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Nachrüstung einer einfachen MIDI-Schnittstelle für einen Korg Polysix Synthesizer

1. Vorwort

Vor einiger Zeit hat mich ein Bekannter daraufhin angesprochen, ob ich ihm bei der Realisierung eines MIDI-Interfaces für seinen Korg Polysix Synthesizers behilflich sein könnte. Schaltplan, Firmware und Layout der Platine konnte er mir zugänglich machen. Die Autoren hatten jedoch keine Platine (mehr) vorrätig und auch nicht vor, kurzfristig eine kleine Serie auflegen zu lassen.

Ich selber hatte unmittelbar davor einen Prototypen zu einem kleinen Datenerfassungssystem basierend auf einem Atmel AVR-Mega-Prozessor und einer SD-Karte entwickelt (SD-Experiment) und die Platine, die mit EAGLE entworfen worden war, als Prototyp fertigen lassen. Dabei hatte ich vom Fertiger sein sogenannte Zwillingsangebot genutzt, das zu einem meiner Ansicht nach sagenhaft günstigen Preis (auch für private Auftraggeber!) zwei Exemplare einer Platine der maximalen Größe 100 mm mal 160 mm verspricht. Das Versprechen wurde gehalten und hat mich ermutigt, das Layout für das MIDI-Interface neu zu entwickeln. Dabei wurde von der Option Gebrauch gemacht, dass die Europakarte durchaus auch mehrere kleinere Platinchen enthalten darf, die über kleine Stege verbunden sind. Man muss sie hinterher also nicht mal selbst aussägen.

2. Die Schaltung

Das ganze Projekt basiert auf [1]. Die Schaltung (Schaltplan [2]) hat sich gegenüber der Vorlage nicht geändert, das Board ([3]) aber schon: Im Original war vorgesehen das MIDI-Board in die Leitung zur Tastatur einzuschleifen. Damit sollte erreicht werden, dass die Tastenanschläge vom Controller auf dem Board simuliert werden können. Das ist überhaupt das Grundkonzept der ganzen Idee. Nachteil dieser Lösung ist:

  1. man muss ein Plätzchen finden, wo man die Platine unterbringen kann
  2. man muss irgendwo sich noch Strom suchen
  3. Exakt passende 16-polige Steckverbinder, die zum Tastaturstecker kompatibel sind, konnte ich zumindest als Privatperson nicht auftreiben

Die Nachteile sind zwar nicht schwerwiegend - aber es geht besser. Studiert man nämlich die Schaltpläne des Polysix, dann stellt man fest, dass sämtliche Leitungen zur Tastatur direkt zum Prozessor führen, der den Key-assigner steuert. Diese Tatsache lässt einen anderen Ansatz zweckmäßiger erscheinen: Baue ein Adapterboard, das anstelle des Originalprozessors eingesteckt wird. Stelle auf dem Board einen Sockel zur Verfügung, der den Originalprozessor aufnimmt. Bringe außerdem alle weiteren benötigten Komponenten des MIDI-Interfaces darauf unter und verbinde sie mit den richtigen Pins des Originalprozessors. Damit sind die oben aufgeführten Nachteile sofort hinfällig:

  1. Der Platz ist durch die Position des Originalprozessors vorgegeben
  2. zwei der Pins des Originalprozessors dienen seiner Stromversorgung - Strom ist also da
  3. Die Frage nach dem Tastaturstecker ist hinfällig

Man hat sogar den zusätzlichen Vorteil, dass keine bleibende Veränderung am Synthesizer vorgenommen wird. Man kann ihn jederzeit wieder rückbauen und in den Originalzustand versetzen.

Schaltplan

Was sich nicht mehr rückbauen lässt, sind die notwendigen Bohrungen auf der Rückseite, um zumindest die MIDI-In-Buchse aufnehmen zu können.

Layout

3. Die Platine

Die folgenden Bilder zeigen die Midi-Platine komplett bestückt:

Foto der Bestückungsseite

Man erkennt zunächst auf der linken Seite den Originalprozesser, D8049C, der im Polysix die Funktion des Key-Assigners übernimmt. Auf der rechten Seite sieht man die Stiftleiste die zu den MIDI-Buchsen (In und Through) führt. Ebenfalls, oben rechts, leicht zu erkennen, der Kanalwahlschalter zur Auswahl des MIDI-Kanals, dem der Polysix dann zugeordnet sein soll. Zu beachten ist das Loch in der Platine, dessen Zweck im nächsten Kapitel erklärt wird.

