Полифлюзия: 8 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

"Polyflûte" долбоору музыкалык -музыкалык аспаптан турат.

Le but est de créer un instrument de musique урматтоочу des шарттар particulières; Cet инструменти:

-Автоматтык жана портативдүү (Батарея, үймөк …)

-Autodidacte (Enseigner à l’utilisateur à partir d’un site internet, le fonctionnement et la construction de l’appareil)

-Автоматтык обон (Produire un son music à partir une fréquence aidé l’environnement -alentour)

Le but est donc de réussir à convertir une onde vibratoire, oscillante de la vie courante ou issue d’objets du quotidien en onde sonore et musicale.

1 -кадам: Création Du Circuit аналоги

Notre système se base sur le principe de la détection delumière: LED жана фотодиоддун бетинде à face séparé par une hélice propulsé en roue libre par ventil ventilateur. Ainsi le passage d'une pâle devant la photodiode créera un signal de type T. O. R (plutôt proche du sinusoïdale en prenant en compte le temps de réception de la lumière).

Le capteur түзөт le cœur de la partie analogique. Nous avons donc décidé de differer un un circuit d'émission et un circuit de réception. Le circuit est alimenté абз 6 үйүлгөн заряддоого де 1,2 V soit au total 7.2V. Le circuit d'émission est dépté d'une LED et d'un moteur branché en parallèle (une diode de protection a aégalement été placée pour éviter les retours de Courants). Le circuit d'émission se түзүү d'une photodiode dont le signal est amplifié par un AOP; ainsi que de 2 filtres passe bas d’ordre 1 filtrant à environ 80 Гц (fréquence maximale de rotation de l'hélice).

2 -кадам: Choix Des Composants

Une fois le circuit théorique établit, on choisit les composents les plus adaptés au montage.

Vous retrouverez ci-dessous les références et valeurs des différents kompozitors (en se basant sur le schéma électronique précédent):

LED: SFH 4550

Желдеткич: MB40200V1 (5V)

Диод: 1N4001

Фотодиод: SFH 203

AOP: LM358N

БОЛОТ: MCP3008

Каршылыгы R1 (LED): 47 Ом

Каршылыгы R2 (Filtre 1): 220 Ом

Каршылыгы R3 (Filtre 2): 220 Ом

Каршылык R4 (Filtre en sortie de Vref): 1 kOhms

Конденсатор C1 (Filtre): 10nF

Конденсатор C2 (Filtre): 10nF

Конденсатор C3 (Filtre en sortie de Vref): 5µF

Регулятор: 0J7031 reg09b

Коннектор 40 казык

Raspberry PI 2 Model B.

Hélice d'hélicoptère de 3, 8 см

Заряддалуучу 6 үймөк 1,2 В

3 -кадам: PCBди кайра реализациялоо

La réalisation du PCB (Printed Circuit Board) s'est effectuée en plusieurs эtapes:

- Le dessin de la carte (Agencement des complements)

- Le routage des composes sur la carte et Impression de la carte

- Композиторлордун үнү

Le dessin et le routage de la carte ont été faits sur le logiciel ALTIUM Designer (logiciel utilisé en entreprise pour le routage de PCB). Nous avons donc dû nous демилгечи же логикалык. Les kompozitors ont été disposés de manière à réduire la taille de la carte (узундугу 9 см, чоңдугу 5 см). Le routage fut la partie la plus délicate, car la carte étant imprimé en double couche nous devions décidés de la disposition des байланыстар en couche Top ou Bottom. Une fois la carte imprimée, nous avons soudés les composes sur des des afin de pouvoir enlever les composes en cas de défaillances ou de changements de complements. Пластикалык карталар жана карталар менен байланыштыруучу карталар. Портко SPI де и расписаниеси жана идентификатору кирет, бул болсо ПКБга жооп берет.

Vous trouverez les fichiers Gerber (ftiier Altium Designer).

4 -кадам: Реализация De La Partie Mécanique (Et Instrument колдоосу)

Түтүкчөлөрдүн саны 15 см жана 4 см, 1 см. Retrouve боюнча 4 шымдын 1 см диаметри espacé chacun де 2 см. A l'intérieur on retrouve une hélice southenu par une tige en plastique де 2 см. Le PCB et le tube sont fixés sur une plaque en bois à fixé l'aide d'entretoises et de vis. Sur la partie gauche du tube on fixé le ventilateur à l'aide d'un scotch de câble électrique. De l'autre côté, le tube est bouché par un morceau de carton.

- PVCден жасалган түтүк

- бляшка 30 см x 30 см

- 4, 3, 5 см

- 4 экос

- Үзгүлтүксүз 2 позиция классикалык

- Колдоо

- Картон

5-кадам: Connexion MCP-Raspberry

La connexion MCP-3008/Rasberry est essentielle la la communication, reeceception des des données.

La connexion Raspberry/MCP est détaillée dans les images.

Автобустун SPI эффектиси, автобустун коду d'nitialisation du bus est dans les fichiers.

6 -кадам: Des Données сатып алуу

An Raspberry connectée à un convertisseur analogique/numérique de type MCP3008 làide d'un bus SPI, faut maintenant acquérir les données souhaitées. Кандайдыр бир мааниге ээ эмес, lampampit de fréquentielle, l la chaîne 1 du MCP3008. Ces valeurs sont stockées dans un tableau de taille 512: choisit une puissance de 2 pour faciliter les algoritms de transformé de Fourier à venir, et plus le nombre de points est élevé plus le signal discrete sera précis.

L'acquisition des données ne peut cependant pas se faire de manière aléatoire, en effet la fréquence d'acquisition et donc la fréquence d'échantillonnage est primordiale. Nous avons déterminé empiriquement кийинки сигналдар 80 Гцке чейинки деңгээлде fréquences supérieures. Төмөнкү шарттарда Шеннон куюңуз: 160 Гц, же 200 Гц ылдамдыкта.

Афиналык жабдуулардын жоктугу, убакыттын өтүшү менен 4ms (Te = 1/Fe = 4ms). Le premier thread de notre program contient donc la fonction du timer qui effectue l'acquisition des données.

7 -кадам: FFT

Une fois le tableau de données d'acquisition rempli, peut effectuer la transformer de Fourier discète pour retrouver la fréquence du signal.

On Use pour cela la bibliothèque GSL qui permet a partir d'un tableau de données, d'avoir le tableau d'amplitude des raies fréquentielles compant ce signal. En préèère case du tableau contenant l'amplitude des compompantes уланат, peut retrouver l'indice i de la fréquence qui a la plus forte амплитудасы à l'aide de la formule suivante: Freq = i*Fe/(2*Nb_Points).

Notre fréquence d'échantillonnage 250Hz жана башка терминдер 512.

8 -кадам: Ду Сон

Maintenant que l'on a récupéré la fréquence du signal il suffit de générer un sinus pour avoir un son. Deux solutions se sont ouvertes à nous: Émettre un sinus directement à partir des fréquences acquises en les multipliant pour les rendre audible, ou bien associer des fréquences précises aux plages des différentes not de notre prototype.

Nous avons testé les deux méthodes et nous avons finalement retenu la seconde plus concluante. Les not jouées sont celle de la gamme 4, cependant les contraintes de notre système nous permet seulement d'avoir 8 plages differentes and ainsi de jouer 8 notes différentes: Do, Ré, Mi, Fa, Sol, Sol bémol, La et Si.

Enfin vous trouverez les kodları complets des deux solutions citées au-dessus.