Projet : Projection d'un point avec un laser sur les touches d'un piano

[invitef112c3ec]

Bonjour, je suis nouveau sur le forum et je viens vous demander de l’aide . Je suis en terminale S et je réalise en groupe un projet pour un concours (Olympiade des sciences de l’ingénieur, http://sites.google.com/site/lesolympiadesdesi/OSI).
Notre projet porte sur un système qui projetterait un point provenant d’un laser sur les différentes touches d’un piano pour indiquer où il faudrait appuyer et ainsi apprendre plus facilement cet instrument.
Pour l’instant nous utilisons un moteur pas à pas provenant d’un lecteur de CD-Rom et sa carte électronique. Nous avons défini que celui tourne plus ou moins vite en fonction de la tension injecté dans une des pattes du circuit intégré correspondant au contrôle de ce moteur (Plus la tension injecté est grande, le couple du moteur et donc sa vitesse est faible) et que celui-ci tourne seulement si on injecte une tension à une autre pâte que nous avons trouvé. De plus nous utilisons un miroir hectagonal provenant d’une imprimante laser (nous en avons aussi un carré) que nous avons accouplé au moteur qui permettra de réfléchir le rayon lumineux provenant du laser.
De plus le système de l’imprimante laser récupéré possède une lentille qui augmente l‘angle d’action du laser.
Pour le laser nous utilisons pour l’instant un pointeur laser « porte-clé ».
Nous cherchons donc dans un premier temps à afficher un point lumineux à un endroit précis. Connaissant la vitesse de rotation du moteur, allumer et éteindre le laser à un instant t pour que le laser se réfléchis sur chacune des six faces du miroir de manière suffisamment précise pour qu’un point soit projeté sur une surface en continue.
De plus, pour savoir « le point de départ » de chacune des six faces, nous utilisons pour l’instant un capteur provenant d’une souris à Del rouge, qui lorsque la lumière du laser le frappe possède une tension nulle à l’une de ses 8 pattes et autrement possèdent une tension de 5V à cette même patte. Ce capteur pourrait surement être remplacé par un capteur LDR qui à mon avis fonctionnerait pareil.
Puis dans un second temps, afficher des multiples points (idéalement 10) sur une surface (Ici les touches d’un piano).

Voici donc plusieurs questions :
-Comment câbler une diode laser qui à trois pattes ? Faut-il un circuit électronique spécifique ?
-Comment fonctionne une Diode laser et sa partie optique (lentille…)?
-Comment contrôler ce laser en fonction de la vitesse du moteur et du signal émis par le capteur LDR qui indique le point de départ de chacune des faces du miroir ?
-Une meilleure idée pour contrôler le moteur?

J'éspere avoir été compréhensible.
Si vous avez des liens, des réponses, des informations, des questions, des idées, ça serait super! Merci!
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[ftorama]

wow, quelle usine à gaz...

Tu jètes ton miroir "hectagonal" (ça fait combien de côtés? 6,5? )

Tu jètes ton moteur pas-à-pas

Tu prends un servomoteur sur lequel tu fixes un bête miroir plat. Tu peux même y mettre directement ton laser.

ça sera quand même beaucoup plus simple, surtout pour une maquette

[invitef112c3ec]

Oups, hexagonal .
Seulement, le but final est de projeter plusieurs points sur une surface en même temps et avec un seul laser. Donc un miroir plat ça suffit pas, et grâçe aux six façes du miroir le moteur aura besoin de moins de vitesse donc demande moins de précision dans le contrôle de l'allumage laser car pour un tour, le laser pourra balayer 6 fois les touches d'un piano. Si la vitesse du moteur est insuffisante, les points vont "scintiller" voir clignoter.

Dans la même idée : http://www.voilelec.com/pages/laser.php

[azad]

Il y a tout de même plus simple. Et sans aucune mécanique. Il suffit d'avoir autant de diodes Laser que de touches à ton piano, chacune des diodes étant affectées à une touche. Ensuite, un vulgaire décodeur (en TTL ou CMOS on trouve facilement des 16 canaux) allume en fonction du tempo(horloge) les LEDs correspondants à la touche à presser.
Tu peux même en programmant une ROM (16 bits) y écrire plusieurs partitions, et utiliser les sorties Data de la ROM en question. Ici encore, horloge = tempo.
Mais bien entendu, si le contrôle via un servo-mécanisme est imposé, mon intervention ne vaut plus rien.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef112c3ec]

Azad, effectivement cela serait le plus facile. Mais le prix de 88 diodes laser est conséquent. La solution du miroir rotatif s'impose.

