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MIDIbox SID V1

Date de Création: 2002/2003

NOTE: This design is expired! In 2007 MIDIbox SID V2 has been developed which replaced the old version. See this page for more details.

Vous en avez assez des synthétiseurs virtuels, des samplers et autres générateurs à table d'ondes? Vous cherchez des sonorités vintages, comme celles que l'on pouvait tirer des premières générations d'ordinateurs personnels. Savez-vous que le chipset sonore de l'un des plus célèbres ordinateurs des années 80 - le C64 - est une puce capable de générer des sons dignes des synthé les plus récents? N'avez-vous jamais révé de construire vous-même, et à moindre coût, un synthétiseur digne de nom? Oui? Alors je pense que la MIDIbox SID va vous plaire! :-)

La MIDIbox SID permet de contrôler le chip SID via MIDI. L'idée n'est pas nouvelle, et d'autres projets similaires pour redonner vie à ce chip ont déjà vu le jour ces dernières années:

  • SID Homepage par Andreas Varga, avec quelques informations techniques intéressantes
  • SIDgroove un synthétiseur SID "DIY", conçu autour de deux PICs Master/Slave, trés bien documenté
  • Parallel SID - un autre synthétiseur SID "DIY" - merci Buchi pour ces conseils concernant les sorties audio du SID!
  • SIDrack par Christian Catchpole
  • C64 schematics des informations trés utiles pour le choix des condensateurs de filtrage et l'amplification de la sortie
  • SidStation - un produit commercial embarquant un chip SID 
  • HardSID - un autre produit commercial embarquant un chip SID

La MIDIbox SID est un projet non-commercial & "DIY-only". En plus des fonctions déjà proposées par le SID  (trois oscillateurs, triangle/saw/pulse/noise et formes d'onde mixte, générateurs d'enveloppe indépendants pour les amplitudes, la sync & la modulation en anneaux (ringmodulation), filtre multi-bande 12db low/band/highpass/notch filter), elle propose:

  • 2 enveloppes supplémentaires avec une courbe non-linéaire optionnelle pouvant être assignées au Pitch, à la Pulsewidth et aux Filtres
  • 6 LFOs supplémentaires avec plusieurs formes d'onde pouvant être assignés au Pitch, à la  Pulsewidth et aux Filtres
  • "Fine Tuning" (réglage fin de la tonalité)
  • Pitch Bender
  • fonction Portamento/Glide 
  • Délais
  • Synchronisation des Oscillateurs optionnelle 
  • Arpégiateur (un SID se doit d'avoir un arpégiateur ;-)
  • Mode Poly, Mono et Legato
  • Assignation des zones du clavier pour chaque voix (key splitting), ce qui permet de jouer plusieurs voix (timbres) séparément (mode multitimbral)
  • Assignation librement configurable des contrôleurs à la molette de Modulation, à la Vélocité et à l'Aftertouch
  • Séquences "wave" et CC pour permettre des sons plus percussifs (Table d'onde)
  • Le séquenceur à table d'onde peut être combiné avec l'arpégiateur pour obtenir des textures  complexes
  • Les LFOs, Envelopes, Wavetables, Arpeggios peuvent être synchronisé à une MIDI clock externe
  • Jusqu'à 6 entrées CV avec une résolution de 8 bit peuvent être routées sur les LFOs (6ième waveform) et peuvent contrôler la fréquence des OSCs, la pulsewidth et le Filtre
  • Jusqu'à 8 sorties CV avec une résolution de 12 bit  (au stade expérimental)
  • Editeur SysEx indépendant pour l'OS, basé sur JSynthLib
  • Prise en charge des BankStick (128 patches par BankStick)
  • Peut servir à lire les fichiers ".sid" (voir la section MIOS Download )
  • Trois configurations matérielles:
  •  -Step A: la Surface de contrôle minimale  
  •  -Step B: permet de contrôler jusqu'à 4 SIDs
  •  -Step C: la Surface de contrôle complète

L'implémentation des fonctionnalités suivantes est prévue:

  • see the long ChangeLog of the v1.7303, the beta version is published in the forum.
  • see also the plans for MIDIbox SID V2

