Polyflûte: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

Le projet Polyflûte conse à réaliser un instrument de musiquenumérique.

Le but est de créer un instrument de musique respectant des kushtet particulières؛ Cet instrument doit être:

-Autonome و قابل حمل (باتری ، شمع …)

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

-Auto tune (Produire un son musical à partir une fréquence relevé dans l’environnement -alentour)

Le but est donc de réussir à convertir une onde vibratoire ، oscillante de la vie courante در مسئله d’objets du quotidien en onde sonore و musicale.

مرحله 1: Création Du Circuit Analogique

Notre système se base sur le principe de la détection delumière: در محل LED و فوتوديود چهره و چهره در جلوي هليس پيشراننده در راه آزاد و بدون تهويه هوا. 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 constitue le cœur de la partie analogique. Nous avons donc décidé de deperator un circuit d'émission و un un circuit de réception. مدار برای تغذیه 6 شمع قابل شارژ 1.2 ولت و کل 7.2 ولت است. Le circuit d'émission est constitué d'une LED et d'un moteur branché en parallèle (une diode de protection a également été placée pour éviter les retours de courants). Le circuit d'émission se constitue d'une photodiode dont le signal est amplifié par un AOP؛ ainsi que de 2 filtres passe bas d’ordre 1 filtrant à ambient 80 Hz (fréquence maximale de rotation de l'hélice).

مرحله 2: Choix Des Composants

Une fois le circuit théorique établit، on choisit les composants les plus adaptés au montage.

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

LED: SFH 4550

تهویه هوا: MB40200V1 (5V)

دیود: 1N4001

دیود نوری: SFH 203

AOP: LM358N

CAN: MCP3008

مقاومت R1 (LED): 47 اهم

مقاومت R2 (فیلتر 1): 220 اهم

مقاومت R3 (فیلتر 2): 220 اهم

مقاومت R4 (Filtre en sortie de Vref): 1 کیلو اهم

کندانسور C1 (فیلتر): 10nF

Condensateur C2 (فیلتر): 10nF

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

تنظیم کننده: 0J7031 reg09b

کانکتور 40 پین

تمشک PI 2 مدل B

Hélice d'hélicoptère de 3 ، 8 سانتی متر

6 شمع قابل شارژ 1.2 ولت

مرحله 3: Réalisation Du PCB

La réalisation du PCB (برد مدار چاپی) بهترین اثرات و ضمیمه های اضافی:

- Le dessin de la carte (Agencement des composants)

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

- Soudage des composants

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 initier au logiciel. Les composants ont été disposés de manière é réduire la taille de la carte (9 سانتی متر طول ، 5 سانتی متر بزرگ). Le routage fut la partie la plus délicate، car la carte étant imprimé en double couche nous devions décidés de la disposition des connections en couche Top ou Bottom. Une fois la carte imprimée ، nous avons soudés les composants sur des support afin de pouvoir enlever les compositors en cas de dailfaces یا تغییرات در ترکیبات. Nous avons également dû placer sur la carte le connecteur reliant le PCB et la Rasberry. Nous avons pour cela dû identifier les ports SPI de la Rasberry et faire la bonne correspondence avec le PCB.

Vous trouverez les fichiers Gerber (طراح Altium طراح).

مرحله 4: Réalisation De La Partie Mécanique (پشتیبانی از ابزار Et)

لوله تشکیل دهنده لوله در PVC (plomberie) است که در طول 15 سانتی متر و 4 ، 1 سانتی متر قطر ایجاد می شود. در retrouve 4 trous de 1 cm de diamètre espacé chacun de 2 cm. A l'intérieur on retrouve une hélice soutenu par une tige en plastique de 2 cm. 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 a 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.

- لوله و پی وی سی

- پلاک en bois d'environ 30 سانتی متر در 30 سانتی متر

- 4 entretoises de 3 ، 5 سانتی متر

- 4 قهوه ای

- Un interrupteur 2 position classique

- پشتیبانی از شمع

- کارتن

مرحله 5: اتصال MCP-Raspberry

La connexion MCP-3008/Rasberry est essentielle pour la communication، réceptionmission des données.

La connexion Raspberry/MCP est détaillée dans les les images است.

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

مرحله 6: خرید Des Données

Une fois la Raspberry connectée à un convertisseur analogique/numérique de type MCP3008 à l'aide d'un bus SPI ، il faut maintenancemant accérir les données souhaitées. Nous ne relevons qu'un type de valeur، l'amplitude de notre signal fréquentielle، sur la chaîne 1 du MCP3008. Ces valeurs sans stockées dans un tableau de taille 512: در زمان انتخاب و در زمان ظهور 2 الگوریتم های تسهیل کننده در تبدیل فوریه ، به علاوه ، و همچنین تعداد نامنظمی از نقاط ، و همچنین سیگنال های گسسته ای از سرورها را انتخاب می کند.

L'acquisition des données ne peut cependant pas se faire de manière aléatoire ، en effet la fréquence d'acquisition و donc la fréquence d'échantillonnage est primordiale. Nous avons déterminé empiriquement que notre signal n'atteignait jamais des fréquences supérieures é 80Hz. Pour respecter Shannon notre fréquence d'échantillonnage doit être supérieure à 160Hz، nous avons choisi une 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). Le premier thread de notre program contient donc la fonction du timer qui effectue l'acquisition des données.

مرحله 7: 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 ادامه می یابد ، در peut retrouver l'indice i de la fréquence qui a la plus forte amplitude 'l'aide de la formule suivante: Freq = i*Fe/(2*Nb_Points)

Notre fréquence d'échantillonnage étant 250Hz و تعداد نامحدود اکتساب 512.

مرحله 8: Génération Du Son

Maintenant que l'on a récupéré la fréquence du signal il suffit de générer un sinus pour avoir un son. راه حل های دیگر به طور غیرمعمول: Émettre un sinus à partir des fréquences به دست آوردن چند ضلعی از طریق پیش بینی های قابل شنیدن ، به منظور کمک به انواع مختلف یادداشت ها در نمونه اولیه ، می افزاید.

Nous avons testé les deux méthodes و nous avons finalement retenu la seconde plus concluante. Les notes jouées sont celle de la gamme 4، cependant les contraintes de notre système nous permet seulement d'avoir 8 plages distinctes and ainsi de jouer 8 نت متفاوت: Do، Ré، Mi، Fa، Sol، Sol bémol، La et Si.

کدهای Enfin vous trouverez les dos desux deux de citées au-dessus را تکمیل می کند.