[PROJET] Spectre Audio Leds

[invited9615d8f]

Bonjour,

Actuellement en classe de Terminale Génie Electronique, je me lance dans un projet qui a l'air simple au début mais qui se complique très vite. C'est donc pourquoi j'en suis à poster sur ce forum.
Je m'explique, je souhaiterais créer une représentation du spectre audio par des Leds.

rme-spectral.jpg

Quelque chose de ce genre mais en vrai.

Voici donc les problèmes que je rencontre:
1) Le son arrive sur ma carte, il faut donc qu'il soit analysé et traité en fonction des fréquences. Je me doute bien qu'il faudrait un composant programmable mais lequel ? Sachant que je pars sur 7 fréquences différentes.

2) Une fois le son traité et rédirigé vers la sortie, c'est à dire les leds, il faudrait qu'en fonction de l'intensité de la fréquence, la barre de leds augmente. Je ne suis pas sûr que ce soit très compréhensible. Comment est il possible de faire ça ? Est ce qu'un composant est capable d'analyser les fréquences de cette manière ?

Et voici, les choses qui sont théoriquement accomplies:
L'alimentation de la carte se fait via l'alimentation du PC, donc soit du 3.3V, 5V ou 12V.
J'utilise 20 Leds par barre de fréquence, elles sont connectées comme sur ce schéma:

equliazer.png

Il serait également pratique, si il y en a besoin (J'en doute pas), d'un composant programmable via USB.

Je vous remercie de votre aide.
-----

[Antoane]

Bonjour,
C'est donc un analyseur de spectre. Ca peut se faire aussi bien en numérique (c'est assez gratiné à coder, il faut avoir quelques bases en maths -- rien d'insurmontable) qu'en analogique (rien d'impossible), selon tes compétences.

1ere chose à faire : se documenter sur les séries de Fourier (le principe est important, toutes les maths qui vont autour ne t'intéressent pas trop, en tous cas au début -- sauf peut-être si tu prend l'option numérique), c'est absolument nécessaire, je le crains .

Ensuite, concevoir :
Pour l'option numérique, je laisse la main.
Pour l'analogique : On va te laisser te documenter un peu sur les travaux de M. Fourier avant d'en dire plus, car l'idée pourrait te venir toute seule à l'esprit


PS : l'alimentation par celle du PC n'est pas une très bonne solution, au moins pendant les essais : puissance disponible quasi-illimitée, régulation assez médiocre, tension bruitée.

[invitefaaca50b]

comme pour grand papa:
une serie de filtres passe bande, des LM3914 et en avant. electronique pratique avait sorti cela il y a pas mal d'années...

[Antoane]

Dieu bénisse les Violons.
(encore qu'en trois minutes... va pour le bénéfice du doute).

__________________
"La Loi de Murphy s’applique à elle-même ; elle ne se vérifie que lorsqu’on ne s’y attend pas et inversement. "

[A voir en vidéo sur Futura]

[black templar]

Ou alors tu fais entrer ton signal sur un microcontroleur (genre PIC) qui te fait une transformée de fourier rapide. Une fois que tu connais l'amplitude de ton signal pour certaines fréquences, tu peux allumer les LED en conséquence

++
Black Templar

[invitefaaca50b]

genial d'utiliser les µC... Mais encore faut il programmer soigneusement ce genre de betes...
Franchement, on s'en tape des µC pour ce travail. la solution analogique est de loin preferable... Guere plus gros, et facile a realiser:
- 8 AOP en filtre passe bande
- 8 LM3914
- 8 jeux de LEDS pour afficher le spectre bande par bande en ligne ou en point selon le mode d'affichage desiré...

Apres, si on veut se faire iech avec un µC (en plus l'USB ne servira a rien du tout)

[Antoane]

Pour l'élève "j'ai pas trop envie de bosser", c'est l'idéal un projet dans lequel on trouve deux solutions possibles :
Deux forumeurs motivés vont se lancer dans la réalisation (au moins neuronale) du projet de manière à prouver à l'autre que sa solution lui est de loin supérieure. L'élève n'aura alors plus qu'à venir ramasser les pommes (j'aime bien les pommes) tombées au sol.

[DAUDET78]

- 8 AOP en filtre passe bande

Moi, je penserais (pencherais) pour 8 filtres à capacités commutées (pas de composants précis, fréquence centrale bien défini etc etc)

[invited9615d8f]

Je ne m'attendais pas à tant d'engouement sur ce sujet.

Si j'ai bien compris, je dois me documenter sur les travaux de Fourier en premier lieu.
Pour ce qui concerne le choix numérique ou analogique, je prends analogique, car les AOP, filtres et compagnie sont à mon programme cette année, donc, si ça peut me permettre de prendre un peu d'avance, ça serait pas mal.

Je me documente ce soir sur tout ça, et je vous tiens au courant. Merci, puis si d'autres personnes ont des idées, je suis preneur !

[Lytharan]

Tu devrais trouver des schémas ou autre sur le web, c'est un projet assez courant.
Je ne serais même pas étonné que tu trouves directement tout un IC qui te fasse le travail

[invitefaaca50b]

voir sur eprat dans les archives (indisponible et epuisé) ou au niveau des gens qui ont encore le numero d'eprat qui traitait du montage a base d'ampli op en passe bandes.