Addendum: Pour répondre aux perpétuelles questions sur les avantages d'un projet basé sur ce micro-contrôleur, je vais m'efforcer d'être plus explicite: la MIDIbox SID a été conçue pour tirer du SID des sons qu'il n'est pas possible d'obtenir autrement. A la différence des programmes tournant sur les  C64 comme Triad MIDIslave, AnyWare M64 ou Prophet64, la MIDIbox SID dispose de plus de source de modulation de haute résolution implémentée dans la partie software (LFOs, EGs), des moteurs sonores indépendant pour chacune des trois voix et une interface MIDI "low-latency" (pas de perte de notes...) - Il fallait pour réaliser ces implémentations un CPU plus rapide que le 6502. A la différence de la version PC HardSID,  la MIDIbox SID propose un taux de rafraîchissement plus rapide (on peut lire dans la description des spécifications du HardSID: "taux de rafraîchissement jusqu'à 500Hz - latence vraiment trés basse. Aucun autre synthé SID ne peut se comparer au HardSID Synth". Ils oublient juste de dire que la MIDIbox SID, qui ne dépend pas d'une plateforme PC, a un taux de rafraîchissement de 1220 Hz! ;-). En complément, la MIDIbox SID procure des sensations de jeu "live" et quelques "plus" non-négligeables: une matrice de modulation, des textures d'accords complexes avec l'arpégiateur, des sorties CV pour des extensions analogiques et bien sûr une surface de contrôle complète.

La photo ci-dessus montre la configuration matérielle minimum pour faire fonctionner un synthétiseur SID .Dans cette configuration "économique", les paramètres ne sont accessibles que via MIDI - une liste des contrôleurs CC est disponible ici. Comment gérer autant de paramètres??? Bien qu'il soit toujours possible de les piloter depuis un contrôleur MIDI classique, cette solution n'est pas vraiment d'un grand secour ici (il faudrait 90 potars et 130 boutons - et la plupart des contrôleurs MIDI du marché ne prennent pas en charge l'affichage LCD, ou proposent simplement des écrans LED digit qui rendent difficile la navigation parmis les paramètres). Du coup, un contrôleur MIDI se révèlera efficace surtout pour l'édition des principaux paramètres, ceux des oscillateurs, des filtres, des enveloppes et des LFOs, les autres CCs ne peuvent être gérés "ergonomiquement" par ce biais là.
Mais avec un ordinateur, tout ceci devient facilement réalisable. J'ai donc créé un joli panneau de contrôle pour Logic Audio, qui me donne accés à tous les paramètres du moteur sonore de la MIDIbox SID  :-) - Notez qu'il est également possible de réaliser ce genre de chose pour Cubase, Cakewalk ou Sonar (n'hésitez pas à mettre en ligne vos créations!). Vous pouvez également utiliser SynthEdit pour créer un module VST, que vous pourrez donc charger dans n'importe quel séquenceur hôte!
Depuis la version V1.2, la MIDIbox SID peut aussi inter-agir avec un éditeur basé sur JSynthLib, capable de fonctionner qous n'importe quel OS supportant java (Windows/Mac OS/Linux/Solaris/...):


Cliquez ici pour agrandir l'image

Bien sûr, tout cela ne remplace pas une véritable surface de contrôle. Vous trouverez dans les pages suivantes une description des différentes configurations matérielles possibles pour compléter le MIDIbox SID par des LEDs, des boutons et des encodeurs rotatifs: Step A, Step B, Step C.

MIDIbox SID : Samples Audio

Les samples audio suivant ne reflètent pas forcément le son "brut" du C64 (consultez les descriptions), mais donne un aperçu des possibilités du MIDIbox SID utilisé en conjonction avec des effets externes. Tous les samples ont été enregistrés et agrémentés d'effets sous Logic. Les Drums sont produits par une Yamaha RM1x.
Les Patchs utilisés sont disponibles dans la partie "téléchargements".