Foto der Lötseite

Auf der Lötseite erkennt man links die beiden Stiftleisten, die später anstelle des Originalprozessors in die Hauptplatine gesteckt werden. Auf der rechten Seite sieht man zwei Abstandshalter, die dafür sorgen, dass das MIDI-Board gerade auf der Hauptplatine aufliegt und durch Steckvorgänge an der Stiftleiste nicht verkantet wird.

4. Der Einbau

Die folgenden Bilder zeigen die eingebaute Platine.

Die Platine eingebaut im Polysix - Detail

Hier sieht man jetzt sofort den Zweck des Loches: es sorgt dafür, dass der darunter befindliche Kondensator auf der Hauptplatine genügend Platz zur Verfügung hat.

Die schwarzen und weißen Kabel auf der rechten Seite führen zur Tastatur. Im Original wäre es notwendig gewesen, die MIDI- Platine dort einzuschleifen. Dann müsste man aber immer noch zwei Stellen finden an denen man die 5V zur Stromversorgung der MIDI-Platine entnimmt. Die etwas verdeck liegenden braunen Kabel führen zu den beiden DIN-Buchsen für MIDI-In und MIDI-Through. Midi-Out gibt es nicht. Optional könnte noch eine LED dort angeschlossen werden, an der man Aktivitäten auf der MIDI-In-Leitung angezeigt bekäme. In diesem Beispiel wurde die LED nicht eingebaut.

Was man ebenfalls gut sieht ist die Reihe von Lötpunkten auf der linken Seite links vom Originalprozessor. Die zweite Reihe ist genau unter dem Prozessor und daher auf diesem Bild nicht sichtbar. Beide Reihen führen auf Stiftleisten, die nun im Originalsockel auf der Hauptplatine stecken. Aus Platzgründen ist der Prozessor entsprechen nach rechts verschoben.

Vielleicht noch ein paar Angaben zur Orientierung: Das Keyboard wurde entfernt. Es würde die linke Hälfte des Prozessors abdecken. Nach rechts geht's Richtung Rückwand.

Die Platine eingebaut im Polysix - Übersicht

Das selbe wie vorher, nur mit Darstellung der angrenzenden Komponenten. Insbesondere wurde für dieses Bild das Keyboard lose eingesetzt.

5. Hinweis

Die Schaltung ([2]) und vor allem das Board ([3]) haben einen kleinen Schönheitsfehler, für dessen Beseitigung ich selber nicht mehr die Zeit gefunden habe. Der kleine Codierschalter zur Einstellung des MIDI-Kanals zeigt nicht die tatsächliche Kanalnummer an. Vermutlich liegt bei Stellung 1 der Kanal 8, bei Stellung 2 der Kanal 4 etc. D.h. das Bitmuster ist nicht von links nach rechts sondern umgekehrt zu lesen. Wer Lust hat, kann versuchen, die Pins mit der Wertigkeit 1 und 8 zu diejenigen mit der Wertigkeit 2 und 4 zu vertauschen. Vielleicht stimmt dann der MIDI-Kanal mit der Anzeige überein. Alternativ könnte man die Firmware anpassen; da mir aber nur das Compilat, nicht aber die Sourcen zur Verfügung stehen, ist das auch keine Lösung.

6. Platine

Ich selber habe keine Platinen und ich habe auch nicht vor, eine Serie aufzulegen. Dazu sind die Anfragen dann doch zu selten. Aber kürzlich (April 2016) hat ein Leser dieses Artikels eine kleine Serie fertigen lassen und er hat noch Platinen übrig. Anfragen zu Platinen können daher über die Seite Steckschwein an Thomas Woinke gerichtet werden.

6. Referenzen und Links

  • [1] Die von mir benutzte Vorlage. Dort gibt es den Schaltplan, die Firmware und natürlich auch das Original-Layout.
  • [2] Der Schaltplan (EAGLE)
  • [3] Das Board (EAGLE)
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