Yamaha PSR-620 — Gotek SFRM72-FU-DL — Émulateur USB de Lecteur de disquettes 3.5″ 720 Ko 2DD

Par quoi et comment remplacer le Lecteur de disquettes 3.5″ 2DD du Portatone PSR-620, Clavier 61 touches – Arrangeur – Synthétiseur – Enregistreur MIDI de Yamaha ?

Le PSR-620 a été commercialisé au siècle dernier… en 1994.

Il était à la norme MIDI GM1 et Style File Format (SFF) avec 141 voix AWM (Advanced Wave Memory) et 8 kits de batterie. Révolution pour l’époque, il intégrait un lecteur de disquettes 3.5″ qui permettait de sauvegarder, entre autres choses, ses performances « Live » et de les rejouer. Il pouvait aussi lire les disquettes contenant des fichiers au standard *.MID (qu’au format 0) ainsi que les Collections Orchestra, PianoSoft et ESEQ de Yamaha. Aujourd’hui, ce clavier électronique est toujours fonctionnel avec des sonorités AWM qui n’ont rien perdu de leur fraîcheur, ou presque…

Mais, après plus de 20 ans de bons, fidèles et loyaux services, son lecteur de disquettes a définitivement rendu l’âme.

De ce fait, toute ma collection de disquettes « Performances Live » et quelques autres sont devenues inutilisables. De plus, il est maintenant impossible de sauvegarder quoi que ce soit depuis la mémoire interne du PSR-620 vers le lecteur de disquettes.
Il serait possible d’utiliser les ports MIDI du PSR-620 pour le connecter à un séquenceur logiciel ou une station audio-numérique (DAW) sous GNU/Linux, mais ce serait bien moins pratique qu’avec la solution interne au clavier qui est directement sous la main.

Alors, qu’est-il possible de faire ?

Ce type de lecteur 3.5″ est obsolète depuis belle lurette. De plus, les très rares produits que l’on trouve sur le marché sont tous d’occasion avec les risques y afférents et ils coûtent extrêmement chers (> 60 €). Y-a-t-il une autre solution ?

Démontage du Portatone PSR-620

Il faut d’abord démonter le clavier-synthétiseur pour en sortir le lecteur de disquettes (FDD – Floppy Disk Drive) pour voir d’où vient le problème avec le FDD.

Yamaha PSR-620 : Vues intérieures une fois démonté

D’abord, éteindre le PSR-620, débrancher le bloc secteur à l’arrière et enlever les 6 piles.

Le clavier se démonte par le dessous en enlevant les 18 vis de la coque (lower case) et les 2 vis du cache du lecteur de disquette.
Attention : toutes les vis n’ayant pas la même longueur, en particulier ceux au centre de la coque et du cache lecteur, faire un schéma pour pouvoir les remettre aux bons endroits lors du remontage.

Une fois le clavier ouvert et déplié avec délicatesse, retirer la nappe plate FFC (en jaune sur l’image ci-contre) du connecteur plat ZIF du lecteur (aussi en jaune) en tirant légèrement dessus, puis dévisser les 4 vis qui fixent ce dernier à la coque.

Le lecteur peut maintenant être retiré et analysé. Étrangement, la courroie en caoutchouc entre le moteur et l’axe d’entraînement de la disquette est toujours intacte, même après 20 ans. Mais après différents tests, il s’avère que c’est l’électronique du lecteur Matsushita EME-213YN qui a définitivement lâché.

Pour mémoire : le 1/10/2008,  changement de nom de Matsushita à Panasonic Corporation (qui était une filiale de Matsushita). Si vous faites de recherches sur Internet, pensez à ajouter Panasonic.

Caractéristiques du Lecteur de disquettes d’origine (FDD)

Une analyse du lecteur et du Service Manual du PSR-620 donne les informations suivantes :

Yamaha PSR-620 : Connecteur plat du Floppy Disk Drive (FDD) – Câble plat du Floppy Disk Controller (FDC)

  • MATSUSHITA EME-213YN / DC 5V 0.62A (FDD pour les très vieux ordinateurs MSX. Yamaha a produit des MSX à vocation musicale)
  • Format mini : Larg. 100 mm – Haut. 25 mm – Prof. 150 mm
  • Unique connecteur plat ZIF (Zero Insertion Force)  non standard de 24 broches (et pas de connecteur DC séparé)
  • Pour disquettes souples 3.5″ de 720 Ko 2DD (double face – double densité)
  • Gestion par OS spécifique à Yamaha (non MS-DOS) du PSR-620
  • 100 fichiers max. (fonction taille de chaque fichier) / disquette
  • Extensions fichier (PSR-620) : *.SGD (chanson), *.STY (style), *.MPD (multi-pad), *.SRD (1 mémoire de registration), et *.RAL (toutes les mémoires de registration)
  • Le FDC (Floppy Disk Controller) dans le PSR-620 est le HD63266.

