Polyflûte: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

'N Projek Polyflûte bestaan uit 'n instrument van musiekverwerking.

Le but est de créer un instrument de musique respectant des conditions particulières; Cet instrument doen dit:

-Autonome en draagbaar (battery, stapel …)

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

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

Ons kan nie eers 'n unieke vibratoire, 'n oscillante de la vie courante, of 'n uitgawe van objete du quotidien en onde sonore et musicale uitreik nie.

Stap 1: Création Du Circuit Analogique

Ons huidige stelsel is 'n basis vir die herontdekking van liggies: op die plek van 'n LED en 'n fotodiode in die gesig, kan 'n mens 'n enkele ventilator gebruik. 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. U kan nie die kringloop van die opname en die kringloop herontdek nie. Le circuit est alimenté par 6 stapels herlaaibare van 1.2 V, met 'n totaal van 7.2V. Die kringloop van die opname is 'n samestelling van 'n enkele LED en 'n moteurige vertakking en 'n parallelle (une diode de protection et également été placée pour éviter les retours de courants). Die kringloop van die opname is 'n funksionele fotodiode wat nie 'n versterking van 'n AOP kan maak nie; ainsi que de 2 filtre passe bas d'ordre 1 filtrant à environment 80 Hz (fréquence maximale de rotation de l'hélice).

Stap 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 précédent):

LED: SFH 4550

Ventilateur: MB40200V1 (5V)

Diode: 1N4001

Fotodiode: SFH 203

AOP: LM358N

KAN: MCP3008

Weerstand R1 (LED): 47 Ohm

Weerstand R2 (Filtre 1): 220 Ohm

Weerstand R3 (Filtre 2): 220 Ohm

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

Kondensateur C1 (Filtre): 10nF

Kondensateur C2 (Filtre): 10nF

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

Reguleerder: 0J7031 reg09b

Konnekteerder 40 penne

Framboos PI 2 Model B

Hélice d'hélicoptère de 3, 8 cm

6 stapels herlaaibare 1.2 V

Stap 3: Hergebruik van PCB

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

- Le dessin de la carte (Agencement des composants)

- Le routage des composants sur la carte et 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 à réduire la taille de la carte (9 cm lank, 5 cm groot). 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 supports afin de pouvoir enlever les composants en cas de défaillances ou de changements de composants. Ons kan ook die PCB en die Rasberry -koekie afhanklik maak. U kan ook die identifikasie van die SPI de la Rasberry en die korrespondensie van PCB vir die boek ken.

Vous trouverez les fichiers Gerber (fichier Altium Designer).

Stap 4: Herrealisering De La Partie Mécanique (ondersteun Et Instrument)

Die buis is 'n buis en 'n buis van PVC (plomberie) wat 'n lengte van 15 cm en 4, 1 cm van diametre kan hê. U kan 4 stuks van 1 cm van die diamant van 2 cm lank terugsoek. 'N L'intérieur kan 'n enkele hoogte van 2 cm bereik word. Die PCB en die buis kan slegs op die plaque en bois à fixé l'aide d'entretoises et de vis herstel word. Sur la partie gauche du tube op 'n fixé le ventilateur à l'aide d'un scotch de câble électrique. Die l'autre côté, die buis is bouché par un morceau de carton.

- buis en PVC

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

- 4 ondernemings van 3, 5 cm

- 4 eetlepels

- Die klassifikasie van twee posisies onderbreek

- Ondersteuning

- Karton

Stap 5: Verbind MCP-Framboos

La connexion MCP-3008/Rasberry is essentieel vir kommunikasie, ontvangs oordrag van données.

La connexion Framboos/MCP is détaillée dans les images.

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

Stap 6: Acquisition Des Données

Une fois la Raspberry connectée à un convertisseur analogique/numérique de type MCP3008 à l'aide d'un bus SPI, il faut maintenant acquérir 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 sont stockées dans un tableau de taille 512: on choisit une puissance de 2 pour faciliter les algorithmes de transformé de Fourier à venir, et plus le nombre de points est élevé plus 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. Ons kan nie empiriquement gee nie, maar dit is 'n sein van 'n jamais des fréquences supérieures à 80Hz. Gee respek 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). Die belangrikste program vir die kontinent kan u 'n funksie van 'n timer met 'n effek op die verkryging van die données gee.

Stap 7: FFT

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

Ons gebruik die GSL qui permet à partir d'un tableau de données, die tableau d'amplitude des raies fréquentielles composant ce signal. En écartant la première case du tableau contenant l'amplitude des composantes gaan voort, op 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 étant 250Hz en die nommer van die punte verkry 512.

Stap 8: Génération Du Son

Inhoud dat ons 'n récupéré la fréquence du signal il suffit de générer un sinus pour avoir un son. Deux solutions se sont ouvertes à nous.

Nous avons testé les deux méthodes et 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 differes et ainsi de jouer 8 note différentes: Do, Ré, Mi, Fa, Sol, Sol bémol, La et Si.

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