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Electronique > Réalisations > Affichage / Mesures > Applaudimètre 001

Dernière mise à jour : 15/04/2013

Présentation

Un applaudimètre est un vumètre géant, qui traduit la force et la durée des applaudissements en une échelle lumineuse plus ou moins grande.



Il est basé sur l'utilisation d'un vumètre à led intégré de type LM3915 permettant de travailler avec dix lampes sur une plage de l'ordre de 30 dB (decibels), soit 3 dB par pas, que l'on peut encore se procurer à l'heure où sont écrites ces lignes. Si on accèpte une plage de fonctionnement réduite, on peut éventuellement utiliser un LM3914 au lieu du LM3915, mais ce serait dommage. Si vous souhaitez réaliser cet applaudimètre mais que vous ne trouvez pas de LM3915, j'éditerai un nouveau montage dans lequel ce circuit sera remplacé par un PIC 12F675, pour lequel le code est déjà écrit et sert pour mon voltmètre 004.

Avertissement

L'applaudimètre décrit sur cette page tient beaucoup plus compte de l'amplitude des applaudissements que de leur durée. Il ne s'agit donc pas d'un "vrai" applaudimètre. Au fait, saviez-vous que certains des applaudimètres que l'on voit dans les salles de spectacle sont fictifs et activés "manuellement" ? Je prévois de travailler sur un applaudimètre plus sérieux, qui tient compte de l'amplitude et de la durée des applaudissement, basé sur un PIC 18F2520 et associé à un AD633 pour une plage d'entrée encore plus étendue (circuit en étude, dont le descriptif sera donné en page Applaudimètre 002).

Schéma

Du fait de sa taille et de ses fonctionnalités, le schéma a été scindé en deux sections, qui peuvent être utilisées tout à fait indépendement : un schéma pour la section d'entrée, et un schéma pour l'interface secteur.


Etage d'entrée - Schéma du 17/11/2008


Interface secteur

Etage d'entrée

L'étage d'entrée n'est rien d'autre qu'un amplificateur à très grand gain, exploitant les quatres AOP contenus dans un LM324. J'ai préféré utiliser trois étages dont l'amplification est modeste, plutôt que d'utiliser un seul étage à très grand gain, afin de bénéficier d'une bonne stabilité et de conserver une bonne bande passante (très important pour des bruits de mains que l'on claque l'une contre l'autre). Un des quatres AOP est utilisé pour produire une masse virtuelle sous basse impédance, il s'agit de U3:C, monté en suiveur de tension avec l'entrée portée à un potentiel égal à la moitié de la tension d'alimentation. Les trois autres AOP sont chacun montés en amplificateur, deux avec un gain fixe et un avec un gain ajustable pour permettre un réglage de la sensibilité. Les trois AOP sont montés en amplificateurs inverseurs, on retrouve donc en sortie du troisième, le signal appliqué à l'entrée du premier avec une forte amplification et un déphasage à 180°, qui ne gêne aucunement le fonctionnement de l'ensemble. Le signal amplifié est ensuite appliqué à un redresseur sommaire constitué de D1 / C3 / R12, chargé de mémoriser les crêtes de modulation pendant un temps suffisant pour disposer d'un affichage "stable" et se mettant rapidement "à jour". Le cavalier JP1 relié entre borne 9 du LM3915 et +12V permet de sélectionner le mode d'affichage, barre (plusieurs lampes allumées) ou point (une seule lampe allumée).

Remarque : le LM3915 possède en interne, sur son entrée signal (borne 5), d'une diode ecrêtant toutes alternance négative, mais comme elle est placée derrière une résistance série, on ne peut se contenter de ça pour moyenner l'affichage et le rendre agréable à la vue. On se passe toutefois ici de l'usage d'un redresseur double alternance plus compliqué à fabriquer, puisque le système présent suffit amplement pour l'application envisagée.