ASTUCE 💡 : Dans les années 1990, d’autres claviers-synthétiseurs et enregistreurs de Yamaha utilisaient ce FDD (Floppy Disk Drive). D’après Yamaha Japan (en japonais dans le texte !), le FDD Panasonic (ex-Matsushita) EME-213(YN/YV) était utilisé sur les modèles suivants de ses instruments de musique électroniques :
Synthesizer Workstation : W5 v.1 et v.2 / W7 v.1 et v.2 / SY85
MIDI Data Filer : MDF2 / Music Sequencer : QY300
Portatone Clavier – Arrangeur – Synthétiseur : PSR-600 / PSR-620 / PSR-1700 / PSR-2700 / PSR-6000 / PSR-SQ16
La solution de remplacement du FDD Matsushita par l’USB/FDE Gotek développée dans cette article pour le PSR-620 « devrait » aussi être applicable à ces autres instruments de musique électronique Yamaha.

Brochage Nappe FFC 24-Pin / Connecteur ZIF 24-Pin du Lecteur de disquettes (FDD) Matsushita EME-213YN
PIN #
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ƒ +5V +5V NC +5V +5V RDY gnd gnd SEL gnd RD WP
PIN #
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
ƒ TRK WG gnd WD gnd STEP DIR MON NC DS TND TNP

Signification de ƒ : +5V = Direct Current, NC = Not Connected, RDY = Ready Signal, gnd = Ground (0V), SEL = Select Side, RD = Read Data, WP = Write Protection, TRK = Aligned on Track, WG = Write Gate, WD = Write Data, STEP = Triggers a Step, DIR = Step Direction, MON = Motor Enable, DS = Disk Select, TND = …, TNP = …

♦ Solutions de remplacement existantes

Comme écrit plus haut, le remplacement par un lecteur mécanique plus ou moins équivalent est à oublier à cause de l’obsolescence donc de la rareté, du prix très élevé et de la faible fiabilité d’un tel produit.

Après analyse du marché, il semble qu’une des solutions possibles, voire la meilleure des points de vue compatibilités mécanique – électronique – logicielle / fonctionnalités / prix / fiabilité / disponibilité, soit un Émulateur USB (3-digit) de Lecteur de disquettes 3.5″ 720 Ko 2DD de chez GOTEK System vendu neuf sur Amazon.fr ou eBay.fr à 30-35 € TTC (fluctue aussi en fonction du taux de change Yuan/Euro), frais de livraison compris depuis la Chine.
Attention : certains vendeurs indélicats vendent le même produit neuf Gotek deux à trois fois plus cher !

Émulateur USB (LE 3-digit) de Lecteur de disquettes 3.5″ 720 Ko 2DD

De quoi s’agit-il ? La société GOTEK System, constant que les fabricants de lecteurs de disquettes ont tous abandonné depuis de nombreuses années la production de tels produits, a décidé il y a déjà quelques années, après une analyse de marché qui confirmait que la demande était toujours là, de développer et produire des solutions équivalentes mais entièrement électronique, le stockage se faisant sur une clé USB standard de faible capacité.

Ses marchés cibles sont : les Machine-outils à commande numérique, les Machines de moulage en plastique, l’Industrie de la robotique, l’Industrie textile, les Machines à coudre et à broder, la Découpage de fils, la Taille des diamants, ET ce qui nous intéresse ici, l’Industrie de la MUSIQUE électronique (Yamaha, Korg, Roland, Tritron, Kerton, etc.).

GOTEK possède à son catalogue un large éventail de produits – Émulateur USB de Lecteur de disquettes 3.5″ 720 Ko et 1.44 Mo adaptés (dans la mémoire programme du µContrôleur ARM) à différentes industries. Il faudra parcourir les offres de ses revendeurs afin de trouver chaussure à son pied, ici à son clavier-synthétiseur PSR-620. Il faudra parfois aussi faire quelques adaptations, comme c’est le cas ici pour la connectique, pour rendre le produit retenu 100% compatible avec le lecteur de disquettes à remplacer.

