Amplifier le plus simplement possible un signal [Résolu]

[zedrummer]

Bonjour

J'ai programmé un microcontrôleur WEMOS (similaire à un Arduino) pour que je puisse contrôler des LED strips RGB (non adressables, donc toutes les LEDs de la bande de même couleur) à partir d'un PC.
Or découvrant l'entrée analogique du WEMOS (valeur entre 0 et 1024 - pas 1023, ça va bizarrement jusqu'à 1024), j'ai voulu modifier un peu le code WEMOS pour qu'en fonction du niveau sonore de la prise casque du PC, la WEMOS adapte l'intensité de la couleur choisie sur le PC.
J'ai donc trouvé sur le net le schéma le plus simple d'Envelope follower pour obtenir l'intensité en fonction du signal audio:



qui marche plutôt bien, seulement le signal est faible, car pas mal de sons à faible volume ne ressorte pas



J'ai donc fait un petit programme pour savoir les valeurs captées par l'entrée analogique et même quand la musique est à fond, on monte difficilement à 150 (sur 1024 donc).

Bref, ma question est donc de savoir quel était selon vous le plus petit/plus simple (en quantité d'éléments à souder) schéma d'ampli pour augmenter la tension (d'un rapport de 2 à 10 en fonction d'un potard) que je pourrais mettre au bout de celui ci-dessus pour amplifier le signal avant d'entrer dans le WEMOS?

Merci
David
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[zedrummer]

Est-ce que j'ai mal posé ma question ou qu'il manque des données?

[zebular]

Il faudrait effectivement plus d'infos comme le niveau de sortie du jack PC.
Mais je suppose que les habitués en ont une idée.
Il semble que ce soit assez bas,moins d'un volt,donc après la diode,il ne reste que 0,4v.
Si l'Arduino attend en pleine échelle (0-1024) 3,3v(je ne connais pas l'Arduino) ça va pas donné le résultat attendu.
Un simple transistor monté en "emetteur commun" peut résoudre le probléme :

(tiré de http://www.musicarius.com/blog/Images/ampli/ClassA.gif)
et surement y aura t'il d'autres solutions plus simple que ça,à venir

[zebular]

Je ne suis pas certain que détecter l'enveloppe soit bien utile,pourquoi ne pas "lire"les valeurs pics directement et intégrer avec le soft?ça sert à ça les microcontroleurs.

[A voir en vidéo sur Futura]

[zedrummer]

Ah mince, je ne savais pas que la diode avait un seuil de polarisation comme le transistor (ce qui est logique, évidemment).

En fait, les diodes me permettaient aussi d'additionner les 2 signaux gauche et droit pour n'en faire qu'un seul. Est-ce que je ne suis pas obligé d'en mettre?



Lire les valeurs pics directement n'est pas forcément si simple:
- Je ne sais pas à quelle fréquence le WEMOS pioche une valeur sur son entrée analogique, alors détecter quand ça monte puis que ça descend, pas sûr que ça le fasse à haute fréquence.
- Je pense que je ne dois envoyer que des valeurs positives (entre 0 et 3.3V effectivement) en entrée, donc la diode est quand même utile, non?

[zebular]

Pas facile de trouver des infos sur le WEMOS,je ne trouve pas non plus la fréquence d'échantillonage de l'entrée analogique mais il y a fort à parier qu'elle soit suffisante pour de l'audio,ça doit se parametrer par soft.
pour melanger les signaux droite/gauche,cela peut se faire avec 2 résistances.
Pour éviter les alternances négatives c'est possible en ajoutant un potentiel statique au signal(via un montage à base de résistances),mais ce n'est pas forcement mieux que la diode car ça réduira la dynamique de 50%.sauf à traiter via le soft sur l'amplitude total +/-
Il faut déjà rechercher quel est le niveau de sorti de votre PC out.
Aprés il y des solutions en électronique hard mais demande à maîtriser un minimum les composants de bases,connaissances que vous ne revendiquez pas.

[zebular]

Un lien pour mélanger simplement les 2 voies:https://www.sonelec-musique.com/imag..._mono_001b.gif

[zedrummer]

D'abord, merci Zebular pour vos réponses et votre temps.

