Brevet FR2653258A1 — publié le 19910419

La présente invention vise en particulier les instruments à vent du type orgue ou analogue et a trait à un dispositif électronique apte à assurer à la fois la traction des notes et la commande notamment des registres d'accouplement. L'orgue et notamment les grandes orgues sont pourvus depuis longtemps de systèmes de traction électrique des notes mais les instruments ainsi équipés conservent le système traditionnel des contacts mécaniques à aiguilles sous les claviers dont chacun est relié par fils à son sommier et actionne les électro-aimants qui tirent les soupapes libérant ainsi le vent qui accède au pied des tuyaux. Par ailleurs, des répétiteurs à échelle tirés par des gros électro-aimants permettent d'accoupler les jeux d'un clavier à l'autre. La figure 1 des dessins annexés illustre schématiquement un tel système de traction électrique traditionnel appliqué à un orgue à trois claviers, par exemple. En 1, 2 et 3 on a représenté partiellement un clavier de grand-orgue, un clavier de positif et un clavier de récit respectivement, commandant un sommier 4 de grand-orgue 5, un sommier 6 de positif 7 et un sommier 8 de récit 9, respectivement. Sous chaque note de chaque clavier 1, 2, 3 est agencé un jeu d'aiguilles de contact 10. L'une des aiguilles est reliée (parfois par une carte intermédiaire il à relais à transistors) à un électro-aimant 12 de commande d'une soupape 13 chargée de distribuer le vent sur le pied d'un tuyau, du grand-orgue 5, du positif 7 ou du récit 9. D'autres aiguilles commandent par des répétiteurs à échelle 14 le couplage deux à deux des claviers du grand-orgue, du positif et du récit, ces répétiteurs constituant les commandes des registres d'accouplement. Un tel système est complexe, fragile, sujet à mauvais contact, usure ou cassure et donc à panne. Les essais de commande électronique de tels systèmes se sont portés essentiellement sur le traitement des signaux issus des aiguilles de contact en substituant aux répétiteurs 14 un traitement programmé relié à la commande de puissance des électro-aimants 12. Mais ces dispositifs utilisant le multiplexage introduisent des temps de commutation beaucoup trop longs. Le but de la présente invention est de pallier les divers inconvénients des systèmes actuels de traction électrique des notes d'orgues notamment en substituant à la commande électromécanique des électro-aimants de commande des soupapes une détection électronique des mouvements des touches de claviers, un traitement logique des signaux assurant les commandes d'accouplement et la commande électronique des électro-aimants 12. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande électronique de traction des notes et de registration notamment pour instruments à vent du type orgue ou analogue, caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, un dispositif de détection d'enfoncement de touche, agencé sous chaque touche de chaque clavier, y compris le pédalier et susceptible de délivrer un signal binaire dont l'un des états correspond à l'enfoncement enfoncement de la touche considérée et, d'autre part, un ensemble de circuits de traitement et commande interposé entre lesdits dispositifs de détection et les électro-aimants, ou autres organes de commmande des éléments sonores, d'actionnement des soupapes des divers sommiers de l'instrument, ledit ensemble comprenant des circuits reliant chaque dispositif de détection d'enfoncement de touche de chaque clavier ou pédalier à un circuit d'interfaçage de puissance dont la sortie de puissance est reliée à l'un desdits électro-aimants, ou autres organes, des circuits d'accouplement reliant des circuits de l'un quelconque des claviers ou pédalier, soit à des circuits d'un autre clavier ou du pédalier, soit à d'autres circuits du même clavier ou du pédalier, lesdits circuits d'accouplement étant activés par un signal de commande d'accouplement, et des circuits de commande de registration délivrant ledit signal, lequel est envoyé sur les circuits d'accouplement concernés en vue d'effectuer un accouplement entre claviers, ou entre clavier et pédalier ou un accouplement d'un clavier ou du pédalier sur lui-même. Suivant un mode de réalisation, le dispositif de détection d'enfoncement de touche est constitué par un capteur de proximité,en particulier un capteur à effet Hall,monté fixe sur chaque touche et associé à un aimant permanent à position réglable fixé sous la touche. Un tel dispositif délivre un signal directement compatible avec toute forme de traitement logique des signaux et permet d'autre part un réglage très fin des touches. Avantageusement,lesdits circuits sont réalisés à l'aide de cartes à circuits imprimés, lesdits circuits reliant lesdits dispositifs de détection