Electronique > Réalisations > Affichage / Mesures > Indicateur décalage fréquence 001 - Pro
Dernière mise à jour : 03/10/2021Présentation
Ce système a été conçu pour afficher le taux (pourcentage) de variation de la vitesse de rotation du plateau d'une platine disque vinyle Technics SL1200, par rapport à sa vitesse nominale.
Circuit avec afficheurs 14 mm, dimensions 83 mm x 30 mm
L'usage de composants CMS permet de bénéficier de dimensions raisonnables : 83 mm x 30 mm avec afficheurs 14 mm, ou 72 mm x 30 mm avec afficheurs 10 mm. Dimensions à comparer avec la pièce de 2 euros de diamètre 25,75 mm... Une réalisation à base de composants traversants est envisageable si la place ne manque pas.
Schéma
Schéma simple, basé sur un microcontrôleur qui assure les tâches de mesure de fréquence, de calculs mathématiques et de gestion de l'affichage en mode multiplexé.
Schéma volontairement embrouillé
Fonctionnement général
Le logiciel du microcontrôleur compare en permanence
une fréquence F2
délivrée par la platine disque
avec une
fréquence F1
:
- F1
correspond à une fréquence de référence fixe de 260,080 kHz
- F2
correspond à une
fréquence variable
qui dépend de la réduction ou de l'augmentation de
la vitesse du plateau (+/-x%).
A une fréquence F2 de 262,080 kHz correspond une variation de 0% (vitesse nominale du plateau). Une fréquence F2 supérieure à 262,080 KHz indique une vitesse de rotation plus rapide et une fréquence inférieure à 262,080 kHz indique une vitesse de rotation plus lente.
La plage de variation offerte par les platines SL1200 dépend du modèle. Pour les platines les plus récentes (SL1210GR, SL12MK7 ou SL1200GAE, par exemple), un sélecteur permet de couvrir les plages de +/-8% ou +/-16%.
La valeur affichée par l'indicateur exprime le pourcentage de variation par rapport à la vitesse nominale du plateau, avec une résolution de 0,01% et une précision de 0,01%. Si la variation atteint ou dépasse 10% en valeur absolue, l'affichage se fait alors avec une seule décimale et la résolution passe à 0,1% :
L'indicateur permet d'afficher une variation allant de -19,9% à +19,9%. Si le taux de variation atteint ou dépasse 20%, l'afficheur indique "Err".
Affichage
J'ai décidé d'utiliser des afficheurs sept segments de dimensions moyennes que l'on trouve facilement. J'ai opté pour des modèles CMS pour réduire non seulement la taille du circuit imprimé, mais aussi pour limiter la hauteur de l'ensemble. Tous les connecteurs sont situés à l'arrière, de telle sorte que les afficheurs sont les composants les plus hauts et peuvent affleurer la surface du "boîtier" :
Oscillateur PIC
Aucun quartz externe n'est requis, alors qu'on demande pourtant une certaine précision... Une astuce logicielle permet de se passer de ce quartz et de se satisfaire de l'oscillateur interne, sans que les mesures ne soient affectées par la fréquence exacte de l'oscillateur interne ni par sa (relativement) faible stabilité en température.
Cas des platines SL1200 modifiées
Certains utilisateurs n'hésitent pas à manipuler un des réglages situé sur le circuit imprimé de la platine, en vue d'étendre la plage de variation de vitesse contrôlée par le fader de la face avant. Cette manipulation sans danger n'est pas toujours réussie, et celui qui n'est pas équipé de matériel de laboratoire peut éprouver des difficultés à revenir au réglage d'origine (même après avoir tracé un repère de position avant modification). La question ici n'est pas de discuter du bien fondé de ce genre de manipulation, mais de l'influence que cela peut avoir sur le centrage du 0.
Avec cet indicateur, on est sûr d'être à 0% quand l'afficheur indique 0,00%. Mais cela ne signifie pas forcément que la platine fonctionne avec la précision du quartz pour cette valeur de 0% (sauf si bien sûr la platine est en position "forcée" 0%). En supplément, cet indicateur peut s'avérer utile en cas de disymétrie de la plage de réglage (par exemple de -6% à +10% après "tuning" au lieu de -8% à +8%).
Alimentation
Un régulateur de tension de +5 V est prévu directement sur le circuit (U101), ce qui permet d'alimenter ce montage avec n'importe quel bloc d'alimentation secteur qui délivre une tension comprise entre +8 V et +12 V. Si le montage est intégré dans la platine SL1200, on peut éventuellement se repiquer sur l'alimentation interne de cette dernière, à condition de vérifier au préalable que l'unité d'alimentation possède suffisament de réserve pour alimenter en sus le système d'affichage, ce que je n'ai pas vérifié !
La consommation maximale de cet indicateur est de 40 mA (pour un affichage de 8.88%).
Prototype
Réalisé conformément au dessin de PCB visible plus loin (à part une petite variante côté régulateur, avec ajout d'une LED et de sa résistance de limitation de courant - non présentes sur ce prototype). A part les connecteurs au pas de 2,54 mm, il n'y a aucun composant traversant.
Circuit 83 mm x 30 mm avec afficheurs 14 mm
Remarque : à cause de la pénurie de certains composants électroniques, le microcontrôleur que j'avais décidé d'utiliser n'était plus disponible avant 2022 chez les principaux revendeurs. Je l'ai remplacé par un autre au brochage identique, moins "performant" mais qui fait parfaitement l'affaire (le logiciel d'origine a nécessité des retouches mineures).
En cas d'absence de la fréquence de référence F1 ou de la fréquence variable F2, l'affichage indique un message "no F1" ou "no F2". Et si les fréquences mesurées sortent de la plage admissible, c'est un message "Err" qui est affiché.
Les tests ont été réalisés avec un générateur de fonction Rigol DG4062, les résultats sont conformes à ceux attendus.
Prochaine étape : essais sur ma platine SL1200-MK2 ;)
Circuits imprimés (PCB)
Circuits réalisés en double face.
Circuit 83 mm x 30 mm avec afficheurs 14 mm
Circuit 72 mm x 30 mm avec afficheurs 10 mm
Les afficheurs et la section régulation d'alimentation sont placés côté "composants" (top) :
Le microcontrôleur et autres composants sont placés côté "cuivre" (bottom) :
Logiciel du PIC
Pro - Demande pro, logiciel non disponible.
Historique
03/10/2021
- Ajout photos prototype.
19/09/2021
- Première mise à disposition.