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Générateur audio 019 - Pro
Dernière mise à jour : 30/07/2023Présentation
Ce générateur a été conçu pour mon système de télécommande 012 par ondes sonores. Il permet de délivrer un signal audio sinusoïdal de fréquence très stable et de forte puissance (plusieurs dizaines de watts), entre 500 Hz et 1 kHz.
Il est basé sur un générateur numérique à synthèse directe fait maison, basé sur un dsPIC de la famille Microchip.
Schéma
Pro - Au schéma qui suit, il ne manque que l'amplificateur de puissance.
L'alimentation s'effectue par batterie de 12 V.
Principe de fonctionnement
Le générateur audio 019 s'appuie sur le principe de la synthèse numérique de signal (DDS, Direct Digital Synthesis) pour créer le signal audio. La forme d'onde du signal de sortie est uniquement sinusoïdale et prend forme à partir d'un tableau de valeurs stockées dans le microcontrôleur PIC. La valeur numérique de chaque échantillon est transmise à un convertisseur N/A (CNA, DAC) externe de type MCP4921 par le biais d'un bus SPI, à la vitesse de 30 kHz. Les valeurs numériques sont restituées sous forme analogique sur la sortie Vout du CNA. L'amplitude du signal analogique dépend de la tension de référence appliquée sur l'entrée VREF du CNA, ici j'ai choisi d'utiliser la pleine valeur de la tension d'alimentation (3V3). Avant de parvenir à l'amplificateur audio de puissance, le signal ainsi constitué est sommairement filtré par un réseau RC, la petite distorsion résiduelle (< 1%) n'a ici aucune importance.
A l'origine, une seule commande "On/Off" est demandée, pour une opération des plus simples, puisqu'il suffit d'émettre ou non le signal : récepteur ON si réception de signal, récepteur OFF en absence de réception. Dans ce mode "simplifié", le signal émis doit durer au moins 100 ms pour être pris en compte par le récepteur.
Mais j'ai tout de même prévu un découpage possible des signaux émis quand le signal de commande est maintenu, avec bien entendu une durée de salve suffisante pour une reconnaissance correcte des signaux reçus.
Cette façon de faire (optionnelle et non soumise dans le cahier des charges) offre plusieurs avantages :
- un codage des ordres émis est possible, mais bien sûr dans ce cas la durée de transmission de l'ordre est allongée
- la puissance d'émission et donc la portée peuvent être un peu augmentées
- la présence d'un signal bref régulier à intervalles plus espacés (bips de présence) permet de savoir si le récepteur est ou non dans la zone de réception.
Configuration du mode de fonctionnement
Le mode de fonctionnement du générateur est déterminé par l'état logique des entrées Cmd1, Cmd3 et Cmd4.
- Cmd1
: commande d'émission sonore (commande par bouton-poussoir ouvert au repos)
. bouton-poussoir relâché (RB2=1) : aucun son émis en sortie audio Out
. bouton-poussoir pressé (RB2=0) : émission du son en sortie audio Out - Cmd3
: son continu ou entrecoupé (configuration par cavalier)
. cavalier retiré (RB4=1) : son émis en continu quand Cmd1=0
. cavalier en place (RB4=0) : son émis par salves quand Cmd1=0 - Cmd4
: bips de présence (configuration par cavalier)
. cavalier retiré (RB5=1) : aucun bip de présence quand Cmd1=1
. cavalier en place (RB5=0) : émission de bips de présence quand Cmd1=1 (bips de durée < à 100 ms, toutes les 1,5 s)
Son continu (persistant) et aucun bip de présence
Son continu (persistant) et bips de présence
Son entrecoupé (salves) et aucun bip de présence
Son entrecoupé (salves) et bips de présence
Logiciel du PIC
Pro - Logiciel non disponible en libre service.
Prototype
Réalisé selon le dessin de circuit imprimé (PCB) visible plus loin.
Circuit imprimé
Réalisé en double face.
Historique
30/07/2023
- Ajout du descriptif des différents modes de fonctionnement.
- Ajout photo prototype.
18/06/2023
- Conception du circuit imprimé (PCB).
- Ajout potentiomètre de réglage du niveau de sortie (pour raccord à un
module ampli dépourvu d'un réglage de niveau d'entrée).
- Ajout de connecteurs d'entrée pour commandes futures (Cmd2 à Cmd4).
- Désormais, réglage
continu de la fréquence par potentiomètre entre 200 Hz et 2 kHz, avec
verrouillage pour contrer les dérives.
- Suppression de composants devenus inutiles.
21/05/2023
- Première mise à disposition.