GOTEK : SFRM72-FU-DL – Émulateur USB (3-digit) de Lecteur de disquettes 3.5″ 720 Ko 2DD pour clavier Yamaha PSR-620

Caractéristiques principales de l’Émulateur USB (LE 3 digit) de Lecteur de disquettes 3.5″ 720 Ko 2DD – USB/FDE (Floppy Disk Emulator)

FABRICANT : GOTEK System – China
MODÈLE : SFRM72-FU-DL avec SFRM72 = compatible 720 Ko, FU = avec puce mémoire FLASH interne de 720 Ko, et DL = système d’origine non FAT (comme les PC MSX).
TRÈS IMPORTANT : Bien choisir ce modèle « SFRM72-FU-DL » pour le Yamaha PSR-620 et surtout pas un autre modèle qui posera que des problèmes, voire ne fonctionnera pas et pourrait même détériorer l’électronique de votre synthé !

  • Émulation : USB vers disquette 3.5″ (FAT12) 720 Ko Double face Double densité (2DD)
  • Tension d’alimentation : 5V DC 0,5A (plage de 4,5 à 5,5V DC)
  • IINTERFACE : connecteurs IDC 34 broches (DATA) + 4 broches (DC).
    Une adaptation de ces 2 connecteurs vers le câble FFC 24-pin (solution retenue dans cet article) ou directement vers la carte-mère du PSR-620 sera nécessaire pour faire fonctionner le GOTEK !
  • Connecteur de configuration : interne par 7 cavaliers (MO, S1, SO, JB, JC, JA et J5) pour différentes machines
  • Compatibilité FLASH du système de fichiers : disquettes 3.5″ 720 Ko 2DD, FAT12, 512 octets/secteur, 9 secteurs/piste, 160 pistes et 80 cylindres, donc avec le PSR-620
  • Carte-mère : SFRC922A (Gotek System) – Schéma électronique à télécharger par un clic droit de la souris puis Enregistrer la cible du lien sous… (taille réelle de l’image 5.139 x 3.192)
  • µContrôleur (µC/µP) : STM32F105RBT6 – Central Processor Unit (CPU) Core ARM 32-bit Cortex-M3 @ ƒ = 72 MHz max. avec 128 Ko de mémoire Flash programmable
  • Mémoire FLASH : SST25VF016B (16 Mbit) – Serial Flash Memory (SPI) de 720 Ko au format FAT12, utilisé comme mémoire tampon et non-volatile par la clé USB et le PSR-620, avec une endurance de 100.000 cycles d’écriture et une conservation des données de 100 ans !
  • Stockage sur clé USB : l’équivalent de max. « 1.000 » disquettes 3,5″ 2DD 720 Ko sur une seule et petite clé USB 1.0 de minimum 1 Go, soit max. 1.000 dossiers contenant chacun 100 fichiers = 100.000 fichiers MIDI par clé USB 😎 WAOUH !
  • Affichage : LED orangées (plutôt rouge vif) 3 digits de 7 segments (pour les 1.000 dossiers et les 100 fichiers / dossier) + 2 points (pour la clé USB)
  • LED verte : état des opérations de Lecture/Écriture depuis-vers la mémoire Flash intégrée
  • Dimensions : environ Larg. 100 mm – Haut. 25 mm – Prof. 122 mm
  • Utilitaires : Petit CD fourni avec logiciels pour le formatage spécial et la lecture sur PC des clés USB ainsi que la copie des disquettes 3.5″ (avec un lecteur standard) déjà enregistrées vers la ou les clés USB (ainsi on retrouvera toute sa logithèque du PSR-620)
  • Documentation : une petite de 4 pages

Remarques : Cet émulateur ayant un fonctionnement « particulier » (voir son Fonctionnement détaillé ci-après et en page 2), pour pouvoir changer de numéro de dossier (ex-disquette) sans avoir besoin de débrancher la clé USB à chaque fois, il faudra modifier un peu son câblage interne afin d’y ajouter un bouton M/A et une LED (alimentation et état de la clé USB).
De plus, l’intensité lumineuse de son afficheur rouge est un peu forte (à mon goût) en basse lumière. Mais après analyse de la fiche technique (qu’en chinois) du TM1651 (de Titan Micro Electronics), ce Contrôleur d’affichage LED multiplexé ne permet pas de changer facilement l’intensité lumineuse de l’afficheur. Il faudrait modifier une toute petite partie du programme contenu dans le µContrôleur STM32F105RBT6, mais pour cela il faudrait aussi le reprogrammer. Donc, à oublier car le jeu n’en vaut pas la chandelle !