mbsid_demo_random_patches.mp3
Quelques méchants sons pour commencer - Ces patchs aléatoires (random patch) sont générés par le script mk_sid_random.pl (les patchs "random" du 4096 sont inclus dans la banque de presets). Ils donnent un bon aperçu de la puissance du moteur sonore du MIDIbox SID
Auf_Wiedersehen_Monty_(MIDIbox_SID_Remix).mp3
La Demo song finale - un Remix du célèbre titre sur C64 "Auf Wiedersehen Monty" de Rob Hubbard et Ben Daglish. Tous les sons à l'exception des Drums sont joués par le SID. Les effets sont ceux inclus dans Logic.
mbsid_moog_demo.mp3
 C'est le "Delta Theme" de Rob Hubbard, passé dans un filtre "Moog" externe, ce filtre est contrôlé via les soties CV du module AOUT . Voir aussi  cet article du forum pour plus d'informations et de samples.
mbsid_demo2.mp3
Trois oscillateurs, 3 LFOs, 1 générateur d'enveloppe & et le portamento contrôlé dynamiquement - Un son "Brass" intéressant! :-)
Certains m'ont demandé combien j'avais empilé de voix pour obtenir un tel son - et bien, il s'agit d'une seule voix (monophonique) avec un réglage de LFO fixe. je l'ai enregistré en deux fois - une fois pour le canal gauche, une fois pour le canal droit. Le portamento est activé/désactivé par le séquenceur - J'ai réalisé cet exemple avec mon MIDIbox64 Sequencer & le MIDIbox SID en 15 minutes quand m'est venue l'idée d'essayer d'obtenir des sons de cuivre ;-)
mbsid_demo3.mp3
Trois formes d'onde "Pulse", légèrement détunées & et modulées par la PWM - vous reconnaîtrez peut-être cet air..?
mbsid_demo4.mp3
Un son "sync" avec une modulation extrême de l'enveloppe - Baissez d'abord le volume si vous tenez à vos haut-parleurs! ;-)
mbsid_demo5.mp3
Un son avec une modulation en anneaux (Ring Mod.) et le portamento activé.
mbsid_demo6.mp3
Trois arpégiateurs synchronisés avec des fréquences extrêmes.
mbsid_demo8.mp3
Une démonstration des possibilités qu'offre la nouvelle implémentation des tables d'ondes. Elle permet de créer des séquences de forme d'ondes et de contrôleurs CC pour obtenir des sons plus percussifs. Notez que tous les sons ont étés créés avec le MIDIbox SID. Quelques effets externes ont été ajoutés dans Logic Audio, pour donner un peu d'intensité à l'ensemble! :-)
mbsid_demo9_4.mp3
3 x MIDIbox SID avec quelques délais externes et des chorus, et ça peut sonner comme un Virus ;-)
mbsid_v1_5_wt_plus_arp.mp3
Cet exemple montre les possibilité offertes par le nouveau firmware V1.5: l'arpégiateur peut être combiné avec le séquenceur à table d'ondes pour réaliser des texture polyphoniques complexes.
mbsid_v1_5_filter.mp3
Voici les améliorations apportées par la mise à jour du contrôle des filtres de la version v1.5, les filtres du 8580 se comportent mieux. Vous entendrez d'abord le 6581, puis le 8580!
Examples for MIDIbox SID in 303 (Bassline) mode
Vous trouverez le titre 'Lovesong for my SIDs' sur cette page :-)
Deux titres par Julian

Options Matérielles

La MIDIbox SID  peut être assemblée progressivement, de la configuration minimale jusqu'à la surface de contrôle complète avec jusqu'à 4 SIDs.

La Configuration Minimale
PIC16F PIC18F Description
voir cette image.
Modules requis:
  • un module MBHP_CORE pour contrôler le SID et fournir l'interface MIDI.
  • un module MBHP_SID qui embarque le chip SID et inclus l'amplification audio et l'interface série vers le module CORE
  • une alimentation -  AC ou DC, de 12V pour le 8580 ou 15V pour le 6501,  300 mA. Bien qu'une alimentation 6-9V soit normalement recommandée pour le module CORE, vous pouvez utiliser l'alimentation du module SID car la consommation du module est minime (le 7805 ne chauffera pas trop). Consultez aussi la page MBHP_SID pour voir comment réutiliser l'alimentation d'origine du C64.
Coût:
  • L'ensemble des composants pour le CORE et le module SID (sans le SID, que vous devez récuprer dans un C64): environ 25 EUR + plus les frais d'envoi.
  • Une platine d'essai (vectorboard): environ 3 EUR, ou vous pouvez commander des PCBs prêts à l'emploi (disponibles sur les sites www.mikes-elektronikseite.de et http://mbhp.coinoptech.com): 12 EUR/US $14 + frais d'envoi.
  • Une alimentation (une alimentation de C64): environ 6 EUR
Extensions Optionnelles
  • un module MBHP_BURNER qui vous permettra de programmer le PIC vous-même (note: le PIC18F452 doit simplement être programmé une fois avec le Bootstraploader, la mise à jour des firmwares peut ensuite se faire via MIDI - SmashTV propose des PICs avec le bootstrap loader chargé, sans coût supplémentaire, sur son site)
  • Un ou plusieurs BankSticks pour sauvegarder vos Patchs.
  • Un module MBHP_LTC qui fournit des LEDs d'activité MIDI In/Out et une interface RS232.
  • Un module MBHP_USB pour disposer d'une interface USB (pour ceux qui maîtrise bien la soudure!)
  • Un écran 2x20 LCD pour afficher le nom et le numéro du Patch, et le canal MIDI.
  • Un joli boitier
Unité de Contrôle (Step A)
PIC16F PIC18F Description
non voir aussi cette page.
Modules et composants supplémentaires:
  • un écran LCD 2x20 Caractères (ou plus large)
  • un module MBHP_DINX1  - aucun PCB pré-imprimé n'est disponible pour ce peit circuit, vous devez donc le réaliser vous-mêmesur une plaque d'éssai (vectorboard). vous pouvez sinon utiliser un module DINx4 et n'installer que les Shift Register dont vous avez besoin.
  • un encodeur rotatif (datawheel).
    Un encodeur "avec détente" (detented) est recommandé pour une édition des valeurs précise.
  • une alimentation améliorée (PSU) (d'au moins 500 mA)
  • 6 boutons (ou p^lus si un écran plus large est utilisé)
Coût: env. 20-25 EUR pour un écran LCD 2x20 rétro-éclairé, 1..2 EUR pour l'encodeur rotatif, 1..6 EUR pour tous les boutons (en fonction de la qualité)
Solution Multi SID  (Step B)
PIC16F PIC18F Description
non voir aussi cette page.
Modules et composants supplémentaires:
  • n x modules CORE
  • n x modules SID 
  • l'unité de contrôle (voir ci-dessus)
  • une alimentation améliorée (d'au moins 800 mA) - l'alimentation d'origine du C64 est à préférer car elle dispose aussi d'un sortie +5V pour alimenter les modules CORE
  • 7 boutons de plus
  • 7 LEDs
Surface de Contrôle Complète (Step C)
PIC16F PIC18F Description
non voir aussi cette page.
Modules et composants supplémentaires:
  • n x modules CORE
  • n x modules SID 
  • l'unité de contrôle (voir ci-dessus)
  • une alimentation améliorée (d'au moins 800 mA)- l'alimentation d'origine du C64 est préférer car elle dispose aussi d'un sortie +5V pour alimenter les modules CORE
  • 3 modules DINX4 
  • 2 modules DOUTX4 
  • 14 encodeurs rotatifs supplémentaires (à la différence de la Datawheel, il est recommandé ici de choisir ici des encodeurs "sans détente" (non-detented), mais des encodeurs avec détente fonctionneront aussi trés bien, par exemple les M-SW-ROT de Voti ou les encodeurs Bourns de SmashTV's Shop)
  • 32 boutons supplémentaires
  • 99 LEDs
  • une jolie façe avant
Coût: les composants les plus coûteux sont les encodeurs rotatifs (env. 15 EUR) et la façe avant (panel) (il vous en coûtera si vous le faite vous-même dans les 25 EUR + beaucoup de temps, ou si vous le faite fabriquer de 100 à 150 EUR!)

