Polyflûte: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Le projet Polyflûte gồm có réaliser un tools de musiquenumérique.

Le but est de créer un cụ de musique tôn trọng điều kiện đặc biệt; Cet cụ doit être:

-Autonome et portable (Batterie, cọc…)

-Autodidacte (Internet trang web Enseigner à l’utilisateur à partir d’un, le fonctionnement et la Construction de l’appareil)

-Tự động điều chỉnh (Produire un son music à partir une fréquence dropvé dans l’enosystemnement -alentour)

Le but est donc de réussir à converttir une onde vibratoire, Oscillante de la vie courante ou issue d’objets du quoprisen en onde sonore et musicale.

Bước 1: Création Du Circuit Analogique

Notre système se base sur le Princecipe de la détection delumière: On place une LED et photodiode face à face séparé par une hélice propulsé en roue libre par un ventateur. Ainsi le via d'une pâle devant la photodiode créera un signal de type T. O. R (plutôt proche du sinoïdale en prenant en compte le temps de réception de la lumière).

Le capteur consue le cœur de la partie analogique. Nous avons donc décidé de differenceer un circuit d'émission et un circuit de réception. Le mạch est alimenté par 6 cọc sạc de 1.2 V soit au tổng 7.2V. Le Circuit d'émission est consué d'une LED et d'un moteur branché en parallèle (une diode de Protection a également été groée pour éviter les retours de courants). Le Circuit d'émission se thành diode quang dont le signal est amplifié par un AOP; ainsi que de 2 filtres pas bas d’ordre 1 filtrant à en xung 80 Hz (fréquence maximale de quay de l'hélice).

Bước 2: Choix Des Composants

Un fois le Circuit théorique établit, trên choisit les nhà soạn nhạc les cộng với adaptés au dựng phim.

Các nhà soạn nhạc Vous retrouverez ci-tráng miệng les références et valeurs des différents (en se basant sur le schéma électronique précédent):

ĐÈN LED: SFH 4550

Ventilateur: MB40200V1 (5V)

Diode: 1N4001

Điốt quang: SFH 203

AOP: LM358N

CÓ THỂ: MCP3008

Résistance R1 (LED): 47 Ohms

Résistance R2 (Phim 1): 220 Ohms

Résistance R3 (Filtre 2): 220 Ohms

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

Condensateur C1 (Filtre): 10nF

Condensateur C2 (Filtre): 10nF

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

Régulateur: 0J7031 reg09b

Connecteur 40 chân

Raspberry PI 2 Mẫu B

Hélice d'hélicoptère de 3, 8 cm

6 cọc sạc 1.2 V

Bước 3: Réalisation Du PCB

La réalisation du PCB (Bảng mạch in) s'est effectuée en plusieurs étapes:

- Lê tráng miệng de la carte (Agencement des composants)

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

- Soudage des composants

Le tráng miệng et le routage de la carte ont été faits sur le logiciel ALTIUM Designer (logiciel useisé en entreprise pour le routage de PCB). Người khởi xướng Nous avons donc dû nous au logiciel. Các nhà soạn nhạc Les ont été disposés de manière à réduire la taille de la carte (dài 9 cm, to 5 cm). Le routage fut la partie la plus délicate, car la carte étant printmé en double couche nous dictons décidés de la disposition des links en couche Top ou Bottom. Un fois la carte printmée, nous avons soudés les composants sur des ủng hộ afin de pouvoir enlever les composants en cas de défaillances ou de changements de composants. Nous avons également dû sa khoáng sur la carte le connecteur phụ thuộc le PCB et la Rasberry. Nous avons pour cela dû nhận dạng les các cổng SPI de la Rasberry et faire la bonne avec le PCB.

Vous ladverez les fichiers Gerber (Nhà thiết kế fichier Altium).

Bước 4: Réalisation De La Partie Mécanique (hỗ trợ Et Instrument)

Le tube consuant la flûte est un tube en PVC (plomberie) qui a été coupé a une longueur de 15 cm et 4, 1 cm de diamètre. Khi thắt lại 4 ống quần 1 cm de diamètre espacé chacun de 2 cm. A l'intérieur on retrouve une hélice southenu par une tige en plastique de 2 cm. Le PCB et le ống sont fixés sur une mảng bám en bois à fixé l'aide d'entretoises et de vis. Sur la partie gauche du tube on a fixé le ventateur à l'aide d'un scotch de câble électrique. De l'autre côté, le tube est bouché par un morceau de carton.

- ống en PVC

- mảng bám 30 cm x 30 cm

- 4 đường kính 3, 5 cm

- 4 trang trí

- Bỏ ngắt quãng 2 vị trí classique

- Hỗ trợ de cọc

- Thùng carton

Bước 5: Connexion MCP-Raspberry

La Connexion MCP-3008 / Rasberry est essentielle pour la giao tiếp, truyền dẫn réception des données.

Hình ảnh La Connexion Raspberry / MCP est détaillée dans les.

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

Bước 6: Mua lại Des Données

Une fois la Raspberry connectée à un converttisseur analogique / numérique de type MCP3008 à l'aide d'un bus SPI, il faut Maintenant Blurérir les données souhaitées. Nous ne desvons qu'un type de valeur, l'amp Biên độ 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 favourite les Thuật toán và Biến đổi 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. Nous avons déterminé empiriquement que notre signal n'atteignait jamais des fréquences supérieures à 80Hz. Đổ người tôn trọng 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.

Bước 7: FFT

Un fois le tableau de données d'acquisition rempli, trên peut effectuer la MBA de Fourier discrète pour retrouver la fréquence du signal.

Khi sử dụng pour cela la bibliothèque GSL qui permet à partir d'un tableau de données, d'avoir le tableau d'ampinity des raies fréquentielles tín hiệu sáng tác ce. En écartant la première case du tableau cạnh tranh l'amp biên độ des composantes tiếp tục, trên peut retrouver l'indice i de la fréquence qui a la cộng sở trường biên độ à l'aide de la formule suivante: Freq = i * Fe / (2 * Nb_Points).

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

Bước 8: Génération Du Sơn

Người bảo trì que l'on a récupéré la fréquence du signal il Suffit de générer un sin pour péir un son. Các giải pháp của Deux se sont ouvertes à nous: Émettre un sin directement à partir des fréquences trắng án en les multiliant pour les rendre audible, ou bien Associer des fréquences précises aux plages des différentes ghi chú de notre nguyên mẫu.

Nous avons testé les deux méthodes et nous avons Finalement retenu la seconde plus concluante. Les note jouées sont celle de la gamme 4, cependant les contraintes de notre système nous permet seulement d'avoir 8 plages differencees et ainsi de jouer 8 note khác nhau: Do, Ré, Mi, Fa, Sol, Sol bémol, La et Si.

Các mã của Enfin vous domainsverez les hoàn thiện các giải pháp des deux citées au-tráng miệng.