d'enfoncement de touche auxdits circuits d'interfaçage de puissance étant constitués par une carte, dite carte-mère ou carte fond de panier, portant des lignes de bus directes et des lignes de bus dérivées pour les décalages de note. Lesdits circuits d'accouplement sont constitués également par des cartes dites d'accouplement, chaque carte comprenant des portes logiques ET dont une entrée est connectée à l'une des lignes de bus directe ou dérivée de l'une desdites cartesmères et dont les secondes entrées sont communes et reliées auxdits circuits de commande de registration, les sorties de chaque carte étant reliées à l'un desdits circuits d'interfaçage de puissance. De même, lesdits circuits d'interfaçage de puissance sont constitués de cartes regroupant des relais d'excitation desdits électro-aimants, les entrées basse puissance d'une même carte étant reliées chacune à l'une des lignes de bus de l'une desdites cartes-mères. Enfin, lesdits circuits de commande de registration sont constitués d'une carte portant des bascules de commande de registre d'accouplement délivrant un signal adressé aux entrées des portes ET des cartes d'accouplement appropriées. Un tel système présente des avantages substantiels par rapport aux systèmes de traction électrique des notes connus. En effet, il présente, du fait de la suppression des traditionnels répétiteurs à échelle et contacts à aiguilles, une fiabilité bien supérieure. Par ailleurs, les dispositifs de détection d'enfoncement des touches permettent un réglage très fin de ces dernières. Le système présente, d'autre part, une très grande souplesse en permettant sur une carte dite de commande de registration, d'autres fonctions ou possibilités telles que par exemple la prévision d'un retour d'éclairage d'un voyant pour visualiser la position de chaque registre, la prévision d'une commande en parallèle par un combinateur de jeux, la prévision d'une entrée prioritaire de registre TUTTI, et une entrée de rejet général des registres. En outre, un courant pratiquement nul circule dans tous les circuits entre les relais de puissance et les claviers, ce qui assure une bien plus grande sécurité et accroît par ailleurs la vitesse de commutation. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels - Figure 1 est un schéma illustrant un système de traction électrique traditionnel d'un orgue - Figure 2 est un schéma illustrant l'orgue de la figure 1 équipé du dispositif selon l'invention - Figure 3 est un schéma illustrant un mode de réalisation du dispositif de détection d'enfoncement de touche - Figure 4 est un schéma électrique des circuits logiques ET d'une carte d'accouplement, - Figure 5 est un schéma électrique des circuits d'une carte d'interfaçage de puissance, et - Figure 6 est un schéma électrique des circuits d'une carte de commande de registration. Sur la figure 2 on a représenté schématiquement et partiellement le même instrument à trois claviers que celui de la figure 1. Conformément à l'invention et suivant un mode de réalisation, sous chaque touche ou note 15 de chaque clavier (1,2,3) est fixé un détecteur 16 d'enfoncement de touche constitué, par exemple, par un capteur de proximité à effet HALL. Sous la touche 15 est disposé d'une manière fixe mais réglable un aimant permanent 17 (figures 2 et 3) susceptible de se déplacer lors de l'actionnement de la touche en regard du capteur 16 fixé, avec son circuit de mise en forme du signal, sur la petite plaquette fixée sur la barre qui auparavant supportait les contacts à aiguilles 10. Le rôle du circuit de mise en forme associé au capteur 16 est de délivrer (figure 3) un signal binaire, à savoir un signal de tension S, par exemple 12 volts, en réponse à l'enfoncement de la touche et 0 volt lorsque cette dernière est en repos. Le circuit est muni d'un fusible sub-miniature 18. Les capteurs 16 sont reliés par des conducteurs à une armoire logique symbolisée en 19 dans laquelle sont regroupés les divers circuits de traitement de signaux et de commande des électro-aimants 12. Ces circuits comprennent des cartes à circuits imprimés dites cartes-mères ou fond de panier (non représentées sur la figure 2) à raison d'une par clavier. Sur la figure 2 ne sont représentés que trois claviers mais il est bien entendu que le dispositif de l'invention s'applique à tous les claviers ainsi qu'au pédalier de l'instrument. Chaque carte-mère est chargée de reprendre les signaux des capteurs de l'un des claviers ou du pédalier et de les envoyer sur une carte dite d'interfaçage de puissance, par exemple (figure 2) 20a pour le clavier 1, 20b pour le clavier 2 et 20c pour le clavier 3. Ces cartes 20a,20b,20c dont le schéma est illustré par la figure 5, sont chargées d'exciter sélectivement les relais des électro-aimants 