[PIXEL]

hello ,

l'apprentissage des claviers vise à ce que l'élève NE REGARDE PAS LES TOUCHES, le regard devant être fixé sur la partoche (sauf les aveugles, bien entendu)

le projet me parait donc inutile...

[invitef112c3ec]

Le système permettrait de "jouer" du piano et d'apprendre facilement une musique simple sans savoir lire une partition, ici remplaçée par quelque chose de bien plus intuitif pour un débutant. Un peu à la manière de certains synthés où les touches s'éclaire. Sauf qu'ici le système serait adaptable sur tout les pianos.
Le système permettrait aussi d'afficher tout les accords et les gammes directement sur le clavier.
Donc je pense que le projet à du potentiel.

[PIXEL]

c'est avec ça que david GUETTA a du apprendre...

[invitef112c3ec]

Oué .
Bon revenons-en à nos moutons, notre projet étant lancé depuis un bon mois, diverses problèmes s'imposent. Déjà comment alimenter une diode laser qui possède 3 pattes?
Les lasers possèdent un sytème optique avec une lentille. Nous avons supposé que les rayons lumineux du laser doivent partir du foyer principal de la lentille pour que ceux-ci soient projetés tous parallèles en un faisceau fin qui dépendrait du diamètre de la lentille. Sommes-nous dans le vrai?

[DAUDET78]

Les diodes laser à 3 pattes ... ont deux pattes utiles!
La troisième ? une sortie de photodiode pour mesurer (et pouvoir réguler) la puissance lumineuse émise par le laser (variable en fonction de la température et du vieillissement).

[azad]

Je pensais qu'il s' agissait d'un clavier hyper simplifié (une dizaine de touches). Pas à un projet en grandeur nature. Excusez moi, donc.
Et une rampe de LEDs au dessus des touches, câblées sur un support de la longueur du clavier ? Avec les dièses aux bons endroits et de couleur différentes ?
Parce que percer un Steinway, ça ne se fait pas.
En tout cas, bon courage. J'imagine d'ici les contraintes mécaniques et les accélérations du miroir, lors de l' exécution d'une rapsodie de Liszt. Et les réflexes de l'exécutant devant obéir dans l'ordre à ces impulsions lumineuses. (Parfois plus de 5 ou 6 par seconde), et à 60 cm de distance l'une de l'autre.

[guysa]

Bonjour,

Pourquoi ne pas reprendre le principe d'un laser classique (type laser pour club) et réduite la production de "l'image" sur 1 dimension au lieu de 2.

Classiquement, le faisceau laser passe sur deux mirroirs, l'un gérant le déplacement horizontal et l'autre le déplacement vertical, l'astuce réside dans l'ajout d'un "blanking" qui coupe la diode au bon moment pour créer les espaces.

Si tu n'utilises qu'un mirroir pour gérer ton déplacement au dessus des touches + le système de coupure des diodes pour faire les espaces "vides" entre tes points (car j'imagine qu'il peut y avoir plusieurs touches enfoncés en même temps) cela peut fonctionner.

/!\ les touches blanches et légérement réfléchssantes du clavier peuvent créer des retours dans les yeux !

Pour le "moteur", il faut qu'il soit rapide, très rapide pour afficher les points sur plusieurs touches.

Regarde ici http://www.laserfreak.net/forum/viewforum.php?f=116 ou sur le site de manière plus générale, il y a des plans pour fabriquer des scanners home made avec les cartes de controles.

Bon courage.
J.

[invitef112c3ec]

DAUDET78, il suffirait donc de brancher les deux pattes de la diode laser à une alimentation en ignorant la patte de la photodiode pour qu'elle s'allume? (Nous avons déjà essayé mais celle-ci n'a rien donné peut-être dû à la diode qui peut-être émettait dans l'invisible pour l'oeil humain. A réessayer donc).

Azad, merci pour vos propositions =). Notre projet se base principalement sur le contrôle du laser et du miroir, ce qui fera la différence par rapport à un "simple" système équipé de LED lors du concours. Un des avantages par rapport à une rampe de LED c'est l'encombrement. Notre système de la taille d'une boîte à sucre pourrait s'accrocher au plafond par exemple ou sur un trépied. Ainsi la solution technique du laser et du miroir parait idéale bien que difficile à mettre en oeuvre.
Pour en revenir au fonctionnement, le miroir tournera à une vitesse continue fini. Ainsi pour que le rayon frappe la même touche du piano de façon continue et sans que celui-ci clignote, il faudrait que le miroir à six façe tourne à 4-5 tours par seconde.
Ainsi des problèmes se posent. Tel que la détection du début de chaque faces du miroir (Détection grâce à un capteur de souris optique). Il faut aussi que le moteur ait une excellente précision pour qu'il n'y ait pas de décallage lorsque le rayon du laser vient frapper le mirroir (Utilisation d'un moteur pas à pas d'un lecteur CD qui au vu de son utilisation d'origine possèdent forcèment une de vitesse de rotation très stable). Et enfin, le contrôle de l'allumage du laser lui-même qui devra s'allumer et s'éteindre des dizaines de fois par secondes (Si toutefois cela est possible).

