Polyflûte: 8 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

تتكون Le projet Polyflûte من صك موسيقي.

Le but est de créer un Instrument de musique احترام الظروف الخاصة ؛ أداة Cet تفعل ذلك:

-Autonome et portable (بطارية ، كومة …)

-Autodidacte (Enseigner à 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 or issue d’objets du quotidien en onde sonore et musicale.

الخطوة 1: Création Du Circuit Analogique

Notre système se base sur le Principe de la détection delumière: On place une LED et photodiode face at face séparé 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 يشكل le cœur de la partie analogique. Nous avons donc décidé de priver un circ d'émission et un cycle de réception. Le Circular est alimenté par 6 piles rechargeable de 1.2 V soit au total 7.2V. Le Circular d'émission estوراتي لمصابيح الصمام الثنائي الباعث للضوء وتلك المتفرعة في الموازي (une diode de protection a également été placée pour éviter les retours de courants). Le Circular d'émission se’ve 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 Hz (fréquence maximale de rotation de l'hélice).

الخطوة 2: Choix Des Composants

Une fois le Circuit Théorique établit ، بناءً على اختيار الملحنين بالإضافة إلى التكيفات في المونتاج.

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

يؤدى: SFH 4550

فينتيلاتور: MB40200V1 (5 فولت)

الصمام الثنائي: 1N4001

الثنائي الضوئي: SFH 203

AOP: LM358N

يمكن: MCP3008

المقاومة R1 (LED): 47 أوم

المقاومة R2 (Filtre 1): 220 أوم

المقاومة R3 (Filtre 2): 220 أوم

المقاومة R4 (Filtre en Sortie de Vref): 1 كيلو أوم

مكثف C1 (الفلتر): 10nF

مكثف C2 (الفلتر): 10nF

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

التنظيم: 0J7031 reg09b

Connecteur 40 دبابيس

Raspberry PI 2 موديل ب

Hélice d'hélicoptère de 3 ، 8 سم

6 أكوام قابلة لإعادة الشحن 1.2 فولت

الخطوة 3: إعادة بناء ثنائي الفينيل متعدد الكلور

La réalisation du PCB (لوحة الدوائر المطبوعة) هي الأكثر فاعلية في الأشرطة الإلكترونية:

- Le dessin de la carte (Agencement des composants)

- Le routage des composents 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 Disés de manière à réduire la Taille de la carte (9 cm de long، 5 cm de large). Le Routage fut la partie la plus délicate، car la carte étant embimé en double couche nous devions décidés de la dispition des links in couche Top or 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 changements. Nous avons également dû placer sur la carte le connecteur reliant le PCB et la Rasberry. Nous avons pour cela dû id identifier les spi de la Rasberry et faire la bonne، avec le PCB.

Vousrouverez les fichiers Gerber (مصمم Fichier Altium).

الخطوة 4: Réalisation De La Partie Mécanique (support Et Instrument)

Le Tube contuant la flûte est un tube en PVC (plomberie) qui a été coupé a une longueur de 15 cm et 4، 1 cm de Diamètre. على retrouve 4 سراويل بقطر 1 سم قطرها 2 سم. A l'intérieur on retrouve une hélice soutenu par une tige en plastique de 2 cm. لا يتم تثبيت ثنائي الفينيل متعدد الكلور والأنبوب على اللوحة في صورة مثبتة في العين والأنابيب والمعايرة. Sur la partie gauche du tube on a fixé le ventilateur à l'ide d'un scotch de câble électrique. De l'autre côté، le tube est bouché par un morceau de carton.

- أنبوب و PVC

- لوحة en bois d'environ 30 سم × 30 سم

- 4 مداخل دي 3 ، 5 سم

- 4 اكروس

- Un interrupteur موقعان كلاسيكيان

- دعم دي كومة

- كرتون

الخطوة 5: Connexion MCP-Raspberry

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

La connexion Raspberry / MCP est détaillée dans les images.

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

الخطوة 6: الاستحواذ على Des Données

Une fois la Raspberry connectée à un convertisseur analogique / numérique de type MCP3008 à l'Aide d'un bus SPI، il faut keepenant 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: عند الاختيار من بين 2 لتيسير خوارزميات تحويل فورييه في فينير ، بالإضافة إلى عدد النقاط التي تم إنشاؤها بالإضافة إلى عرض موجز للإشارة.

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 fréquences supérieures à 80Hz. صب المحترم 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.

الخطوة 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 signal. تستمر حالة العرض الأولي للوحة التراكيب l'amplitude des composantes ، على 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 et le nombre de point مكتسبة على 512.

الخطوة 8: Génération Du Son

صيانة قائمة على إشارة احترافية لإشارة جيدة من الجيوب الأنفية من أجل تجنب الابن. حلول Deux مثلها من قبل: Émettre un sinus directement à partir des fréquences en les multliant pour les rendre audible، ou bien associer des fréquences précises aux plages des different notes de notre prototype.

Nous avons testé les deux méthodes et nous avons finalement retenu la seconde plus concluante. Les notes jouées sont celle de la gamme 4، cependent les contreintes de notre système nous permet seulement d'avoir 8 plages premium et ainsi de jouer 8 نوتات مختلفة: Do، Ré، Mi، Fa، Sol، Sol bémol، La et Si.

يكمل Enfin vous troubleverez lesodes des deux Solutions citées au-dessus.