12 respectivement du sommier 4 du grand orgue 5, du sommier 6 du positif 7 et du sommier 8 du récit 9. Sur chaque carte-mère est connectée une ou plusieurs cartes dites d'accouplement chargées, sous la condition d'une autorisation délivrée par une carte spéciale dite de commande de registration, de dériver les signaux adressés par un clavier à son sommier vers le sommier d'un autre clavier ou vers des notes décalées d'un octave (ou suivant toute autre combinaison) vers le haut ou vers le bas, du même sommier. Par exemple, on a représenté en 21a sur la figure 2 une carte d'accouplement connectée sur les lignes de bus 22 de la carte-mère (non représentée) affectée au clavier 1. Cette carte 21a est chargée de dériver les signaux adressés à la carte d'interfaçage de puissance 20a vers la carte d'interfaçage de puissance 20c affectée au sommier 8 du récit. Cette dérivation est symbolisée sur la figure 2 par la ligne Acc III/I. De même, on a représenté en 21b une carte d'accouplement connectée sur les mêmes lignes de bus 22 de carte-mère que la carte 21a, cette carte 21b étant chargée de dériver les signaux destinés à la carte 20a également vers la carte d'interfaçage de puissance 20b, la dérivation étant symbolisée par la ligne Acc II/I. Enfin, sur la figure 2 on a représenté en 21c une carte d'accouplement connectée sur les lignes de bus 23 de la cartemère (non représentée) affectée au clavier 2. Cette carte 21c est chargée de dériver les signaux adressés à la carte d'interfaçage de puissance 20b vers la carte d'interfaçage de puissance 20c affectée au sommier 8 du récit. Cette dérivation est symbolisée par la ligne Acc III/II. Ainsi, d'une manière générale on peut, conformément à l'invention, dériver les signaux destinés à un sommier, soit vers un autre ou plusieurs autres sommiers de l'instrument (accouplement des sommiers entre eux), soit vers des notes du même sommier décalées d'un octave ou d'un intervalle quelconque suivant toute combinaison (accouplement du sommier sur luimême). Si l'on voulait par exemple coupler le clavier de récit 3 avec le pédalier, il suffirait de connecter sur les lignes de bus 24 de la carte-mère (non représentée) affectée au clavier 3, une carte d'accouplement (carte de tirasse) analogue aux cartes 21a,21b,21c et dérivant les signaux vers la carte d'interfaçage de puissance affectée au sommier du pédalier. Ainsi, sur chaque carte-mère affectée à l'un des claviers ou pédalier (considéré comme un clavier) peuvent être connectées plusieurs cartes d'accouplement pour coupler le clavier considéré à un ou plusieurs autres claviers ou coupler le clavier sur lui-même. A cet effet, la carte-mère est conçue pour comporter des lignes de bus (22,23,24) directes et des lignes de bus dérivées en double face pour effectuer directement les décalages de notes d'une octave ou de tout autre écart, vers les entrées des cartes d'accouplement connectées sur ladite carte-mère. On a représenté schématiquement sur la figure 4 une carte d'accouplement. Celle-ci comporte essentiellement un certain nombre de portes logiques ET 25 en parallèle. L'une (El) des deux entrées des portes 25 est reliée (via la carte-mère associée) à la sortie de l'un des capteurs 16 de l'un des claviers ou du pédalier de l'instrument, cependant que les secondes entrées E2 sont communes et susceptibles de recevoir un signal R de commande d'accouplement provenant d'une carte dite de commande de régistration représentée symboliquement en 26 sur la figure 2. Plus précisément, chaque carte d'accouplement 21a,21b,21c comporte trente deux circuits ET 25 en sorte que pour un clavier qui comporte entre 56 et 61 notes sont associées deux cartes d'accouplement. De plus, chaque entrée El est reliée à un capteur via les lignes bus directes (accouplement entre claviers "en 8"' ou à l'unisson), ou via des lignes bus dérivées en double face par trous métallisés, correspondant à des notes décalées d'une octave vers le haut en 16"' ou vers le bas "en 4"', ou suivant tout autre décalage ou association de notes (accouplement d'un clavier sur un autre ou sur luimême en 16' ou 4' ou autre). Chaque sortie de porte ET 25 d'une carte d'accouplement (21a,21b,21c) est câblée (Acc.III/I ; Acc.II/I ; Acc.III/II) à celle des lignes de bus directes (22,23,24) affectée au clavier (1,2,3) qui doit être accouplé. Ces signaux connectés aux entrées des cartes d'interfaçage de puissance sur les fins de lignes bus, ne doivent pas remonter ves les entrées des cartes d'accouplement connectées sur lesdites lignes bus, c' est pourquoi sont placées des diodes D en série dans le circuit en fin de ligne bus. Sur la figure 5 on a représenté le schéma d'une carte d'interfaçage de puissance (20a,20b,20c). Cette carte comporte essentiellement des relais