Guysa, merci pour votre lien je vais y jeter un oeil.

[invite3570b5f7]

c'est avec ça que david GUETTA a du apprendre...

Mdr ! Au moins le projet aurai été simple : une diode laser avec un NE555 pour la faire clignoter sur la même touche !

[DAUDET78]

DAUDET78, il suffirait donc de brancher les deux pattes de la diode laser à une alimentation en ignorant la patte de la photodiode pour qu'elle s'allume?

C'est un peu brutal comme manip .... directement sur une source de tension !

Une diode Laser, c'est comme une demoiselle ... tout en douceur:

• Pas de décharge électrostatique
• Alimentation en courant

[arsene de gallium]

Apprendre à jouer du piano par une méthode aussi simple que couteuse, combien coute le système laser+contrôleur+mécanique et asservissement, me semble utopique.
Le piano, comme pour tout instrument de musique, passe par un travail de l'élève, gamme, exercice.
Tous les instruments possédant un système à LED intégré, affichant les notes à jouer, ne donne aucun résultat réel à l'apprentissage de l'instrument, sauf à jouer "au clair de la lune" d'un doigt.
As-tu réfléchi à la façon d'enregistrer l'exercice dans ce système à la Dubout ?
Quand est-il de l'expression musicale, délié, fortissimo pianissimo ? Enfin tout ce qui fait que la musique jouée est autre chose qu'un bête séquenceur mal utilisé est capable de faire.
Comme disait Claude Bolling:
- apprendre le piano c'est 1/4 d'heure puis 20 ans de travail.

[PIXEL]

système à la Dubout ?

plus personne ne sait qui c'était

+1 pour le reste

[invitef112c3ec]

Pour ce qui est du comment enregistrer la séquence du laser on y réfléchi. Pour ce qui est de l'expression musicale, tu m'as donné une idée, pourquoi ne pas utiliser une couleur différente de laser pour indiquer les différentes nuances.
Enfin on est bien d'accord qu'un bête séquenceur ne remplacera jamais un véritable pianiste.
Ce système a pour visé un public à qui le solfège les repoussent et qui veulent pratiquer cet instrument sans se prendre la tête. Et je suis d'accord sur le point que l'on ne devient pas un virtuose avec ça! .
Mais je ne vais pas faire qu'argumenter sur l'utilité ou non de notre projet. Essayer plutôt de m'aider à résoudre les problèmes techniques, bien que j'accepte volontiers d'autres remarques =).

[guysa]

Regarde ici, projet terminé.


http://codinglab.blogspot.com/2010/0...projector.html

[louloute/Qc]

Je crois que le plus réalisable est de partir d’un projecteur multimédia du genre:

http://www.epson.ca/cgi-bin/ceStore/...s&oid=60680208

Tu commences par faire une belle photo de ton clavier vu du dessus; Tu en fais un dessin.
Ensuite tu retranscris la partition en un diaporama qui va au projecteur. Ça te donne toute liberté pour la couleur et n’a pas de limite sur le nombre de doigts, même quatre mains si tu veux.

Tu peux aussi fournir à ton pianiste un écran d’ordi avec la partition, chaque note à jouer apparaissant d’une autre couleur…

[invitef112c3ec]

guysa, interessant =).
louloute/Qc, C'est une bonne idée mais pas très bon marcher! Tout le monde n'a pas 800€. .

[dededu72]

Je crois que le plus réalisable est de partir d’un projecteur multimédia du genre:

http://www.epson.ca/cgi-bin/ceStore/...s&oid=60680208

Tu commences par faire une belle photo de ton clavier vu du dessus; Tu en fais un dessin.
Ensuite tu retranscris la partition en un diaporama qui va au projecteur. Ça te donne toute liberté pour la couleur et n’a pas de limite sur le nombre de doigts, même quatre mains si tu veux.

Tu peux aussi fournir à ton pianiste un écran d’ordi avec la partition, chaque note à jouer apparaissant d’une autre couleur…

pour faire un piano hero comme guitar hero, ça peut le faire

mais sinon le plus simple (pas le moins chère) c'est un laser RGB de scène, source rouge, source verte et source bleu, un miroir, un cube un galvo et une carte ilda