Polyflûte: 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Le projet Polyflûte consiste à réaliser un instrument de musiquenumérique.

Le but est créer un instrument de musicque respekte des tingimusi; Cet instrument doit être:

-Autonoomne ja kaasaskantav (patareid, hunnik …)

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

-Automaatne häälestus (muusikaline produtsent ja osa muusikast, mis on seotud asjaga dans l’environnement -alentour)

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

Samm: Création Du Circuit Analogique

Notre système se base sur le principe de la détection delumière: On place une LED and photodiode face à face sarparé par une hélice propulsé en roue libre par un 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 on le cœur de la partie analogique. Nous avons donc décidé de differeer un circuit d'émission et un circuit de réception. Toiteahelas on kokku 6 kuhja laetavat laadijat 1,2 V, seega kokku 7,2 V. LED -ahela koostis on LED -i ja mototehnoloogia haru enesega paralleelne (kaitse dioodide kaitseks ja igapäevaseks toitumispaigaks). Ahela d'emission se on d'une fotodiood, mis ei anna signaali ja võimendust AOP jaoks; ainsi que de 2 filtres passe bas d’ordre 1 filtrant à 80 Hz (fréquence maximale de rotation de l'hélice).

2. samm: Choix Des Composants

Une fois le circuit théorique établit, on choisit les composants les plus adapés au montage.

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

LED: SFH 4550

Ventilaator: MB40200V1 (5V)

Diood: 1N4001

Fotodiood: SFH 203

AOP: LM358N

CAN: MCP3008

Vastupidavus R1 (LED): 47 oomi

Vastupidavus R2 (filter 1): 220 oomi

Vastupidavus R3 (filter 2): 220 oomi

Vastupidavus R4 (Filtre en sortie de Vref): 1 kOhm

Kondensaator C1 (filter): 10 nF

Kondensaator C2 (filter): 10 nF

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

Regulaator: 0J7031 reg09b

Connecteur 40 tihvti

Vaarika PI 2 Mudel B

Kõrgus 3, 8 cm

6 vaia laetavat 1,2 V

3. etapp: PCB ümbertõstmine

La réalisation du PCB (Printed Circuit Board) on kõige tõhusam ja täiendavam:

- Le dessin de la carte (Agencement des composants)

- Le routage des composants sur la carte ja Impression de la carte

- Soudage des composants

ALTIUM Designer (loogika utilisé en entreprise pour le routage de PCB). Nous avons donc dû nous algataja või loogika. Les composants ont été disposés de manière à réduire la taille de la carte (pikkus 9 cm, laius 5 cm). Le routage fut la partie la plus délicate, car la carte étant imprimé ja double couche nous devions décidés de la disposition des links en couche Top ou Bottom. Une fois la carte imprimée, nous avons soudés les composants sur des support afin de pouvoir enlever les composants en cas de défaillances ou de changesments de composants. Nous avons également dû placer sur la carte le connecteur based on PCB et la Rasberry. Nous avons pour cela dû identifier les ports SPI de la Rasberry et faire la bonne vastavus avec le PCB.

Vous trouverez les fichiers Gerber (fichier Altium Designer).

4. samm: De La Partie Mécanique'i taaselustamine (toetus Et Instrument)

Toru koostisosa on toru ja toru ja PVC (plomberie), mis on valmistatud 15 cm ja 4, 1 cm läbimõõduga. Retroveel 4 püksid 1 cm diamètre espacé chacun de 2 cm. A l'intérieur on retrouve une hélice soutenu par une tige en plastique de 2 cm. PCB -d ja torud ei paranda plaati 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 elelectrique. De l'autre côté, le tube est bouché par un morceau de carton.

- torud ja PVC

- tahvel en bois d'environ 30 cm x 30 cm

- 4 ettevõtet 3,5 cm

- 4 ecrous

- katkestuseta 2 positsiooni klassis

- vaiade tugi

- Karp

Samm: Connexion MCP-Vaarikas

Ühendus MCP-3008/Rasberry est essentielle pour la communication, réception transfer des données.

La Connexion Raspberry/MCP on piltide pilt.

La Connexion s'effectue en bus SPI, le code d'initialisation du bus est joint dans les fichiers.

6. samm: Des Données'i omandamine

Une fois la Raspberry connectée à un convertibleur analogique/numérique de type MCP3008 à l'aide d'un bus SPI, il faut maintenant hankkija les données souhaitées. Nous ne relevants qu'un type de valeur, l'amplitude de notre signal fréquentielle, sur la chaîne 1 du MCP3008. Ces valeurs sont stockées dans un tableau de taille 512: kui valida, kas on 2 võimalust hõlbustada Fourier à venir'i teisendamise algoritme, ja pluss le nombre de points est élevé ja le signal discret 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 que notre signal n'atteignait jamais des fréquence supérieures à 80Hz. Vajutage Shannon notre fréquence d'échantillonnage doit être supérieure à 160Hz, nous avons choisi une Fe Fe à 250Hz.

Afin d'acquérir les données à cette fréquence, nous avons créé un timer qui fait appel à notre fonction d'acquisition toutes les 4ms (Te = 1/Fe = 4ms). Esmane lõim, mis ei ole programmiprogramm, sisaldab don toni funktsioone, mis võimaldavad omandada annetusi.

Samm: FFT

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

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

Notre fréquence d'échantillonnage etant 250Hz et le nombre de points acquis étant 512.

8. samm: Génération Du Son

Hooldus que l'on a récupéré la fréquence du signal il suffit de générer un sinus pour pour avoir un son. Deux solutions se sont ouvertes à nous: Émettre un sinus directement à partir des fréquence omandab en les multiplient pour les rendre audible, ou bien associer des fréquence précises aux plages des différentes notes de notre prototüüp.

Nous avons testé les deux méthodes et nous avons finalement retenu la seconde plus concluante. Vähemalt noodid jouées sont celle de la gamme 4, peatükid les contraintes de notre système nous permet seulement d'avoir 8 plages different and ainsi de jouer 8 noot diferents: Do, Ré, Mi, Fa, Sol, Sol bémol, La et Si.

Enfin vous trouverez les koodid täiendab desux lahendusi citées au-dessus.