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La boîte à sons personnalisable

1) Présentation

Question : Utilité ?

Réponse :

• Apprécier vos qualités vocales de bruiteur hors-pair ;
• Réécouter à souhait les répliques cultes de vos profs, afin de leur rendre hommage, après les avoir enregistrées avec un objet conçu spécialement pour cela ;
• Reproduire des sons de la nature, par exemple apprendre à distinguer différents chants d'oiseaux, pour les passionnés d'ornthologie ;
• Faire des mauvaises blagues aux gens, en sélectionnant avec soin les bruitages les plus incongrus, et donc les plus pertinents ;
• Mettre de l'animation en cours.

Notez que l'application citée en troisième est la seule application intelligente que je connaisse à ce jour, bien qu'elle n'aie jamais étée mise en œuvre.
Si vous avez d'autres idées d'applications intelligentes à me proposer, la page « CONTACT » est à votre disposition.

1-1) Version 1 - 2010

Pour cette version de l'objet, le choix du son se fait grâce à un bloc de quatre petits interrupteurs.
L'ensemble est alimenté par une pile de 9 volt rechargeable.
Cette version a ensuite été modifiée, afin de rendre, au choix, le son reproduit fixe, ou aléatoire.

1-2) Version 2 - 2011

A l'intérieur de la seconde version de cet abominable objet, un microcontrôleur a été utilisé, afin d'ajouter des fonctions plus ou moins douteuses à cette réalisation.

La version 2 de la boîte à sons personnalisable se caractérise par :

• La mise en place de six modes de fonctionnement,
• La possibilité d'enregistrer des sons sans aucun accessoire supplémentaire, grâce à l'ajout d'un microphone intégré,
• L'ajout d'une télécommande radio, qui permet, grâce à ses seize boutons-poussoirs, de déclencher au choix l'un des seize sons à distance,
• L'ajout d'une entrée audio, servant à enregistrer des sons en provenance d'une source externe, à l'aide d'un câble audio conventionnel,
• L'ajout d'une sortie son, utile pour brancher l'objet à une chaîne Hi-Fi, à un amplificateur de puissance, ou encore à une table de mixage, toujours à l'aide d'un câble audio conventionnel.

Les différents modes de fonctionnement sont les suivants :

• Mode 1 : Fonctionnement normal, le son qui est reproduit à chaque fois que l'on secoue l'engin est celui qui correspond à la combinaison formée par le bloc des quatre petits interrupteurs,
• Mode 2 : Aléatoire, le son qui est reproduit sera à chaque fois un son pris au hasard, et cela, quelle que soit la configuration des micro-interrupteurs,
• Mode 3 : Bruitage à retardement, le son qui correspond à la combinaison formée par le bloc des quatre petits interrupteurs est reproduit environ une minute après la sélection du mode,
• Mode 4 : Déclenchement aléatoire, le son qui correspond à la combinaison formée par le bloc des quatre petits interrupteurs est reproduit à des intervalles de temps aléatoires,
• Mode 5 : Comportement aléatoire ou encore, mode chaotique, à des intervalles de temps aléatoires, un son choisi au hasard est reproduit,
• Mode 6 : Silencieux, l'objet ne se met à reproduire un son que si la télécommande est utilisée.

2) Réalisation

Les schémas électroniques et, lorsqu'il en est question, les codes sources des boîtes à sons personnalisables se trouvent dans cette partie.

2-1) Version 1 - 2010

2-1-1) Schéma électronique

Les principaux composants électroniques de la boîte à sons personnalisable, version 1, sont un circuit intégré ISD2590P, qui est une mémoire vocale analogique permettant d'enregistrer et de reproduire des sons,
et un cicuit intégré logique, portant la référence CD4093, qui contient quatre portes logiques NON-ET, à trigger de SCHMITT.
Les portes logiques U2A et U2B forment une bascule R-S, dont la sortie passe à un lorque l'objet a été secoué, et à zéro lorsque la reproduction d'un son est terminée, ce qui est signalé par le bref passage à zéro de la broche repérée « ~EOM », de la mémoire vocale analogique.
Un bouton-poussoir permet de démarrer l'enregistrement d'un son, qui reste effectif tant qu'il reste appuyé.

2-2) Version 2 - 2011

La boîte à sons personnalisable, version 2, comporte, entre autres, un circuit intégré qui joue le rôle de mémoire vocale analogique, un microcontrôleur et un r&eactue;cepteur radio.
L'objet est pilotable par une télécommande radio, dont les caractéristiques sont données ci-après.

2-2-1) Schémas électroniques

Les principaux composants électroniques de la partie « RECEPTEUR » de la boîte à sons personnalisable, version 2, sont un circuit intégré ISD2590P, qui est une mémoire vocale analogique permettant d'enregistrer et de reproduire des sons, un récepteur radio fonctionnant à 433MHz, en modulation d'amplitude,
et un microcontrôleur PIC16F84A, utilisé pour gérer l'ensemble du dispositif.
La détection du mouvement se fait grâce à un fil de cuivre dont l'extrémité a été pourvue d'une masselotte, et qui passe dans un autre fil de cuivre, formant un cercle autour du premier fil.
Au repos, ces deux fils ne sont pas en contact.
Lorsque l'objet est secoué, ces deux fils se touchent momentanément, car la masselotte rend l'ensemble plus sensible aux mouvements, et une information électrique exploitable est alors produite.