♦ SFRM72-FU-DL de GOTEK – Émulateur USB (LE 3 digit) de Lecteur de disquettes 3.5″ 720 Ko 2DD  – pour le clavier PSR-620 de Yamaha

GOTEK : SFRM72-FU-DL – 3-digit USB/FDE  (lien fin 2016)

Ma commande est arrivée de Chine dans une enveloppe plastifiée format A5 (blanche et matelassée) contenant l’émulateur neuf, un petit CD avec les utilitaires + la documentation, 2 cavaliers et 4 vis, le tout en très bon état.

GOTEK SFRM72-FU-DL (3-digit) : USB 1.0 / FDE 3.5″ 2DD avec son µProcesseur « ARM » STM32F105RBT6 et sa mémoire « FLASH » SST25VF016B (au-dessus de l’ARM à sa droite)

Fonctionnement de cet USB/FDE de GOTEK

Cette unité GOTEK peut fonctionner à l’aide d’un fichier d’image disque (100 max. de d00 à d99) de type plus ancien ou maintenant de l’option dossier avec fichiers (1.000 dossiers max. de 000 à 999) beaucoup plus conviviale et pratique.

Pour utiliser cette nouvelle option (dossier avec fichiers), vous devez d’abord formater votre clé USB (min. 1 Go) dans votre PC en FAT16 ou FAT 32 (de préférence), puis créer les dossiers à votre convenance sur la clé. Ceux-ci se composent d’une suite de 3 chiffres de 000, 001, 002… jusqu’à 997, 998, 999. Chaque dossier peut contenir jusqu’à 720 Ko de données avec 100 fichiers max. (comme pour les disquettes 3.5″ 720 Ko 2DD créés avec le PSR-620). Si vous envisagez d’utiliser la méthode recommandée dossier avec fichiers, alors aucun logiciel spécifique n’est nécessaire. Par contre, pour les fichiers d’image disque, il faudra utiliser les logiciels disponibles sur le petit CD fourni avec le Gotek.

CLÉ USB : Option « Dossiers avec Fichiers » (ma préférence)
DOSSIERS / Clé USB jusqu’à 1.000 (de 000 à 999) limite du GOTEK 3 Digit
FICHIERS / Dossier (Flash) jusqu’à 100 (de 00 à 99) limite du PSR-620
NB TOTAL Fichiers / Clé USB 100.000 fichiers MIDI max. éq. à 1.000 disquettes 3.5″ !

Ce modèle SFRM72-FU-DL d’émulateur GOTEK est doté d’une mémoire Flash intégrée de 720 Ko (qui émule une disquette 3,5″ 2DD) que le PSR-620 lit et écrit directement (comme le synthé le faisait avec le lecteur de disquette physique) mais beaucoup plus rapidement. Toute action d’entrée ou de sortie d’un fichier faite à l’aide du clavier-synthétiseur est vers et à partir de cette mémoire Flash et non directement vers-depuis la clé USB branchée sur le Gotek. La mémoire Flash étant non-volatile, tous les fichiers stockés dans celle-ci sont préservées lorsque le PSR-620 est mis hors tension.

Utilisation des 2 boutons du panneau avant pour les dossiers avec fichiers / fichiers d’image disque (FID) :
Avec la clé USB enlevée, le bouton Droit augmente les Unités (de 0 à 9), et le bouton Gauche augmente les Dizaines (de 0 à 9). Pour incrémenter les Centaines, (de 0 à 9 puis b – mode FID) vous appuyez simultanément sur les Deux boutons.

