Carillon personnalisé Star Trek ou Star Wars

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Difficulté:

Un carillon personnalisé en utilisant un Arduino


Les carillons électroniques du commerce ne sont pas toujours évolutifs et les mélodies proposées ne sont pas très originales (à moins d’avoir un modèle proposant la lecture MP3). Le montage ainsi proposé dans ce tutoriel permet d’y remédier via l’utilisation d’un Arduino. L’objectif n’est pas la lecture d’un MP3 mais plutôt d’obtenir une sonnerie personnalisée via un concept simple et évolutif.

Matériel

Budget:

40 €

1 Arduino Micro
1 Haut-parleur 8 ohms 2 watts
2 boîtiers en ABS
4 condensateurs polarisés (de type radial) : 2 x 100µF 25v, 1 x 220µF 25v, 1 x 470µF 25v
5 condensateurs non polarisés : 1 x 220pF, 4 x 100nF
8 résistances : 1 x 120 ohm (1/4w), 1x 1 ohm (1/2w), 1x 1 Kohm (1/4w), 2 x 10 Kohm (1/6w), 3 x 330 ohm (1/6w)
1 transistor 2N2222A (ou transistor équivalent de type NPN)
1 relai électronique REED DIP05-1A72-12D
1 régulateur 7809CT
3 LEDs 3mm
1 circuit intégré TBA820M
1 support DIL14 pour le relai électronique
1 support DIL8 pour le TBA820M
3 borniers droits 5mm 2 points

Etape 1 : Fonctionnement et choix des composants

Un circuit intégré d’amplification TBA820M a été ajouté afin d’avoir une puissance de 2 watts pour un haut-parleur de 8 ohm avec une tension d’alimentation de 12 volts. Un régulateur 7809CT est utilisé afin de ne pas trop faire chauffer l’Arduino qui est ainsi alimenté en 9 volts (il n’est pas recommandé de l’alimenter directement en 5 volts puisqu’il s’agit de sa tension de fonctionnement, obtenue via une régulation sur la carte). En baissant la tension d’alimentation de 12 volts à 9 volts par exemple, on baisse la puissance d’amplification à 1,2 watts. Le circuit intégré TBA820M est bien moins connu et utilisé que le LM386 mais il est généralement facile à trouver et un peu plus puissant (le LM étant d’une puissance de sortie d’environ 1 watt).
On utilise un relai électronique (bobine alimentée avec les 5 volts générés par l’Arduino et déjà pourvue en interne d’une diode dite de “roue libre”) et qui permet de commuter l’alimentation de l’amplification uniquement lorsque c’est nécessaire. Pour commander le relai électronique, on utilise un transistor de type NPN (2N2222 ou équivalent) avec une base contrôlée par l’Arduino.

Etape 2 : La réalisation du montage

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Dans ce tutoriel, j’ai placé plusieurs sources en lien :
Le schéma (format PDF), élaboré sous KiCAD
Le circuit imprimé (PCB). Celui-ci a été réalisé sous TCI (un logiciel très simple d’utilisation que je ne peux que vous recommander) mais il est également partagé au format Gerber (2 fichiers).
Le programme pour transférer ou modifier via l’IDE d’Arduino (format INO). L’Arduino Micro a été utilisé mais le programme est également compatible pour d’autres modèles fonctionnant sous 5 volts (Uno, Leonardo, etc…).
Une réalisation simple face a suffit et bien qu’une petite animation avec les LEDs a été ajoutée, il est tout à fait possible de s’inspirer du schéma pour concevoir un montage avec davantage de fonctions (envoi d’un signal de présence à distance, commande d’un allumage nocturne intérieur/extérieur, etc…).
Que ce soit pour la mélodie Star Trek ou la mélodie Star Wars, tout est identique – seul le programme de l’Arduino diffère (fichier .ino).

Etape 3 : Pour personnaliser la mélodie

Bien que la mélodie du montage proposé en exemple soit issue du générique de la célèbre série Star Trek, il est possible de modifier le programme de l’Arduino afin de remplacer les notes jouées. Un fichier .ino contenant le thème principal de Star Wars pour l’Arduino est également ci-joint.
Les notes de musique vont de DO à SI chez nous mais dans les pays anglophones on commence par le LA jusqu’à SOL avec une désignation alphabétique :
A = LA, B = SI, C = DO, D = RE, E = MI, F = FA, G = SOL
Pour programmer la mélodie sur un Arduino, c’est justement cette dénomination anglophone des notes qu’il faut utiliser, tout en précisant la durée de chacune d’entre elle et en ajoutant un « S » s’il faut une note avec un dièse. Ainsi, dans le programme de l’Arduino, il suffit de remplacer la suite de notes situées juste en-dessous de l’instruction « int melody » (voir la photo en exemple).
Il faut également remplacer chaque durée de note après l’instruction « int noteDurations » (4 pour un quart de ronde, 8 pour un 8ème de ronde, etc).
Important: il faut bien préciser dans le programme le nombre de notes à jouer, dans la ligne :
for (int thisNote = 0; thisNote < 24; thisNote++) { (24 est le nombre de notes jouées pour la mélodie Star Trek. Pour Star Wars elle est de 18 notes jouées).
La librairie "pitches.h" est en téléchargement sur ce tutoriel mais normalement elle est déjà incluse au programme IDE Arduino.

Etape 4 : Recommandations

http://blog.ouiaremakers.com/wp-content/uploads/formidable/pitches.h

L’Arduino est sensible aux parasites électriques et électromagnétiques. Aussi, un filtrage efficace de l’alimentation est recommandé, ainsi que l’ajout d’un condensateur de 100nF sur les deux bornes destinées au branchement du bouton-poussoir si ce dernier est situé loin du montage ou à proximité d’une source potentielle de parasitage. Il est d’ailleurs très important de ne pas supprimer la résistance de 10Kohm située entre la masse et le bouton-poussoir sinon cela provoquerait un effet de potentiel flottant.

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Ipxav

07 juil. 2016 à 10:44

C'est top ! Fini les sonneries du commerce. J'avais testé ça mais c'est cool le coup de l'amplification https://m.youtube.com/watch?v=uV39Fc2FBBk merci pour le tuto

Tu aurais une vidéo de dispo pour entendre le son ?

Xhenon

07 juil. 2016 à 10:45

Merci. Oui je vais mettre en ligne une vidéo très prochainement 🙂


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