électroniques symbolisés en 27, groupés en nombre égal à celui des électro-aimants 12 desservis par la carte. Chaque relais comporte une entrée de commande faible puissance reliée à l'une des lignes de bus (22,23,24) de la carte-mère associée et une sortie forte puissance alimentant l'électro-aimant 12 concerné. La carte spéciale 26 de commande de registre d'accouplement regroupe diverses bascules bistables chargées de générer les divers signaux R d'accouplement envoyés sur les portes ET 25 desscartes d'accouplement (21a,21b,21c). La figure 6 illustre un mode de réalisation d'une telle carte 26 permettant, en outre, d'assurer d'autres fonctions telles que la commande des registres de jeux, la commande d'un registre TUTTI, la commande de rejet de registres ou la connexion d'un combinateur de jeux. Cette carte comporte des bascules bistables 30 en nombre égal à celui des commandes manuelles à impulsion 31 des registres d'accouplement et de jeux de l'instrument. Sur la figure 6 on a symbolisé, à titre d'exemple, seulement quatre commandes manuelles (31a,31b,31c,31d) chargées d'activer par exemple les cartes d'accouplement 21a,21b,21c ainsi que l'un des registres de jeux. Les commandes manuelles 31a à 31d sont indépendantes et constituées par exemple par des boutons-poussoirs à impulsion. Ces boutons-poussoires sont susceptibles, lors de leur enfoncement, d'engendrer un signal transmis à l'une des bascules 30 par l'intermédiaire d'un circuit 32 de mise en forme. Les sorties des bascules 30, mémorisant l'impulsion venant des circuits 32, sont reliées, à travers des circuits combinatoires 33 recevant sur leurs entrées des signaux 34 provenant du registre TUTTI. Ce registre comprend une carte spéciale regroupant des micro-interrupteurs dont la position est préétablie par le facteur d'orgues. Ce registre, lorsqu'il est mis en service, place de manière prioritaire les sorties (28a,28b,28c,28d) de la carte 26 dans l'étant correspondant auxdites positions préétablies des micro-interrupteurs. Les sorties des circuits 33 sont reliés, d'une part (signal R), aux différentes cartes d'accouplement (21a,21b,21c) et, d'autre part, aux différents circuits de tirage des jeux via un circuit d'interface de puissance 35. Les sorties 28a,28b,28c,28d de la carte 26 sont avantageusement munies de dérivations 36 vers des voyants lumineux 37a,37b,37c,37d, etc... montés su la console A proximité des commandes manuelles 31a,31b,31c,31d, etc... afin de visualiser le tirage des registres. La carte 26 de la figure 6 permet la connexion d'un combinateur de jeux (non représenté) relié aux bascules 30 par une commande 38 de "fermeture" et une commande 39 d"'ouverture", réalisant ainsi une "registration" préenregistrée. Une commande de rejet général 40 actionne toutes les commandes de fermeture 38. Il est à noter que les signaux R délivrés aux cartes d'accouplement 21a,21b,21c,21d, peuvent être engendrés par des actionneurs électriques ou électroniques équipant les tirettes classiques de registre d'accouplement ou les "cuillères" actionnées par les pieds. Il est à noter enfin que les cartes d'interfaçage de puissance (20a,20b,20c) peuvent servir (circuit 29, figure 5) à la commande électrique de certains registres, ce qui permet d'éliminer les étincelles de rupture sur les contacts qui peuvent être remplacés par des capteurs. Le registre ou la carte fournissant un signal de commande à l'entrée du circuit 29, lequel est branché sur les entrées inhibition (EN) des relais 27, ce signal permet de déconnecter électroniquement la carte d'interfaçage de puissance, dans le cas ou ladite carte sélecterait en parallèle un sommier annexe du même clavier, supportant un jeu supplémentaire, ledit signal est interprété comme une commande de registre négative, ledit circuit 29 comportant un transistor d'inversion du signal positif. Le dispositif de l'invention permet toutes les extensions et combinaisons accoustiques désirées, de manière totalement fiable et en toute sécurité, la totalité des circuits entre les cartes d'interfaçage de puissance (20a,20b,20c,etc...) et les capteurs 16 étant sous basse puissance, sans risque d'étincelles de rupture ou de surchaufffe. Les causes de panne des systèmes traditionnels dues à l'usure, la cassure, les mauvais contacts sont éliminés. La sensibilité des touches 15 peut être très facilement réglée par l'ajustement de la position des aimants 17 et les temps de commutation, quels que soient le nombre de circuits mis en jeu, est réduit à sa plus simple expression. Par ailleurs, une éventuelle panne sur un circuit restera localisée à ce circuit (en fait une note) et n'affectera pas le reste de l'instrument ce qui ne compromettra pas un concert par exemple. La maintenance du dispositif est particulièrement