Je viens de brancher mon oscilloscope (oui, je suis équipé, mais incompétent, un curieux pas très doué quoi) sur la sortie du PC concernée avec un logiciel qui génère des sinusoïdes dans la gamme audio sur la carte son (trouvé sur le site Sonoelec que vous pointez plus haut, le Remy qui tient ce site a l'air bien sympa https://www.sonelec-musique.com/logi...omultigen.html) en faisant saturer pour atteindre la tension max produite par la carte. J'arrive vers les 1.2V:



Je vais déjà tenter de faire donc tout simple avec 2 résistances comme sur le lien que vous donnez et directement sur l'arduino sans changer le code, donc en utilisant directement le signal du jack.

Est-ce que le fait d'envoyer un signal négatif >-3.3V à l'entrée analogique du microcontrôleur peut l'abimer/le détruire (ce qui est le cas si j'envoie un signal positif >3.3V)?

[zebular]

D'abord, merci Zebular pour vos réponses et votre temps.

Je viens de brancher mon oscilloscope (oui, je suis équipé, mais incompétent, un curieux pas très doué quoi) sur la sortie du PC concernée avec un logiciel qui génère des sinusoïdes dans la gamme audio sur la carte son (trouvé sur le site Sonoelec que vous pointez plus haut, le Remy qui tient ce site a l'air bien sympa https://www.sonelec-musique.com/logi...omultigen.html) en faisant saturer pour atteindre la tension max produite par la carte. J'arrive vers les 1.2V:

Pièce jointe 399763

Je vais déjà tenter de faire donc tout simple avec 2 résistances comme sur le lien que vous donnez et directement sur l'arduino sans changer le code, donc en utilisant directement le signal du jack.

Est-ce que le fait d'envoyer un signal négatif >-3.3V à l'entrée analogique du microcontrôleur peut l'abimer/le détruire (ce qui est le cas si j'envoie un signal positif >3.3V)?

Sais pas,les infos sur ce uP sont maigres..en general,ça n'aime pas.mais il suffit d'ajouter une 3éme résistance à la jonction des 2 autres de façon à fixer une tension statique centrée sur 1,2 v.(la tension d'un accumulateur) en fixant cette résistance à la moitié de la valeur des 2 autres.
par exemple R1=R2=1Kohm et R3=470 ohm.
Mesurez le résultat en testant aux valeurs de saturation avant d'appliquer sur le WEMOS, parsque je ne suis pas certain de ce que je vous dis

[zebular]

D'ailleurs avec ce type de montage,les impédances respectives vont fortement atténuer l'amplitude du signal,ce n'est pas la meilleure solution du monde.mais je n'en connais pas de plus simple sans passer par des composants actifs.
Il reste toujours une solution soft en réduisant la résolution de l'échantillonnage,ce qui ne devrait pas être trop génant dans cette utilisation.

[zebular]

Il faudrait aussi ajouter des capas entre PC out et R1 R2 pour ne pas appliquer une tension continue sur PC out..ça peut vite devenir une usine à gaz avec peu de résultat ma proposition..

[zedrummer]

Vous parlez de composants actifs, genre?

[zebular]

Vous parlez de composants actifs, genre?

Genre AOP (A.L.I. en français) .Il y a tout ça sur SONELEC que vous avez visitez un peu plus haut.Un double AOP et une poignée de résistances et capa résolvera tout les problèmes. liés à votre application .

[zedrummer]

D'accord merci, je vais regarder tout ça, merci encore

[jiherve]

Bonjour
tu t'inspires de çà :http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...dsanseuil.html
Il faudra permuter le sens des diodes pour avoir une sortie positive et placer une capa en // sur R2 pour filtrer un peu, en dupliquant R1 on fait de la stéréo.
JR

[zebular]

Votre signal fait 2,4 v crête crête,il suffira d'un tout petit gain pour exploiter la pleine échelle.

[zebular]

jiherve ne tourne pas autour du pot,c'est directement le bon circuit! ya plus qu'a avoir le matos,mais vu que vous disposez d'un oscillo,je soupçonne que ça va bien se passer!

[zedrummer]

Merci à vous 2, c'est épatant!

Donc Jiherve on arriverait à ça (le sens de la capa en particulier):



Est-ce que tu peux me donner une idée de ce que je dois mettre comme valeurs pour les différents éléments? Quel AOP utiliser? J'ai des diodes 1N4148, ça le fait?

