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Dernière mise à jour : 05/08/2008
Présentation
Les jeux de lumière sont très prisés des amateurs
de sono et des débutants en électroniques, tout comme le
sont les montages sonores (sirènes et effets audio). C'est
pourquoi j'ai pensé qu'il serait interressant d'en parler un
petit peu ici.
Les modulateurs de lumière
Un modulateur de lumière est un appareil qui permet d'allumer
une ou plusieurs lampes en fonction de l'intensité d'une source
sonore. Il existe différents types de modulateurs de
lumière, mais tous reposent sur le même principe.
Captation du son
Le modulateur de lumière le plus facile à construire est
celui qui se raccorde directement sur la sortie amplifiée
(sortie HP) d'un amplificateur de puissance. Pour éviter que le
230V du modulateur de lumière ne se ballade dans l'amplificateur
BF, un transformateur
ou un optocoupleur
est utilisé pour assurer l'isolation galvanique entre les deux
équipements, comme le montre le synoptique suivant (attention,
c'est un synoptique simplifié, pas un schéma
électronique exploitable comme tel) :
Petits transfos BF
Bien que le risque de destruction d'un ampli BF
lié au branchement d'un modulateur de lumière
correctement isolé soit très faible, ce type de
branchement rebute souvent car on n'aime pas trop ajouter des choses en
parallèle sur une sortie HP d'un ampli, ce qui se comprend un
peu. Aussi, la captation du son peut être réalisée
en employant un petit microphone electret miniature (qui ne coute pas
cher) suivi d'un étage d'amplification, et qui assure ainsi au
modulateur une totale autonomie. Le synoptique suivant montre un
exemple de réalisation d'un modulateur de lumière avec
microphone incorporé (attention,
là aussi il s'agit d'un
synoptique simplifié et non d'un schéma
électronique exploitable comme tel) :
Mais le
modulateur de lumière avec microphone est plus complexe à
réaliser, car il nécessite un étage
d'amplification, qui lui même doit être alimenté en
basse tension. De plus, un modulateur de lumière est sensible
aux bruits ambiants, et à cause de cela peut parfois allumer
sa ou ses lampes à des moments où cela n'est pas
désiré.
Entre connection directe sur sortie HP et microphone, il existe une
solution intermédiaire qui consiste à se raccorder sur
une sortie de niveau ligne (sortie d'un préampli ou d'une table
de mixage par exemple). Dans ce cas, l'isolation requise peut
être assurée par un optocoupleur, qui
peut être plus ou moins linéarisé pour une meilleur
réponse de l'allumage des lampes sur la source sonore (un
optocoupleur est la plupart du temps utilisé en tout ou rien, et
l'utiliser pour faire passer un signal audio nécessite une
petite adaptation pour que l'on puisse retrouver sur sa sortie, un
signal ressemblant à celui présenté sur son
entrée). Le synoptique suivant montre un
exemple de réalisation d'un modulateur de lumière avec un
optocoupleur (attention,
encore une fois, il s'agit d'un
synoptique simplifié et non d'un schéma
électronique exploitable comme tel) :
Cette façon de faire, d'un point de vue
difficulté de réalisation, se situe entre solution HP et
solution à microphone intégré.
Le synoptique précédent montre un optocoupleur
(linéarisé) placé à l'entrée du
montage. Il est aussi possible de ne mettre aucun optocoupleur en
entrée, et d'utiliser un optotriac en sortie, juste au moment de
la commande des lampes. Cette solution est peut-être un peu plus
économique à réaliser, mais la commande des lampes
se fait alors vraiment en tout ou rien, et on ne doit alors
l'impression de "modulation" de la lumière qu'au simple fait que
les lampes possèdent une certaine inertie (elles ne
s'éteignent pas d'un seul coup quand on arrête d'y faire
circuler un courant).
Modifier un modulateur avec microphone intégré pour
connection directe sur sortie ligne
A ne surtout pas faire en se contentant de placer un atténuateur
BF entre entrée micro et sortie ligne, c'est très
dangeureux ! Un modulateur de lumière possède une
connexion directe avec le secteur 230V, et une isolation galvanique
parfaite avec tout autre appareil est impérative ! C'est
pourquoi on doit obligatoirement utiliser un transformateur
d'isolement, un optocoupleur, ou l'air ambiant. Vous pouvez donc
modifier un modulateur à microphone intégré, si
vous respectez l'isolation requise, et si vous ne faites pas n'importe
quoi. Modification
déconseillée aux débutants en électronique.
