Poliflūts: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Le projet Polyflûte consiste à réaliser un instrument de musiquenumérique.

Le but est est créer un instrument de musique respektē des partulières; Cet instruments doit être:

-Auto un pārnēsājams (akumulators, kaudze …)

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

-Automātiskā melodija (Producer un son music à partir une fréquence relevanté dans l’environnement -alentour)

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

1. darbība: Création Du Circuit Analogique

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

Kapteinis ir analītiskā partija. Nous avons donc décidé de differeer un circuit d'émission et un circuit de réception. Elektriskā ķēde ir aprīkota ar 6 pāļu uzlādējamām baterijām, kuru spriegums ir 1,2 V, un tas kopumā ir 7,2 V. Le circuit d'émission ir LED un d'un moteur filiāle en parallèle sastāvdaļa (neaizsargājoša diode un ēgalement été placée pour éviter les retours de courants). Le circuit d'émission se is d'une fotodioda dont le signāls ir pastiprinātājs par un AOP; ainsi que de 2 filtres passe bas d’ordre 1 filtrant à 80 Hz (fréquence maximale de rotation de l'hélice).

2. darbība: 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

Ventilators: MB40200V1 (5V)

Diodes: 1N4001

Fotodiods: SFH 203

AOP: LM358N

CAN: MCP3008

Pretestība R1 (LED): 47 omi

Pretestība R2 (1. filtrs): 220 omi

Pretestība R3 (2. filtrs): 220 omi

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

Kondensators C1 (filtrs): 10 nF

Kondensators C2 (filtrs): 10 nF

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

Reģistrētājs: 0J7031 reg09b

Connecteur 40 tapas

Aveņu PI 2 modelis B

Hélice d'hélicoptère de 3, 8 cm

6 pāļu uzlādējamas baterijas 1,2 V

3. darbība: PCB atjaunošana

La réalisation du PCB (iespiedshēmas plates) efektīvākais un papildu veids:

- Le dessin de la carte (Agencement des composants)

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

- Soudage des composants

Le Desin et le routage de la carte ont été faits sur le logiciel ALTIUM Designer (loģikas utilizācija un uzņē mums, kas pārklāj ar PCB). Nons avons donc dû nous iniciators vai loģika. Les composants ont été disposés de manière à réduire la taille de la carte (9 cm garš, 5 cm liels). Le routage fut la partie la plus délicate, car la carte étant imprimé en 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 changements 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 port SPI de la Rasberry et faire la bonne korespondence avec le PCB.

Vous trouverez les fichiers Gerber (fichier Altium Designer).

4. solis: Réalisation De La Partie Mécanique (atbalsts Et Instrument)

Cauruļu sastāvdaļa ir flute un est tub un en PVC (plomberie) qui a été coupé a une longueur de 15 cm et 4, 1 cm diamètre. Retroveve 4 bikses 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 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.

- caurule un PVC

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

- 4 uzņēmēji 3, 5 cm

- 4 ercrous

- Nepārtraucējs 2 klasiskās pozīcijas

- Pāļu atbalsts

- Kartons

5. solis: Connexion MCP-Raspberry

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

La Connexion Raspberry/MCP ir détaillée dans les images.

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

6. solis: Des Données iegūšana

Une fois la Raspberry connectée un convertibleur analogique/numérique de type MCP3008 à l'aide d'un bus SPI, il faut maintenant hankkérir 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: on choisit une puissance de 2 pour hõlbinātājs, izmantojot algoritmus de Fouré 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. Nous avons déterminé empiriquement que notre signal n'atteignait jamais des fréquence supérieures à 80Hz. Ielieciet 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). Šis ir galvenais programmas pavediens, kurā ir pieejams fonts, kas nodrošina taimeri, kas nodrošina efektīvu līdzekļu iegādi.

7. solis: 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 turpinās, turpretī 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 et le nombre de points acquis étant 512.

8. solis: Génération Du Son

Uzturot 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 fréquence iegūst un mazina multiplikāciju, lai padarītu to dzirdamu, vai arī jūs varētu apvienoties, lai apzīmētu prototipa atšķirīgās piezīmes.

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

Enfin vous trouverez les kodi papildina desux risinājumus citées au-dessus.