Clavier drive 1

Clavicore

Le projet

Piloter un clavecin à distance grâce à un clavier ergonomique

L’instrument

La base est une copie d’une épinette italienne de 1601, vendue dans les années 70 en kit par Heugel et montée par un amateur. L’instrument a été révisé (changement des cordes, réharmonisation à la plume, rebouchage d’une fente sur la table d’harmonie).

Le système électronique sera intégré au corps de l’instrument.

L’automatisation

Moitié « Moteur »

testé et fonctionnel - photo à venir

La carte de contrôle est basée sur un RP2354B avec un DRV8874 par solénoïde pour un contrôle bidirectionnel. Cinq cartes permettent de gérer les 49 touches du clavier. Les cartes communiquent en CAN.

Moitié « Clavier »

testé et fonctionnel - photo à venir

Simple matrice de touches gérée par un Pico 2. Les événements « touches pressées » sont communiqués en CAN avec la partie « moteur » du système. Ils pourront également être transmis en MIDI à un ordinateur.

Ce projet utilisera une base de clavier ergonomique (https://github.com/MartinDrillon/IteMX3-) adaptée pour recevoir une disposition de type « Wiki-Haydn ». Une présentation plus détaillée du clavier est à venir.

Les solénoïdes

Les solénoïdes sont les éléments centraux du montage. Ils doivent être réalisés sur mesure. Ceux disponibles sur le marché sont :

• Trop bruyants
• Trop encombrants
• Trop puissants ou trop faibles
• Trop chers (~5 € pièce pour la référence la plus adaptée)

Le cahier des charges

• Bobine de 28 mm x 15 mm Ø max, intégrée au corps du clavecin, pour être invisible et conserver la possibilité de jouer normalement.
• Noyau constitué d’un aimant néodyme de 13 mm x 6 mm Ø N48 fixé sous la touche.
• Alimentation en 24 volts, courant de 2 à 3 ampères
  • Au-delà, la chauffe de la bobine et la puissance nécessaire à un accord deviennent trop importantes
  • En deçà, la force n’est pas suffisante ou le nombre de spires devient trop élevé
• Fil d’un diamètre de 0,3 à 0,4 mm.
  • Au-delà, la quantité de cuivre par bobine devient trop importante (coût, encombrement, bobinage complexe).
  • En deçà, la force est trop faible ou la chauffe est trop élevée.

Le prototype

Le mandrin est imprimé en 3D avec une résine industrielle résistante à de hautes températures. Sa section est ovoïde pour permettre le mouvement de l’aimant (qui n’est pas parfaitement vertical, la touche s’enfonçant avec un angle) tout en minimisant l’écart avec les spires. La paroi intérieure ne fait que 0,8mm d’épaisseur. Ce prototype tire environ 3,1 ampères pour 12 couches et un fil de 0,35mm.

La force max estimée est de 3N, soit environ le double de ce qui est nécessaire au pincement d’une corde. Cette marge permet de garantir la réactivité du système et de compenser la perte de puissance causée par l’échauffement. La force exacte appliquée est controllé en PWM (par exemple 100% pour le pincement, puis très limité pour le maintien de la corde). Ces éléments sont en cours de calibration.

L’état d’avancement

Les cartes sont fonctionnelles. Les derniers ajustements firmware et de calibration des solénoïdes sont en cours avant l’assemblage de l’ensemble de l’instrument. Les résultats obtenus sur les premières touches assemblées sont très satisfaisants.

• Génération d’un script Magpylib pour réaliser un premier dimensionnement des solénoïdes
• Modélisation 3D de l’instrument
• Conception et impression 3D du corps de la bobine intégré sous les touches
• Premier test concluant avec un fil de 0,4 mm - 2 ampères - 24 volts
• Conception et assemblage des cartes de pilotage pour l’ensemble du clavecin
• Conception et assemblage du clavier ergonomique
• Programmation de l’ensemble en cours
• Calibration du profil d’activation des solénoïdes en cours
• Réalisation artisanale de 50 bobines homogènes et installation du système ! en cours