Electronique > Réalisations > Oscillateur musical (à vitesse variable) 001

Dernière mise à jour : 19/04/2009

Présentation

Le présent oscillateur musical a été spécialement étudié pour la commande de jeux de lumière, tel que des chenillards ou des stroboscopes. Il fournit un signal périodique dont la fréquence dépend de l'amplitude d'une ambiance sonore captée par un microphone. Plus le son capté par le microphone est fort, et plus la fréquence de sortie de l'oscillateur est élevée (plus ça va vite). Le circuit est doté de trois réglages : un pour la sensibilité générale, un pour la profondeur de variation de la vitesse, et un pour la vitesse nominale en elle-même. Il n'utilise que des composants courants et ne doit poser aucune difficulté de réalisation.

Schéma

Un petit AOP, un NE555, et la cours de ces messieurs.

oscillateur_musical_001

Le circuit complet peut être divisé en trois sous-ensembles bien distincts : l'amplificateur audio, le redresseur et l'oscillateur.

Amplificateur audio
Cet amplificateur est nécessaire et doit posséder un grand gain pour amener le signal de faible amplitude capté par le microphone, à un niveau capable d'être traîté par le reste du circuit. Comme toujours, nous avons le choix entre les amplificateurs à base d'AOP et ceux à base de transistors. Là, je ne me suis pas trop fatigué et ai repris le schéma d'amplificateur de mon détecteur sonore 004, auquel j'ai toutefois ajouté un condensateur de quelques dizaines de pF dans la boucle de contre-réaction, après avoir constaté une oscillation parasite intermittente au gain max. Je suis bien conscient que ce type de circuit n'est pas hi-fi et que la bande passante est sacrément réduite à fort gain, mais nous n'avons besoin ici que de détecter un signal sonore dont l'énergie se concentre le plus dans les fréquences basses, et cela fonctionne très bien ainsi. Le gain est ajustable grâce à la présence du potentiomètre RV1. Si vous trouvez qu'il y a trop de potentiomètres dans ce montage et que le réglage de gain vous importe peu, vous pouvez supprimer ce potentiomètre RV1 et le remplacer par une résistance fixe de valeur comprise entre 470 KO et 1 MO.

Redresseur
Le redresseur à diode, constitué de D1, D2, C2 et C3, fournit une tension continue (mesurable au point TP1) dont l'amplitude est proportionnelle à l'amplitude du signal audio (alternatif) capté par le microphone. La tension continue maximale en TP1 est obtenue quand l'AOP n'en peut plus et qu'il sature aux deux bouts (côté masse et côté +Alim). Afin de bénéficier d'une plage de variation (de vitesse en fonction du son) plus étendue, mieux vaut utiliser un AOP de type "rail to rail" (TLC2201 par exemple). Cela n'a cependant rien d'obligatoire et un classique TL071 ou TL081 conviendront également. La tension continue obtenue en sortie du redresseur est appliqué au potentiomètre RV2, qui permet de prélever une partie plus ou moins importante de cette tension continue, avant de l'envoyer vers l'étage oscillateur qui suit.

Oscillateur
L'oscillateur est basé sur un NE555 du fabricant de votre choix. Contrairement au schéma standard, il n'y a pas de résistance simplement câblée entre la borne 7 et le +Valim. La borne 7 du NE555 va en effet recevoir une tension qui proviendra en partie du circuit de redressement qui précède, c'est cette tension variable qui permettra la variation de la fréquence de sortie du circuit. J'ai aussi essayé de piloter la variation de vitesse au travers de la broche d'entrée 5, mais il me fallait insérer un étage suiveur à transistor entre sortie redresseur et entrée NE555 pour avoir un résultat convenable (le raccord direct ne donnait pas de bons résultats).

Choix du microphone
Vous pouvez utiliser un microphone dynamique premier prix, qui suffira amplement. En acceptant une sensibilité un peu réduite, vous pouvez même utiliser un haut-parleur de petite ou moyenne taille (puissance 0,25 W à 1 W). Si vous souhaitez utiliser une petite capsule electret, vous devrez ajouter deux résistances et un condensateur de découplage pour assurer son alimentation, comme cela est décrit à la page Alimentation d'un microphone electret. Attention ! Comme nous avons ici affaire à un circuit à grand gain, il faut impérativement découpler soigneusement le microphone electret, c'est pourquoi j'ai écrit qu'il fallait deux résistances (avec entre les deux un condensateur) et non une seule.

Le proto

Réalisé sur plaque d'expérimentation sans soudure.

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