Pour lire-écrire de nouveaux fichiers dans la mémoire Flash, vous devez d’abord indiquer au GOTEK à quel dossier sur la clé USB vous souhaitez accéder.
La clé doit être retirée avant de le faire (inconvénient qui peut être résolu en ajoutant un interrupteur M/A USB pour simplifier le processus). À l’aide des 2 boutons du panneau avant, vous sélectionnez un dossier – disons le 001. Une fois que 001 est affiché sur l’afficheur LED, insérez la clé USB. Les 2 points en bas à droite des Dizaines/Unités s’éteignent indiquant que la clé USB a bien été reconnue.
Lorsque celle-ci est insérée, les 2 boutons ne sélectionnent plus un numéro de dossier mais lisent ou écrivent maintenant dans le dossier ad hoc de la clé USB. Le bouton Gauche (G⇓) écrira le contenu de la mémoire Flash dans le dossier USB (Flash => USB) en affichant d2, et le bouton Droit (D⇑) lira les fichiers du dossier USB et les stockera dans la mémoire Flash (USB => Flash) en affichant d0. Toute action de lecture/écriture dans la mémoire Flash interne (depuis-vers clé USB ou PSR-620) allumera la LED verte du Gotek.

À noter : L’action des 2 boutons du panneau avant n’est réalisée que lorsque vous les relâchez.

IMPORTANT : Pensez à retirer la clé USB avant d’éteindre/allumer le PSR-620. Ne jamais retirer la clé USB lors des opérations de lecture/écriture depuis ou vers celle-ci (LED verte allumée) ! Pour plus de confort, utilisez une clé USB ayant une LED d’activité intégrée.

Firmware (microcode) du Gotek USB/FDE

Appuyez simultanément sur les 2 boutons en façade tout en allumant le PSR-620 (avec le Gotek correctement installé) vous affichera (très rapidement) les informations sur le Gotek, dans mon cas :
– Firmware version : F21
– Emulator date : 129

Manuel Utilisateur du GOTEK SFRM72-FU-DL (version F21)

Schéma électronique de la carte GOTEK SFRC922

GOTEK SFRM72-FU-DL : Schéma électronique de la carte-mère SFRC922 de l’USB 1.0 / FDE 3.5″ 2DD (taille réelle 5.139 x 3.192)

Brochage du Connecteur IDC 34-Pin du Gotek SFRM72-FU-DL
PIN #
2 4 6 8 10 12 14 16 18
ƒ DSKCHG   NC INDEX DS0 DS1 NC MTRON DIR
PIN #
20 22 24 26 28 30 32 34  
ƒ STEP WDATA WGATE TRK WPT RDDATA SIDE READY  

NB : Toutes les broches impaires du #1 au #33 sont connectées à la masse (VSS – GND).

Connecteur de configuration interne (par défaut) du Gotek
par 7 cavaliers (J5, JA, JC, JB, S0, S1 et MO) pour différentes machines et fonctions
Cavalier Usine
État initial
Fonction
J5 x Ouvert Non utilisé
JA Jumper
Cavalier Génère le signal READY sur la Pin 34 de l’interface du FDE
JC x Ouvert Non utilisé
JB x Ouvert Non utilisé
S0 Jumper
Cavalier Sélection du Drive 0
S1 x Ouvert Sélection du Drive 1
M0 x Ouvert Sélection du Moteur

TABLE des connections (définitive)
PSR-620 Câble FFC 24-Pin <=> GOTEK USB/FDE Connecteurs IDC 34-Pin (norme Shugart 34) + PWR 4-Pin

24-PIN FFC ƒ 4 ou 24-PIN ƒ Dir. Commentaires
1-2-4-5 +5V DC #1 (4-Pin DC !) +5V PWR   Alimentation USD/FDE
7 GND #2/3 (4-Pin DC !) VSS   Masse (0V) USD/FDE
3-21 NC   Non connecté (Pin)
6 RDY #20 (24-Pin !) MON    
24-PIN FFC ƒ 34-PIN FDE ƒ Dir. Commentaires
7-8-10-15-17 GND Impaires 1 à 33 GND   Ground – VSS – 0V
9 SEL 32 HSEL Head Select (Side)
11 RD 30 RDATA Read Data
12 WP 28 WPRT Write Protection (Floppy)
13 TRK 26 TRK0 Track 0 (Align on)
14 WG 24 WGATE Write Enable (Floppy)
16 WC 22 WDATA Write Data
18 STEP 20 STEP Step (Trigger a)
19 DIR 18 HDIR Head Direction
20 MON 16 MTON Motor On
22 DS 10 or 12 DS0-DS1 Drive Select 0(A) or 1(B)
23 TND 8 INDEX Index
24 TNP 34 HCHG Drive Ready / Disk Changed

NB : Les broches (pin) qui ne sont pas mentionnées ci-dessus ne sont connectées à rien.

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