Questions & Réponses

Cette partie a été transférée sur le MIDIbox Wiki. Vous y trouverez la MIDIboxSIDFAQ

Téléchargements

Schéma & PCBs
Fichier Taille Description
MBHP LINK voir la partie MIDIbox Hardware Platform. un module CORE et un module SID au moins sont requis.
MBSID CS LINK Unité de Contrôle
Firmware
MIOS Download LINK Portage pour le PIC18F452 avec le code Source, publié
PIC16F Firmwares LINK Firmware pour PIC16F877 (dépassé, ne l'utilisez pas pour de nouvelles MIDIbox!)
sid_cc_implementation_chart.txt 25k tous les paramètres sonores disponibles
sysex_implementation.txt 2k l'implémentation SysEx du SID
ChangeLog LINK Le ChangeLog du MIDIbox SID 
Patches
preset_patches_20060227.zip 400k 128+9 Preset Patches pour le MIDIbox SID + 4096 Random Patches + le "Random Generator". Consultez d'abord le fichier README.txt présent dans l'archive.
www.automatic-brain.de/midibox LINK Le "MIDIbox SID Patch Manager" de TL, pour Windows
SysEx Editor
JSynthLib LINK JSynthLib based MIDIbox SID editor
Misc.
MIDIbox Wiki LINK Des informations supplémentaires sur les MIDIbox et le MIOS
MIDIbox Forum LINK Le support du Forum MIDIbox 
SIDEnvironment_V1_1.zip 34k Un environnement Logic Audio pour le SID version1.1 et supérieure (capture d'écran)

Exemples de Constructions


Deux MIDIbox SID sans la Surface de Contrôle - la solution "économique"


SID Crazy: le sol de Ian Hurlock aprés qu'il ait "cannibalisé" quelques vieux C64s ;-)


MIDIbox SID par Thomas


MIDIbox SID par Arto


MIDIbox SID par d2k


MIDIbox SID de PayC (c'est celle d'en haut!) ;-)


La MIDIbox SID de Trapstate


MIDIbox SID par Majo


MIDIbox SID par Chriss


 MIDIbox SID de Matteo


MIDIbox SID par Seppoman


La MIDIbox SID de Steven


MIDIbox SID par Jurbo

Vous trouverez plus de photos dans la MIDIbox Gallery

NOTE: This design is expired! In 2007 MIDIbox SID V2 has been developed which replaced the old version. See this page for more details.



Last update: 2015-09-24

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