne doivent pas rester trop longtemps alimentés ;
• Deux fois plus de messages à envoyer, débit à surveiller s’il y a beaucoup d’actionneurs à piloter rapidement ensemble sur un même port Midi.

b - Temporisé + Tout ou rien (monostable, arrêt automatique)

L’interrupteur 4 doit être Off.

La sortie est active pendant une durée de X millisecondes, en fonction de la valeur/vélocité du message envoyé. Ce mode est principalement utilisé pour de la percussion avec des électro-aimants ou du pilotage d’électro-vannes. Il est intéressant pour des actionneurs qui ont tendance à chauffer lorsqu’ils sont allumés en continu.
L’allumage se fait toujours à pleine puissance, il n’y a pas de gradation d’intensité.

• Un message de valeur/vélocité 0 (ou un Note Off) provoque une extinction instantanée de l’actionneur. Cette commande interrompt toutes les autres commandes en cours qui pourraient avoir été lancées auparavant.
• Si la valeur/vélocité est différente de 0,
  • l’actionneur s’allume à pleine puissance (On),
  • reste allumé durant un temps précis dépendant de la valeur/vélocité (On),
  • s’éteint à la fin de ce temps (Off).

La valeur/vélocité donne directement la durée d’allumage de l’actionneur en millisecondes.

Si un autre message On est envoyé avant la fin d’action du précédent, cela remet le compteur à 0, on repart pour un maintien de l’actionneur On pendant cette nouvelle durée. Les durées ne sont donc pas cumulées, mais l’actionneur continue à recevoir de nouveaux ordres même quand il est On.

Exemples :
Si l’on envoie un Note On vélocité 20 toutes les 50 ms, l’actionneur s’allume durant 20 ms, s’éteint à la fin de ces 20 ms, reste éteint pendant 30 ms (50 - 20) jusqu’à ce que l’ordre suivant arrive et provoque son allumage.
Si l’on envoie un CC vélocité 127 toutes les 50 ms, l’actionneur s’allume instantanément au premier ordre reçu, reste allumé pendant 50 ms, mais ne s’éteint pas lorsque l’ordre suivant arrive. Il repart pour 127 nouvelles ms d’allumage. Il reste ainsi allumé jusqu’à ce que le dernier CC 127 arrive. A ce moment, il reste On encore 127 ms puis s’éteint.

Intérêts

• Limite les accidents d’actionneurs alimentés trop longtemps ;
• Programmation plus intuitive pour les pianistes / musiciens ;
• Limite la quantité de messages Midi circulant sur l’ensemble des cartes enchaînées ;
• Extinction simplifiée en exposition, les actionneurs s’arrêtant automatiquement si le code ne tourne plus.

Inconvénients

• Penser à renvoyer régulièrement la commande pour maintenir l’action si elle dure plus longtemps que 127 millisecondes ;
• Limite les actionneurs à ceux alimentables en 12 V car le fonctionnement est en pleine intensité en Tout ou rien.

c - Stratégie de Sécurité : Envoi régulier de commandes

Le mode Temporisé est une variante du fonctionnement originel de la carte Dodéca, développée pour automatiquement arrêter les actionneurs en cours de fonctionnement en cas d’arrêt accidentel d’envoi des commandes (pour des raisons variées telles que plantage du code, arrêt de l’ordinateur sans coupure des actionneurs, débranchement sauvage de la liaison Midi, etc).

Sécurité intégrée : la carte doit recevoir en permanence des ordres renouvelant la dernière commande envoyée, même si la valeur de pilotage n’a pas changé. Cette précaution permet d’éviter les accidents avec les moteurs ou la chauffe des électro-aimants.

Si aucune commande n’est envoyée pour maintenant l’intensité de l’actionneur, la sortie retourne à 0 et le moteur s’arrête, l’électro-aimant se relâche, la lumière s’éteint.

V - Enchaînement de plusieurs Dodéca

1 - Intérêts

• Piloter plusieurs dizaines d’actionneurs sur un port Midi
• Gagner de la place, remplacer les câbles par des fils soudés
• Limiter le nombre d’alimentations, sous réserve qu’elles soient correctement dimensionnées

2 - Branchements

La première carte conserve la prise Midi et les dominos d’alimentation, alors que la deuxième carte est directement liée à a première par de simples fils.

3 - Pilotage Midi

Les messages Midi entrant sur le In ressortent sur le Out sans modification. Chaque carte utilise les messages qui lui sont personnellement destinés via les numéros correspondant à la configuration des interrupteurs.

Elle ne répond qu’aux CC ou N qui la concerne et ignore les autres.

Si une autre carte dans l’enchaînement est configurée sur le même numéro, elle réagit donc de la même façon. Si elle est configurée sur un numéro différent, elle utilisera d’autres messages CC ou N que la précédente.

Le schéma montre les numéros de CC ou N de deux cartes configurées en 1 et 2.

Précautions d'emploi

Les précaution d'emploi sont détaillées ici.