Electronique > Réalisations > Générateurs > Diapason 002

Dernière mise à jour : 04/02/2024

Présentation

Ce diapason électronique est le deuxième que je réalise avec un composant programmable. Contrairement à mon diapason 001, celui présenté ici permet de délivrer au choix l'une des six fréquences suivantes pour le LA3 : 392 Hz, 415 Hz, 432 Hz, 440 Hz, 460 Hz et 465 Hz.
   
diapason_002_pcb_3d_front  diapason_002b_pcb_3d_front  
   
Le composant programmable utilisé ici est un PIC 12F1572, cadencé par une horloge à quartz externe très précise. Le signal sonore est amplifié pour permettre le branchement direct d'un petit haut-parleur de 8 ohms, mais une sortie au niveau "ligne" est aussi possible.

Deux versions ont été étudiées :

- Version 002 : choix de la fréquence du LA3 avec potentiomètre
- Version 002b : choix de la fréquence du LA3 avec bouton-poussoir

   

Avertissement

Les diapasons présentés ici délivrent un signal quasi rectangulaire, ce qui signifie qu'à la fréquence "pure" qui nous intéresse (LA3) s'ajoutent des harmoniques impaires (LA3*3, LA*5, LA3*7, etc). En ce qui me concerne, cela ne me pose pas de problème, car je sais me caler sur la raie principale (fondamentale). Pour les oreilles sensibles qui aimeraient n'entendre que la fréquence fondamentale et donc disposer d'un signal de sortie de forme sinusoïdale, il conviendra de modifier l'étage de sortie : ajout d'un filtre passe-bas (pente de 18 dB/oct ou 24 dB/oct et fréquence de coupure entre 450 Hz et 500 Hz) et adoption d'un amplificateur linéaire (par exemple ampli à base de LM386).

  

Schéma 002 - Choix de la fréquence du LA3 avec potentiomètre

Schéma peu complexe, et on peut encore simplifier !

diapason_002

Horloge du PIC
Le PIC est cadencé par un signal d'horloge externe fourni par un oscillateur à quartz. Il peut sembler curieux d'opter pour un oscillateur à quartz externe, alors qu'un simple quartz aurait suffit. Si j'ai fait ce choix, c'est parce que le PIC 12F1572 possède peu de broches et que je voulais en utiliser une pour déterminer la fréquence du signal de sortie (440 Hz ou autre) tout en laissant libres les deux broches PGC et PGD requises pour la programmation du PIC. Utiliser un oscillateur externe ne réclame qu'une broche du PIC, mais bien sûr en contrepartie ledit oscillateur prend un peu plus de place qu'un quartz (je ne tenais pas à utiliser un oscillateur à quartz en version CMS). Ce n'est pas un problème dans le cas présent.
 
Amplificateur de sortie

Un rustique étage d'amplification en courant constitué des deux transistors Q1 et Q2 permet le pilotage direct d'un petit haut-parleur à bobine mobile d'impédance 8 ohms et de puissance admissible 0,5 W. La résistance R2 câblée en série avec le haut-parleur permet de limiter la puissance développée, sa valeur pourra être ajustée selon les besoins entre 22 ohms (son plus fort) et 100 ohms (son plus faible).

Le condensateur C1 est facultatif. Associé à R1, il n'est là que pour arrondir les angles du signal carré délivré par le PIC et limiter ainsi les rayonnements parasites dans le voisinage (oui, je sais, l'écoute des émissions de radio en AM - GO ou PO - n'est plus vraiment d'actualité).

Le branchement d'un petit transducteur piezo en sortie du PIC est également possible, mais il est possible que ça ne sonne pas très fort...
   
Choix de la fréquence du signal de sortie
La sélection de la fréquence s'effectue en fonction de la tension présente à l'entrée RA4/AN3 du PIC, qui provient du curseur du potentiomètre RV1. Chaque fréquence à sa plage de tension, avec une petite zone morte entre chaque plage qui permet de façon intuitive de se caler bien au centre de la plage désirée. Si le curseur de RV1 délivre une tension hors-plage (zone morte), alors la sortie RA4 du PIC délivre un signal de très basse fréquence de 5 Hz qui fait penser à un métronome affolé (5 Hz correspond à 300 BPM). De la sorte, le diapason délivre toujours un signal, même si le potentiomètre RV1 n'est pas bien calé.

  

Schéma 002b - Choix de la fréquence du LA3 avec bouton-poussoir

Par rapport au montage précédent, seule change la manière de choisir la fréquence désirée.
   
diapason_002b
   
A la mise sous tension, le LA3 à 440 Hz est délivré en sortie. Chaque pression du bouton-poussoir permet de passer à la fréquence suivante. Quand la fréquence la plus haute est atteinte, le système repart avec la fréquence la plus basse. Je n'ai pas prévu l'enregistrement de la sélection en cours dans la mémoire Flash du PIC pour rappel automatique au démarrage suivant, mais c'est une option possible.

Autres fréquences de référence possibles ?
Bien sûr ! Il reste suffisament de ressources libres dans le PIC pour ajouter plusieurs valeurs à celles déjà prévues.

   

Circuits imprimés (PCB)

Réalisés en double face pour les deux versions 002 et 002b.
 
diapason_002_pcb_components_top  diapason_002b_pcb_components_top  
 
Sortie amplifiée sur haut-parleur :
- ajuster au besoin la valeur de R2, entre 22 ohms et 100 ohms
- implanter tous les composants et brancher le haut-parleur sur le bornier J2/SPK
   
Sortie niveau ligne :
- ne pas implanter les deux transistors Q1 et Q2
- effectuer une liaison (un strap) entre le point commun R1/C1 et le pôle positif de C2 (entre bases et émetteurs des transistors absents)
- donner à R2 une valeur comprise entre 100k et 470k (valeur plus élevée => amplitude de sortie plus faible)

   

Logiciels du PIC

Logiciels compilés en libre service dans l'archive qui suit :
Diapason 002 - 12F1572 - (04/02/2024)
Si vous souhaitez recevoir par la poste un PIC préprogrammé et prêt à utiliser, merci de consulter la page PIC - Sources.

   

Historique

04/02/2024
- Ajout version 002b avec bouton-poussoir pour la sélection de la fréquence.

14/01/2024
- Première mise à disposition