facile du fait de l'emploi de cartes à circuits imprimés, standards, interchangeables. Enfin, l'invention n' est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes notamment en ce qui concerne la nature et l'agencement du dispositif (16,17) de détection d'enfoncement de touche et les modalités de câblage des circuits entre ces dispositifs et les relais d'excitation des électro-aimants 12 des sommiers, ou autres organes de commande des éléments sonores, de l'instrument. REVENDICATIONS =:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:=:= 1. Dispositif de commande électronique de traction des notes et de registration pour instruments à vent du type orgue ou analogue, caractérisé en ce qu'il comporte, d'une part, un dispositif (16,17) de détection d'enfoncement de touche, agencé sous chaque touche (15) de chaque clavier (1,2,3) y compris le pédalier et susceptible de délivrer un signal binaire dont l'un des états correspond à l'enfoncement de la touche considérée et, d'autre part, un ensemble de circuits de traitement et commande interposé entre lesdits dispositifs de détection (16,17) et les électro-aimants (12), ou autres organes de commande des éléments sonores, d'actionnement des soupapes des divers sommiers (4,6,8) de l'instrument, ledit ensemble comprenant des circuits (22,23,24) reliant chaque dispositif (16,17) de détection d'enfoncement de touche de chaque clavier (1,2,3) ou pédalier à un circuit d'interfaçage de puissance (20a,20b,20c) dont la sortie de puissance est reliée à l'un desdits électro-aimants (12), ou autres organes, des circuits d'accouplement reliant des circuits de l'un quelconque des claviers ou pédalier, soit à des circuits d'un autre clavier ou du pédalier, soit à d'autres circuits du même clavier ou du pédalier, lesdits circuits d'accouplement étant activés par un signal (R) de commande d'accouplement, et des circuits de commande de registration (26) délivrant ledit signal (R), lequel est envoyé sur les circuits d'accouplement concernés en vue d'effectuer un accouplement entre claviers, ou entre clavier et pédalier ou un accouplement d'un clavier ou du pédalier sur lui-même. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de détection d'enfoncement de touche est constitué par un capteur de proximité, en particulier un capteur à effet Hall (16), monté fixe sous chaque touche (15) et associé à un aimant permanent à position réglable (17) fixé sous la touche. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits circuits reliant lesdits dispositifs de détection d'enfoncement de touche (16,17) auxdits circuits d'interfaçage de puissance (20a,20b,20c) sont constitués par une carte, dite carte-mère, portant des lignes de bus directes et des lignes de bus dérivées pour les décalages de note (22,23,24). 4. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits circuits d'accouplement sont constitués par des cartes, dites d'accouplement ou de traitement logique des signaux (21a,21b,21c), chaque carte comprenant des portes logiques ET (25) dont une entrée (El) est connectée à l'une des lignes de bus directe ou dérivée (22,23,24) de l'une desdites cartes-mères et dont les secondes entrées (E2) sont communes et reliées auxdits circuits de commande de registration (26), les sorties de chaque carte (21a,21b,21c) étant câblées à l'un desdits circuits d'interfaçage de puissance (20a,20b,20c). 5. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits circuits d'interfaçage de puissance (20a,20b,20c) sont constitués de cartes regroupant des relais électroniques (27) d'excitation desdits électroaimants (12), les entrées basse puissance d'une même carte étant reliées chacune à l'une des lignes de bus (22,23,24) de l'une desdites cartes-mères. 6. Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits circuits de commande de registration (26) sont constitués d'une carte portant entre autres des bascules (30) de commande de registre d'accouplement délivrant un signal (R) adressé aux entrées (E2) des portes ET (25) des cartes d'accouplement (21a,21b,21c) appropriées. 7. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites cartes d'interfaçage de puissance (20a,20b,20c) sont munies d'un circuit d'entrée (29) permettant la commande en parallèle d'un sommier supplémentaire (12) à partir de tirants de registre munis d'un capteur approprié délivrant un signal sur ledit circuit (29). 8. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite carte de commande de registration (26) comporte en outre un circuit combinatoire (33) permettant la prise en compte du registre TUTTI. 9. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite carte de commande de registration (26) comporte en outre des circuits (38,39) permettant la commande en parallèle par un combinateur de jeux.