Rajeunissement d'un vieux modulateur
de lumière à transformateur
Vous avez un vieux modulateur de lumière avec transformateur BF
d'isolement, et vous aimeriez bien y ajouter un microphone pour le
rendre autonome. Est-ce possible ? La réponse est oui, il suffit
de rajouter un petit amplificateur BF capable d'amplifier suffisement
le signal électrique d'un microphone pour l'amener à un
niveau capable d'attaquer un petit haut-parleur. Un petit amplificateur
à base de LM386 tel que celui présenté à la
page Amplificateur
BF 003 est tout à fait capable de ça, sa sortie
attaquera directement le primaire du transformateur d'entrée du
modulateur de lumière, au lieu d'être connectée
à un haut-parleur. Notez en passant qu'il n'est pas
impératif de brancher un microphone en entrée de cet
ampli additionnel, vous pouvez tout aussi bien raccorder une sortie
ligne (sortie de table de mixage par exemple), l'idée restant la
même. Avec un signal audio de niveau ligne, l'amplificateur
ajouté n'a pas besoin d'apporter un grand gain, voilà
tout. Bien entendu, l'ajout d'un petit
amplificateur BF requiert aussi une alimentation secteur pour
fonctionner. Cette alimentation pourra cependant rester très
simple et être basée sur un simple redressement / filtrage
/ régulation, comme celle présentée sur la page Alimentation
simple 001. Excluez d'emblée toute alimentation secteur sans
transfo, la sécurité doit toujours être au
rendez-vous !
Augmentation de la sensibilité d'un modulateur
Il fut une
époque où l'on pouvait trouver des composants ayant comme
caractéristique sensationnelle la possibilité d'augmenter
la
sensibilité de déclenchement des triacs, par simple
branchement en
parallèle sur ceux-ci.
Je
n'ai jamais testé ces composants, car à l'époque
où j'ai construit mes
premiers modulateurs de lumière, je les trouvais sans doute
assez
sensible, en regard du prix des petits composants miracles. Je ne sais
donc pas si le prix à payer était oui ou non
justifié par rapport au
prix d'un triac plus sensible. Mais peut-être aussi qu'à
l'époque, les
triacs vraiment sensibles étaient peu répendus ou hors de
prix. Je n'ai
pas retrouvé de pub pour de tels composants dans les stocks
récents des
revendeurs, et je pense qu'ils n'existent plus.
Nombre de voies
Le nombre de voie correspond au nombre de bandes de fréquence
traitées par le modulateur. Le modulateur le plus simple est un
modèle 1 voie, qui allume une lampe aussi bien quand il
reçoit des sons aigus que quand il reçoit des sons
graves, sans faire de distinction. Le modulateur de lumière 3
voies permet quant à lui d'allumer des lampes différentes
en fonction du contenu spectral du son capté. Plusieurs filtres
sont mis en oeuvre pour séparer les aigus, les mediums et les
graves, et assurer ainsi des commandes distinctes. On peut ainsi
allumer une lampe rouge sur des coups de basses (fréquences
graves), allumer une lampe verte pour les medium, et une lampe bleue en
présence d'aigus. La complexité de réalisation
d'un modulateur 3 voies est évidement plus grande que celle d'un
modulateur 1 voie, mais reste cependant relative et avec un minimum de
soins, un électronicien amateur peut facilement mener à
terme un tel montage. Notons qu'un modulateur de lumière 3 voies
passif (à transformateur, sans microphone intégré)
est moins sensible qu'un modulateur de lumière 1 voie de
même type, il lui faut plus de puissance sonore pour allumer les
lampes. Cela s'explique par le fait que les filtres apportent une
atténuation sur le signal d'entrée. Il en est de
même avec les modulateurs intégrant un microphone et un
amplificateur, mais cela se ressent beaucoup moins.
Exemples de réalisations
Modulateur
de lumière 001 - Modèle 3 voies fonctionnant sur
secteur, avec transfo d'isolation en entrée BF
Modulateur
de lumière 002 - Modèle 1 voie fonctionnant
sur secteur, avec transfo d'isolation en entrée BF
Modulateur
de lumière 003 - Modèle 3 voies fonctionnant
sur secteur, avec microphone intégré, tout transistors
Modulateur
de lumière 004 - Modèle 1 voies fonctionnant
sur pile, avec microphone intégré, tout transistors
Modulateur
de lumière 005 - Modèle 1 voies fonctionnant
sur secteur, entrée niveau ligne, isolation par optotriac
Les chenillards
Un chenillard est un appareil qui permet d'allumer plusieurs lampes les
unes après les autres.