Les sollicitations externes qui doivent donner lieu à un traitement spécifique de la part du microcontrôleur sont la réception d'un signal radio, l'appui sur le bouton « MODE », et la détection du mouvement de l'objet.
Chacun de ces événements provoquent une interruption dans le programme, en transmettant un niveau logique haut sur la broche repérée « RB0/INT » du microcontrôleur.
Un codage a été adopté pour permettre au microcontrôleur de différencier les types de sollicitations, il met en œuvre les broches « RB0/INT », « RB1 », et « RA4/TOCKI », les diodes D1, D2, et D3, de type 1N4148, et les résistances de tirage vers le bas R16, R17, et R19.

Lorsque le mode 1, le mode 3, ou le mode 4 est activé, le son qui doit être reproduit à chaque opération de lecture doit correspondre à la combinaison formée par le bloc des quatre petits interrupteurs.
Les quatre broches « RB4 », « RB5 », « RB6 », et « RB7 » du microcontrôleur sont alors placées dans l'état de haute impédance.
Chaque micro-interrupteur activé transmet un niveau logique haut à l'entrée d'adresse correspondante de la mémoire vocale analogique, via l'une des résistances R9, R11, R13, ou R15.
A l'inverse, chaque micro-interrupteur qui n'est pas activé permet à l'une des résistances de tirage vers le bas R3, R10, R12, ou R14, de transmettre un niveau logique bas à l'entrée d'adresse correspondante de la mémoire vocale analogique.
Pour ces modes de fonctionnement, le rôle du microcontrôleur est de donner les ordres de lecture à la mémoire vocale analogique.
Le comportement des quatre broches « RB4 », « RB5 », « RB6 », et « RB7 » est identique lorsque l'objet se trouve dans le mode « ENREGISTREMENT ».

Lorsque le mode 2, le mode 5, ou le mode 6 est activé, le son qui doit être reproduit à chaque opération de lecture ne doit pas dépendre de la combinaison formée par le bloc des quatre petits interrupteurs.
Les quatre broches « RB4 », « RB5 », « RB6 », et « RB7 » du microcontrôleur ne sont pas placées dans l'état logique bas, mais dans l'état de haute impédance, tant qu'aucun son ne doit être reproduit.
Ceci permet d'éviter une consommation électrique inutile, qui serait dûe au passage d'un courant dans les résistances R3, R9, R10, R11, R12, R13, R14, ou R15, si l'un ou plusieurs des micro-interrupteurs était activé.
Pour reproduire un son, le microcontrôleur présente sur ses quatre broches « RB4 », « RB5 », « RB6 », et « RB7 » la combinaison de niveaux logiques qui correspond au son qui doit être joué, avant de donner l'ordre de lecture.
En effet, ces broches sont directement reliées aux entrées d'adresse correspondantes de la mémoire vocale analogique.

Pour passer d'un mode à l'autre, il fait effectuer un appui court sur le bouton « MODE ».
La LED rouge confirme le changement de mode de fonctionnement, en clignotant un nombre de fois correspondant au numéro du mode activé.
Pour procéder à l'enregistrement d'un son, il faut utiliser le microphone de type électret incorporé, ou raccorder une source audio externe dans le connecteur jack 3,5mm, prévu à cet effet.
Puis, il faut indiquer l'adresse du son à enregistrer, à l'aide du bloc des quatre petits interrupteurs.
Il convient ensuite de passer dans le mode « ENREGISTREMENT », par un appui long sur le bouton « MODE », et ce, quel que soit le mode dans lequel se trouvait l'objet.
L'allumage fixe de la LED rouge confirme l'activation du mode.
Le démarrage de l'enregistrement se fait en appuyant sur le bouton « MODE », qui doit rester appuyé pendant tout l'enregistrement.
La LED rouge doit s'éteindre brièvement, puis rester à nouveau allumée fixe.
Pour quitter le mode, il faut secouer l'objet.

Ce dernier revient au mode qui était actif auparavant.

Les signaux de la télécommande radio peuvent être reçus à tout moment, mais ils ne sont pas pris en compte si la reproduction d'un son est en cours, ou si le mode « ENREGISTREMENT » est actif.

Lorsqu'un câble audio est branché dans le connecteur jack 3,5 mm de sortie audio, le haut-parleur du dispositif se désactive.

Les principaux composants électroniques de la partie « EMETTEUR » de la boîte à sons personnalisable, version 2, sont un ensemble matricé de seize boutons-poussoirs, un microcontrôleur PIC16F84A, et un émetteur radio fonctionnant à 433MHz, en modulation d'amplitude.
Le microcontrôleur soumet, à tour de rôle et de façon périodique, les lignes de l'ensemble des boutons-poussoirs à un état logique bas, tout en scrutant les colonnes.
Le code transmis est constitué d'une trame de seize impulsions, dans laquelle un zéro logique est représenté par une longue impulsion, et un un logique, par une courte impulsion.

2-2-2) Codes sources

La boîte à sons personnalisable, version 2, émetteur et récepteur : Fichiers C
Cible : PIC16F84
Compilateur : Hi-Tech C

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3) Sujets associés

Des mémoires vocales sont utilisées dans les boîtes à sons personnalisables.
Il est également question de télécommande radio.

• Les mémoires vocales ;
• Télécommandes : Encodeurs - Décodeurs.