ICON Neuron 3 MIDI键盘维修记

ahhui

做为一个玩音乐半瓶子水都不够的电子极客来说，对设备的折腾兴趣还是大于练习哈农和车尔尼的。为了折腾我那几台Roland古董音源顺便继续深入研究一下MIDI的控制协议，我买了一个25键的二手MIDI键盘来做研究用。对MIDI键盘的第一要要求就是要有5针MIDI接口，因为要通过它连接外部的硬件音源，所以这个是必须有的。但是现在新的小型25键的MIDI键盘大部分都是连电脑或者PAD编曲用的，只有USB接口，没有这个5针接口。而带接口的又属于高端品牌了，至少要7、8百元，用于研究折腾来说有点浪费。所以就在网上找了一个二手的ICON的Neuron 3。这个键盘现在还有新的在卖，也就是400元左右。可惜只有黑色的，实在不对我这个外观党的胃口。所以最后在网络上找了一个二手的银灰色的买下。这个样子的好多了，萌萌达。


付过款后很快就收到了货，卖家说的不错，成色还是不错的。这个键盘个头挺大，外壳是金属的，分量也足，拿在手里沉甸甸的。上面的控制按钮也不少，还有一个推子和一个弯音轮/调制轮。经研究后发现功能也不少，这是后话。首先的问题是卖家已经没有手册了，在网上发帖询问得到很多朋友的热心帮助，不过都没找到手册。最后还是给厂家发了一封电子邮件，对方很痛快的给发过来手册和一个电脑上的配置程序。这下终于可以正常使用了。

但是很快我就发现一个问题，就是这个键盘的USB接口是正常的，连上电脑我用MIDI-OX测试各个按键都正常。但是我用MIDI电缆把它和我的罗兰SC-7音源连起来以后，它只响了几声就没动静了。开始我还以为是设置的问题，仔细研究了半天手册，把各项相关的设置都改了一下，结果还是不行。后来干脆恢复了出厂设置。这下正常了，我还以为这就好了。结果第二天一开机还是同样的毛病。故障现象是按各个音符按键声音时有时无，有时候动动音量推子或者弯音轮能暂时好一下，但有时候音色会乱，或者彻底无声。看来还是有问题。


我那个Roland SC-7音源面板上只有一个指示灯，如果有MIDI信息输入的时候会闪烁，别的什么指示都没了。为了方便判断故障，我把它去掉，换上了另一台Roland的MT-32音源。这个音源有个液晶面板，可以显示它的5个通道+1个鼓轨通道（就是那个R字母的通道），如果哪个通道有信息了就会闪烁。上次调试我的百灵达BCR2000就是用它快速判断出问题所在的。接上它以后再按我的MIDI键盘的按键，发现有时候它根本收不到MIDI信息，当我动弯音轮或者推子的时候，偶然会有闪烁，甚至会跑到别的通道去（比如2，3通道），但我根本没有改变键盘的发送通道设置。而且音色也是没有规律。这样看来是它接收到的MIDI信息有错误造成的。我更换了音源和MIDI电缆，并且用别的键盘给音源送信号都正常，进一步判断是这个键盘5针MIDI口发送的信号有问题。

不管它了，先打开看看。找来工具一通乱拆，很快它就变成一堆散件堆放在我的桌子上。MIDI键盘的电路结构还是很简单的，主要核心就是一个单片机（MCU）的控制板，包括周边的接口电路，比如USB接口的芯片等等。其它就没啥了。这个拆下来的就是主控制板。可以看到上面有一块AT91SAM7S64的芯片，这个是一块32位单片机芯片，比一般的8位MCU速度要快很多。上面翘起来的小板子上是一个USB HOST的接口芯片。然后上面的5针插座下面有个74HC125的芯片，这是一个带使能(EN)端的4缓冲器的集成电路。放到单片机和MIDI插座中间，应该是做为MIDI发送的缓冲/倒相电路用的。既然USB接口用于MIDI控制都正常，只有5针接口不正常，说明单片机和程序都是没问题，有可能是这个芯片有故障了。按说这个时候要对着板子分析一下电路验证一下。不过与其浪费那个时间不如直接换一块试试更省事。直接骑着我的小电驴跑到电子市场买了2片，一共花了6元，还有2元是存车费。来回用了一个小时，还好，这个芯片不算难买。


打开焊台，用两把烙铁堆锡的办法，几秒钟就烫下来老芯片。然后把电路板清理干净，换上的新的芯片。再打开MIDI键盘的电源，连上音源，随便在键盘上按几个键，哈哈，SC-7的小红灯欢快地闪烁着。从音箱里传出了优美的声音。试用了两天一切正常，看来问题是解决了。


到了这一步应该算是修好了这个键盘。但是出于探索的心理，想看一下这个MIDI键盘的5针输出信号到底是什么情况。就拿出了我的电路分析神器，咳咳，说是神器其实就是几十块钱的小仪器，是我一个朋友送的——逻辑分析仪。这个东西连到各种电路接口引脚上，可以观测记录每个引脚上的高低电平变化的情况，而且可以同时监测8个通道，把它们的逻辑信号的时序都显示成图形。更强大的是，它内置了一些常用的协议分析功能，其中竟然包括MIDI协议。这样的话它不但可以显示监测的信号，还可以对信号进行解码。