Interface de puissance

Le bloc de puissance comporte dix petites interfaces rigoureusement identiques, similaires à celle présentée à la page Interface de puissance 001, et fait usage d'optotriacs MOC3041 couplés à des triacs de puissance 6A / 400V. La led contenue dans chaque optotriac est cablée en série avec une led qui elle-même est reliée sur une des sorties du LM3915. Notez l'absence de résistance de limitation de courant en série aves les leds, cela est possible ici car le courant est limité en interne dans le LM3915. La présence de LED en série avec les optotriacs (bloc bargraphe U2) n'est justifié que par la volonté de pouvoir vérifier le bon fonctionnement du montage même quand aucune ampoule n'est reliée au niveau du secteur 230V. Vous pouvez tout à fait ignorer ces LED et relier directement l'entrée des optotriacs sur les sorties du LM3915. Vous pouvez aussi, pourquoi pas, utiliser ce montage dans votre voiture, alimentation 12V par la prise allume-cigare, en vous contentant des 10 LED "externes". Dans ce cas, n'oubliez pas de relier les anodes de toutes les LED sur le +12V... et de réduire le gain global de l'étage d'entrée, qui risque pour le coup d'être un poil trop élevé.

Circuit imprimé (PCB)

Circuit réalisé en simple face, avec un strap unique.


Typon du 18/11/2008 - remis à l'endroit le 20/12/2008

Typon aux formats PDF, EPS et Bitmap 600 dpi

   

Prototypes

Deux prototypes fonctionnels, le mien et celui de Michel Q, que je remercie pour ses retours.

Mon prototype

Je ne m'attendais pas à avoir tant de choses à retoucher par rapport au schéma d'origine, j'avais vraiment mal calculé mon coup. Maintenant ça fonctionne, c'est le principal.

   

La première photo montre le circuit en mode Barre et la seconde photo le montre en mode Point, la sélection du mode se faisant à l'aide du cavalier situé juste à côté du LM3915 (troisième photo). La dernière photo montre une adaptation locale d'un micro electret qui nécessite une alimentation (détails), que je n'avais pas prévue à l'origine.

Prototype de Michel Q.

L'appareil de Michel est installé dans une école, les élèves ont un retour lumineux sur le bruit général de la classe (ça me rappelle quelque chose).



Seules trois lampes ont été installées pour éviter que l'installation soit vue comme un jeu. Très jolie réalisation, vous ne trouvez pas ?

Corrections et remarques diverses

15/04/2013
- Ajout photos de Michel Q. que je remercie !

20/12/2008
- Remise à l'endroit du dessin d'implantation des composants (il était montré vue côté cuivre).

18/11/2008
- Mise à jour du circuit imprimé tenant compte des modifications apportées ces derniers jours.

16/11/2008
- Ajout de condensateurs de liaison entre les différents étages amplificateurs à AOP (C4 et C5). Je pensais naïvement pouvoir m'en passer du fait que tous les étages fonctionnent avec une masse virtuelle commune (+V/2)... mais c'était sans compter les tensions d'offset parasites. Le montage fonctionnait très mal et seule l'analyse à l'oscilloscope des signaux audio amplifiés m'a permis de me rendre compte de ce qui se passait (forte dissymétrie entre alternances négatives et positives).
- Ajout d'une diode dans le circuit de redressement, entre sortie du dernier ampli BF et entrée du LM3915 (diode D12). Sans cette diode, le schéma fonctionnait mais avec une sensibilité moindre.
- Ajout de trois condensateurs de 33 pF, un en parallèle sur chaque résistance de contre réaction des amplis (C6 à C8). Sans ces condensateurs, j'observais une légère oscillation parasite, qui faisait baguoter les premières sorties en absence de signal BF.
- Ajout de deux condensateurs de découplage d'alim (C9 de 100 nF et C10 de 47 uF) que j'ai placés vers le connecteur d'alim J1, mais que vous pouvez aussi placer directement entre les deux pattes d'alim du LM324 (+V en borne 4 et masse en borne 11). Je suis décidement impardonable.
- Modification de la valeur du condensateur C3. De 100 nF il passe à 4,7 uf. Avec l'ancienne valeur de 100 nF, la réactivité des sorties était bien sûr trop grande, et une espèce de fluctuation avait lieu même en absence de signal sonore.