Un chenillard simple ne permet qu'un
simple défilement, alors qu'un chenillard sophistiqué ou programmable permet de
multiples combinaisons (aller-retours, chenille, ondulation, etc).
Exemples de réalisation
Le chenillard -
Bases
Chenillard
001
- 10 voies, mode simple fonctionnant sur pile, mode manuel
(appui
sur un bouton
poussoir) ou automatique (avec
oscillateur)
Chenillard
002
- 6 voies, mode simple fonctionnant sur pile, avec fonction aller-retour
Chenillard
003
- Modèle simple, à base de PIC,
fonctionnant sur secteur - En cours
Chenillard
004
- 10 voies, avec fonction aller-retour
Chenillard
005
- 10 voies, fonction aller simple, allumage instantané et
extinction progressive des lampes, style "queue de comète".
Chenillard 006 - 2 à 12 voies, mode simple avec maintien des dernières lampes allumées
Chenillard 007 - 10 voies, mode simple, version secteur 230V du chenillard 001
Les chenillards-modulateurs
Il existe deux sortes de chenillards-modulateurs. Ceux qui de
façon exclusive offrent une fonction ou une autre, c'est
à dire dont les lampes sont commandées soit par un
circuit modulateur de lumière, soit par un circuit chenillard
tout ou rien, la commutation d'un mode à l'autre s'effectuant
à l'aide d'un interrupteur. Et puis il y a ceux qui offrent les
deux fonctions en même temps, c'est à dire dont les lampes
s'allument les unes après les autres (fonction chenillard) mais
avec une amplitude lumineuse qui dépend d'une source sonore.
Les gradateurs de lumière
Un gradateur
de
lumière n'est pas forcement toujours
classé dans la rubrique des jeux de lumière, il peut
aussi l'être dans la catégorie des utilitaires. Ce type
d'appareil permet de faire varier l'intensité lumineuse d'une
lampe, le plus souvent à l'aide d'un potentiomètre. On
trouve cependant des gradateurs de lumière automatisés,
qui assurent des extinctions et allumages progressifs sans intervention
humaine. En utilisant plusieurs gradateurs de ce type avec des ampoules
de couleurs différentes et en utilisant des cycles de variation
longs, on obtient des changements d'ambiance lents et très
agréables.
Exemples de réalisation
Gradateur
de lumière 001 - La version "basique et simple", sans
correction d'hystéresis et sans filtrage, version 230 V
Gradateur
de lumière 002 - La version "meilleur qualité mais
plus complexe", avec correction d'hystéresis et avec filtrage
Gradateur
de lumière 003 - Gradateur à allumage et à
extinction automatique
Gradateur
de lumière 004 - Gradateur pour tube fluorescent - Pas testé,
pas d'explication, juste le schéma
Gradateur
de lumière 005 - Gradateur basse tension 12V de puissance,
avec commande externe 0V-5V.
Gradateur
de lumière 006 - Gradateur automatique à 3 Leds (RVB)
générant une lumière de couleur aléatoire.
Gradateur
de lumière 007 - Gradateur "basique et simple", sans
correction d'hystéresis et sans filtrage, version 24 V
Gradateur
de lumière 008 - Gradateur commandé par une tension
continue externe 0V à +5V, version 230 V
Dans un autre registre, mais pas si éloigné que
ça, les interrupteurs crépusculaires, ou gradateurs
automatiques.
Interrupteur
crépusculaire 001 - Une lampe qui s'allume à la
tombée de la nuit, version basse tension avec AOP.
Interrupteur
crépusculaire 002 - Une lampe qui s'allume à la
tombée de la nuit, version 230V.
Interrupteur
crépusculaire 003 - Une lampe qui s'allume à la
tombée de la nuit, version basse tension avec transistors.
Interrupteur
crépusculaire 004 - Une lampe qui s'allume à la
tombée de la nuit, autre version 230V.
Veilleuse à led 001 - Allumage et extinction automatique selon lumière ambiante, alim sans transfo.
C'est vrai, ce ne sont pas des jeux de lumière. Sauf
peut-être si vous vous
amusez à viser leur cellule photorésistante avec un laser
de poche.