废话不多说，马上接上它试试。不对，因为电平不同，我又专门按MIDI规范1.0的电路做了一个接口，用了一个光耦和几个电阻。然后才把它串在我的MIDI键盘和逻辑分析仪中间。然后我在键盘上按了一个中央C的按键，这是我USB口也连的电脑，并且用MIDI-OX监测输入，可以看到MIDI-OX上显示出90 3C 7F的字样，如果你看过MIDI手册相关的资料，就会知道90代表第一个通道音符打开的意思，3C是16进制，换成10进制就是60，代表中央C，也就是我按下那个按键，最后7D表示键盘输入的力度，也就是接近7F（10进制127）最大力度。然后我再换到逻辑分析仪的软件里，首先看到的是高高低低的波形，然后上面显示的解码信息也是90 3C 7F。这可以真实的从硬件接口收到的信息，没有任何错误和误码，说明线路的传输质量是很好的。随后我又试了一些其他的按键，比如弯音轮，音量推子，并把收到的信息和MIDI-OX里的以及手册上定义的对照，结果都是一样的。嗯，理论和实践终于对应了。


到此这次的维修算正式结束，而且学习到了一些关于MIDI接口的硬件方面的知识。有了这些经验以后可以进一步的研究MIDI技术了。

——完——

911Prison

好贴要收藏，对于电路我是七窍通了六窍（一窍不通），我真是羡慕会弄电子电路的人，设备有问题可以自己修理，设备没有问题可以自己改造，把我羡慕的不要不要的，论坛一个典型人物就是何群何大师。

ahhui

911Prison 发表于 2018-11-20 09:56
好贴要收藏，对于电路我是七窍通了六窍（一窍不通），我真是羡慕会弄电子电路的人，设备有问题可以自己修理 ...

多谢支持。我更羡慕论坛上那些琴弹的好的朋友啊，电路这东西可以慢慢学，弹琴可是要多年的汗水和真功夫才能提升水平的。还有何大师动手能力很强我也很佩服。

日照香炉

这个逻辑分析仪很不错，收获了，我也有这样的一个midi键盘，有MIDI/ox软件，请问逻辑分析仪与软件是配套使用的吗。

ahhui

日照香炉 发表于 2018-11-20 14:41
这个逻辑分析仪很不错，收获了，我也有这样的一个midi键盘，有MIDI/ox软件，请问逻辑分析仪与软件是配套使 ...

是的，软件是配套的，可以从网上免费下载。但只能用于这个型号的分析仪。

911Prison

ahhui 发表于 2018-11-20 10:18
多谢支持。我更羡慕论坛上那些琴弹的好的朋友啊，电路这东西可以慢慢学，弹琴可是要多年的汗水和真功夫才 ...

电路可以慢慢学？？不不不，对我来说，电路这东西要看个人天赋的，我大学先读的计算机应用专业，里面有一门就是数字电路，60分的及格线我徘徊在30分左右，死活过不了，真的学不会，但是同样是理工科目的高等数学、C语言我都拿到80-90分，就电路死活没法理解，这样下去可是拿不到毕业证的节奏啊，无奈之下转专业，之后也是折腾了一番，还好最终拿到毕业证了。

ahhui

911Prison 发表于 2018-11-22 13:35
电路可以慢慢学？？不不不，对我来说，电路这东西要看个人天赋的，我大学先读的计算机应用专业，里面有 ...

哇，高数和C需要都能考8,9十分，很厉害的理科生水准了。数字逻辑其实较那两个简单多了，可能真和你说的每个人的天赋有关系吧。

hxrmmy

你真厉害！

hxrmmy

我的诺维逊25键MIDI键盘，电源或USB电供电琴都亮，打击垫老是一闪一闪过不到正常状态，但是电脑识别了硬件，请教是什么故障呢？

hxrmmy

hxrmmy 发表于 2020-8-19 13:22
我的诺维逊25键MIDI键盘，电源或USB电供电琴都亮，打击垫老是一闪一闪过不到正常状态，但是电脑识别了硬件 ...

首先谢谢了

hxrmmy

对折腾很感兴趣！

hxrmmy

能帮俺分析一下吗

hxrmmy

跪求！希望能帮俺一下

hxrmmy

楼主厉害！

ahhui

hxrmmy 发表于 2020-8-19 20:28
跪求！希望能帮俺一下

不好意思刚看到回帖，你可以先换个电源试试，看看是不是电源功率不够，如果电源没问题的话，估计是里面的硬件出问题了，你需要一些电路知识才能试图维修它，比如量一下MCU相关的电压是否正常，晶振是否起振之类的。

wuqing1234

虽然是学电子的，实验室也有各种仪器，还是羡慕楼上的大GG们，动手能力真强，都是芯片级的工程师了1

hxrmmy

谢谢美女！谢谢美女！

coeus88

请教一下 楼主最后说的那个手册 在哪里可以找到， 手里一台midi键盘主板没有midi输出，主板电气线路已经搞清，无奈没有外援 只能自己动手写一个单片机 88键盘到midi的程序