[invited9615d8f]

J'ai un trouvé un TP semblable à ce que je voulais faire: http://poujouly.net/IUT/S2_S3/S210/e...esentation.pdf
A première vue, cela me semble faisable. Je vais essayer de comprendre le fonctionnement, je vous tiens au courant.

[invitefaaca50b]

en fait c'est simple. Chaque filtre separe le signal audio selon les bandes de frequences choisies, et chaque bande est envoyee vers un redresseur double alternance sans seuil et ensuite vers un bar graphe analogique type LM3914 ou 3915 pour etre affiché sur 8 echelles de LEDS correspondant aux 8 bandes de frequences.
Rien de bien sorcier...

[DAUDET78]

Regarde les filtres à capacité commuté (genre MF10 ou autres), ça te supprime un paquet de composant ésotérique!
http://homepages.laas.fr/dubuc/Teaching/FCC.pdf
http://www.greyc.ensicaen.fr/~routou...pa_commut.html

http://fr.farnell.com/filtres-a-capacite-commutee

Le gros intérêt, c'est que la fonction (PB , PH , PB) et la forme du filtre (Q) sont faites par câblage . La fréquence de coupure est déterminée par une horloge externe (Fext=100*Fcoupure).
Comme tu veux faire des filtres en octaveIl suffit d'un oscillateur pour le filtre le plus haut, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant .....
Et fini la capacité de précision et de valeur farfelue!
Et fini la résistance de précision et de valeur farfelue!

[ftorama]

Je ne m'attendais pas à tant d'engouement sur ce sujet.

Si j'ai bien compris, je dois me documenter sur les travaux de Fourier en premier lieu.
Pour ce qui concerne le choix numérique ou analogique, je prends analogique, car les AOP, filtres et compagnie sont à mon programme cette année, donc, si ça peut me permettre de prendre un peu d'avance, ça serait pas mal.

Je me documente ce soir sur tout ça, et je vous tiens au courant. Merci, puis si d'autres personnes ont des idées, je suis preneur !

La bonne idée est de le faire en analogique cette année, pour le refaire en numérique l'année prochaine. Dans ton rapport de second projet, tu pourras comparer les deux approches.

[invitefaaca50b]

Fto, là, tu vas lui en demander trop, deja il va repomper l'integralité du lien qu'il a fourni en 12, juste a changer le nom et quelques infos et voila......

[invited9615d8f]

Bonsoir, désolé pour l'abscence momentanée.

J'ai lu vos réponses, et en fait, j'ai pas mal avancé ! J'ai discuté avec mon prof de physique et j'ai fouillé sur le net. J'ai trouvé un montage qui correspondant pile-poil à ce que je voulais, le montage consiste à utiliser dix filtres BF009 avec choix des plages de fréquences.
Voici le schéma sous Isis que j'ai pompé et recopier:

Je précise que les valeurs des condo et résistances ne sont pas les bonnes. Il me reste à recalculer les valeurs des fréquences proposées sur le schéma d'originie. J'essaie acutellement d'effectuer le routage sous Arès, je galère quelque peu, parce que le soucis de ce montage, c'est qu'il utilise énormément de composants passifs.

Pour ce qui est des LEDS, j'ai opté pour l'utilisation d'un LM avec branchement des LEDS en vu-mètre.

Regarde les filtres à capacité commuté (genre MF10 ou autres), ça te supprime un paquet de composant ésotérique!
http://homepages.laas.fr/dubuc/Teaching/FCC.pdf
http://www.greyc.ensicaen.fr/~routou...pa_commut.html

http://fr.farnell.com/filtres-a-capacite-commutee

Le gros intérêt, c'est que la fonction (PB , PH , PB) et la forme du filtre (Q) sont faites par câblage . La fréquence de coupure est déterminée par une horloge externe (Fext=100*Fcoupure).
Comme tu veux faire des filtres en octaveIl suffit d'un oscillateur pour le filtre le plus haut, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant, division par 2, filtre suivant .....
Et fini la capacité de précision et de valeur farfelue!
Et fini la résistance de précision et de valeur farfelue!

Les composants sont plutôt chers ! Les TL074 que je compte utilise sont à 40 centimes l'unité environ, sinon, j'aurais opté pour des filtres déjà tout prêts à l'avance.

Voilà voilà.

[invitefaaca50b]

Divise tes modules en autant de modules PCB. Tu auras une platine inferieure, et dessus, s'enficheront les 10 modules filtres, ca va simplifier enormement le routage... Et aussi la taille.

[invited9615d8f]

Divise tes modules en autant de modules PCB. Tu auras une platine inferieure, et dessus, s'enficheront les 10 modules filtres, ca va simplifier enormement le routage... Et aussi la taille.

C'est à dire ? Qu'est ce qu'un module PCB ?

[DAUDET78]

Printed Circuit Board = Circuit imprimé

[invitefaaca50b]

exemple ici dans le lien donné plus haut concernant les cartes PCB filles.