Les pianos (ou orgues) lumineux
Un piano (ou orgue) lumineux permet à l'aide de boutons
poussoir, d'allumer une ou plusieurs lampes à la demande. La
plupart du temps, l'allumage est immédiat et l'extinction est
progressive, se faisant sur une durée réglable (de
l'ordre de quelques secondes). L'effet obtenu côté
lumière est similaire à celui obtenu côté
son avec une note de piano, où l'on a une attaque rapide et une
décroissance lente du son. Dans une certaine mesure, on peut
assimiler un piano lumineux à un gradateur de
lumière automatisé.
Exemples de réalisation
Piano
lumineux 001 - Gradateur automatique à
allumage instantané et à extinction progressive, version
12V.
Piano
lumineux 002 - Gradateur automatique à
allumage instantané et à extinction progressive, version
230V.
Remarque
: le piano lumineux 001 m'a servi de base pour construire une petite
lampe à extinction très lente (5 minute), pour ma fille
qui perdait son
doudou la nuit, et qui maintenant peut allumer une lampe sans se
soucier de son extinction.
Les stroboscopes
Un stroboscope est un appareil qui produit des flashes lumineux
à intervalles réguliers et rapprochés
(fréquence de quelques hertz). Il met en oeuvre un tube à
éclat, qui est un tube spécial rempli d'un gaz rare
(xénon) alimenté sous une tension continue
élevée (environ 300V), et dont la production de
lumière est déclanchée par l'application d'une
haute tension sur une électrode de commande (un tube à
éclat possède trois connections). La quasi
totalité des stroboscopes à tube à éclat se
branche sur le secteur 230V, car c'est la solution la plus simple pour
obtenir les tensions élevées nécessaires au
fonctionnement du tube. Il est cependant possible d'utiliser un tube
à éclat avec une tension continue faible (12V par
exemple), en utilisant un convertisseur élevateur de tension. Il
existe également des petits stroboscopes "d'appoint"
alimentés sous 9V, et utilisant une petite ampoule néon
65V, faisant là aussi appel à un petit convertisseur
élévateur de tension. L'arrivée de leds blanches
et bleues à très haute
luminosité laisse présager de belles utilisations dans le
domaine de la stroboscopie (mais oui, je sais, ça existe
déjà pour les jeux de lumière et pour les
stroboscopes utilisés pour le réglage de l'avance
à l'allumage sur les "vieilles" voitures).
Exemples de réalisation
Stroboscope
à leds 001 - A base de LM3909
Stroboscope
à leds 002 - A base de NE555 et CD4017
Stroboscope
à leds 003 - A base de CD4016 ou CD4093
Stroboscope
à leds 004 - A base de CD4011, avec panneau de 20 leds
Stroboscope
à tube 001 - Sur secteur 230V, avec tube à
éclat, base de temps interne.
Stroboscope
à tube 002 - Sur secteur 230V, avec tube à
éclat, synchro externe (télécommandé)
Les clignotants
Comme son non l'indique, il s'agit là d'un appareil qui pourrait
laisser penser qu'il ne sait pas faire grand chose, ou tout du moins
que l'interêt des effets lumineux qu'il produit sont
limités. C'est un peu vrai pour un clignotant utilisé
seul, mais ce n'est plus vrai quand il est utilisé en groupe. Je
me souviens d'ailleurs très bien que le premier clignotant
secteur que j'ai réalisé pour ma sono, quand j'avais
quinze ans, m'avait sacrément plus ! Avec une vitesse
élevée, et malgré l'inertie importante des
ampoules à filament, on arrive à obtenir un certain effet
de stroboscopie.
Exemples de réalisation
Clignotant
001 - Clignotant à trois leds, alimentation par pile,
montage initiatique pour
débutant
Clignotant
002
- Sur secteur 230V, à triac, montage très simple
Clignotant
003
- Clignotant à led, fréquence clignotement progressive
sur quelques secondes.
Clignotant
004
- Clignotant à deux lampes (leds ou ampoules incandescence),
s'allumant et s'éteignant alternativement.
Clignotant
005
- Clignotant type "flash" à une ampoule à incandescence,
alim 4,5V.
Clignotant
006
- Sur secteur 230V, à triac, alimentation avec condensateur et
oscillateur à NE555
Clignotant
007
- Clignotant "flash" à une led, sur secteur 230V, sans triac,
sans transistor, sans circuit intégré