Merci encore
David

[zedrummer]

Le gain, c'est Vs/Ve ?
Un gain unitaire, c'est
Et c'est quoi un gain -R1/R1//R1', ça me semble toujours négatif, non ? Ça veut dire qu'on va avoir des valeurs négative?

[invite5637435c]

Ce que vous avez dessiné est un redresseur sans seuil non inverseur.
Donc si e<0 D2 sera bloquée et D1 passante => S=-G*e (G étant le gain)
Pas très prudent de mettre une capa chimique dans ce sens et à cet endroit.

[invite5637435c]

Ce que vous avez dessiné est un redresseur sans seuil non inverseur.

redresseur sans seuil inverseur, mea culpa.

[zedrummer]

Désolé j'ai juste fait ce que Jiherve me conseillait et j'ai demandé justement pour le sens de la capa. Donc je dois l'inverser, je fais ça merci. Et pour les d'offres diodes alors j'ai mal compris, il ne fait pas inverser les 2?
Merci de votre aide

[invite5637435c]

Si Ve>0 vous aurez Vs=0, donc le condensateur dans ce cas ne va pas apprécier en ayant le + vers la sortie.
En revanche si Ve<0 => Vs=-G*Ve donc là le condensateur sera dans le bon sens (par exemple si Ve=-2V => Vs=4V (si G vaut 2 par exemple).
Moralité il vaut mieux prévoir un condensateur non polarisé.

[jiherve]

re
j'ai écrit une bêtise en monoalternance il faut placer la capa derrière une resistance connectée au point de jonction de la diode D1 et R2 mais c'est au final pas genial, donc faire le montage double alternance tel quel et la placer en // de R5.
il faut alors que R1=R2 et 2*R3=R4 le gain sera alors R5/R4.
comme il est difficile de trouver facilement des valeurs en série normalisée telle que 2*R3= R4 on obtiendra R3 en plaçant 2 resistance en //.
Pour optimiser le BOM on prendra R1=R2=R4 = R valeurs entre 10K et 47K et R5 = R + pot.
exemple : R = 10 k R5 = 10K + pot 22 K le gain variera alors entre 1 et 3 ce qui devrait etre suffisant.
A noter que ce montage est conçu pour des AOP à alims symetriques
JR

[zebular]

Regardez le shema que vous avez dessiné et celui posté par jiherve,le "to arduino" n'est pas au même endroit que Vs

[zedrummer]

Si tout ceci est trop compliqué (désolé de vous avoir embêté), est il possible de faire subir au signal un simple offset de +1.6V, SVP ?

[jiherve]

re
non ce n'est pas compliqué, il suffit de réaliser le schéma double alternance du lien qui apparait en cliquant sur la case correspondante.
JR

[zedrummer]

Ah excusez moi, je n'avais pas vu vos réponses

[zebular]

le gain,c'est le rapport entre la résistance de contre-réaction(R2 sur votre schéma) et la résistance d'entrée(soit R1 soit R1' en utilisant vôtre schéma)il faut ajouter le "-" car le signal est appliqué sur l'entrée "-" (inverseuse) de l'AOP.
J'avais écrit R1//R1' mais ce n'est pas juste car il y a 2 signaux d'entrée.
Ce calcul s'applique tant que la tension Vs-Ve est inférieure au seuil de la diode,au delà la diode court-circuite R1 donc le gain devient unitaire.
l'AOP devra être alimenté entre masse et VCC (à vous de choisir VCC en fonction du modéle d'AOP).L'entrée "+" de l'AOP doit être polarisée à VCC/2 pas à la masse.
Et le condensateur non polarisé ou alors le déplacer entre Vs et masse.
Pour les valeurs de résistance jihervé a fait une suggestion.le gain étant unitaire au delà de 0,6v vous ne dépasserez pas les 2,4 v crête crête mais il s'ajouteront à "Vs repos" qui vaudra VCC/2

[zebular]

Si tout ceci est trop compliqué (désolé de vous avoir embêté), est il possible de faire subir au signal un simple offset de +1.6V, SVP ?

C'est une bonne proposition.
L'AOP monté en suiveur,alimenté en asymétrique 5V amènera un offset qui peut être ajuster en fixant une tension sur V+ de l'AOP