Dernière mise à jour : 29/07/2011
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Présentation
Ce métronome se présente comme le plus élaboré de tous ceux que
j'ai pû réaliser jusqu'à maintenant.
A tel point qu'on peut douter de
l'intérêt de certaines de ses fonctions, mais sur ce terrain vous seul
serez
juge. Il est basé sur un microcontrôleur PIC 16F886 associé à quelques
boutons poussoirs et un afficheur LCD. Voici en résumé ses
caractéristiques :
- Affichage du tempo et de la signature rythmique
sur écran LCD
- Balancier lumineux à 8 LED
- Réglage rapide du tempo par potentiomètre et réglage de la
signature rythmique par boutons poussoirs
- Possibilité de spécifier une plage de valeurs min et max du
tempo permises par le potentiomètre de réglage
- Possibilité de spécifier la fréquence et la durée des
signaux BF
générés pour les temps forts et faibles
- Sorties de "puissance" pour allumer de grosses lampes sur
les temps forts et faibles et pour des bips généreux
L'écran LCD est facultatif dans le sens où son absence ne gêne en rien
ni le fonctionnement général ni la configuration du métronome dont les
paramètres adoptés par défaut peuvent très bien vous convenir comme
tels. Il va de soi qu'il est plus aisé de modifier la valeur des
paramètres en voyant leur valeur, mais après tout votre oreille est et
restera toujours un moyen de "communiquer" avec vos réglages.
Etat d'avancement
Pour l'heure métronome non terminé mais quelques fonctions sont déjà
opérationnelles. En jaune ce qui est en cours, en vert ce qui est fini et fonctionne, en rouge ce que je n'ai pas commencé.
Affichage du tempo et de la signature rythmique
sur écran LCD
Balancier lumineux à 8 LED
Réglage rapide du tempo par potentiomètre et réglage de la
signature rythmique par boutons poussoirs
Possibilité de spécifier une plage de valeurs min et max du tempo
permises par le potentiomètre de réglage
Possibilité de spécifier la fréquence et la durée des
signaux BF
générés pour les temps forts et faibles
Je ne mettrai à disposition le code logiciel que quand
tout sera fini.
Schéma
Bien que ce schéma présente visuellement quelques similitudes
avec le séquenceur
004, il n'y a aucun rapport entre les deux. Si ce n'est le
modèle de PIC utilisé, l'écran LCD et le ULN2803...
Principe général de fonctionnement
Il repose sur l'usage d'interruptions du Timer1 déclanchées toutes les
1 ms - autrement dit à une fréquence de 1 kHz - qui constituent
l'horloge de base du métronome. La valeur du tempo spécifié par
l'utilisateur et exprimée en BPM (Beat Per Minute ou Battements Par
Minute) est convertie en une valeur de période "inter-bip" directement
exprimée en ms (milli-secondes). Une variable est incrémentée à chaque
interruption du Timer1 et sa valeur est constament comparée avec la
valeur de période "inter-bip". Quand les deux correspondent, c'est le
moment de générer un bip.
Réglage des paramètres
Si on excepte les réglages du tempo et de la signature
rythmique qui peuvent être à tout moment opéré directement par le
potentiomètre et par les boutons poussoirs, rien ne dit que vous aurez
besoin de modifier les autres paramètres tel que fréquence des
signaux audio émis à chaque temps fort ou faible, ou encore leur durée.
Mais au cas où vous en viendrait l'idée, voici comment procéder sachant
que l'accès aux divers paramètres s'effectue simplement en tournant le
potentiomètre RV1/Set.
- Réglage tempo : l'écran LCD doit montrer les valeurs en
cours
du tempo et de la signature rythmique. Si ce n'est pas le cas,
tourner le potentiomètre RV1/Set complètement à gauche (curseur vers la
masse). Le réglage s'effectue en manoeuvrant le potentiomètre
RV2/Speed. Si la valeur minimale du tempo ajustable par le
potentiomètre RV2/Speed ne peut descendre assez bas,
vérifier la
valeur min spécifiée et la modifier le cas échéant (point vu plus
loin). Si la valeur maximale du tempo ajustable par le
potentiomètre RV2/Speed
ne peut monter assez haut, vérifier la valeur max spécifiée et
la
modifier le cas échéant.
- Réglage signature rythmique : l'écran LCD doit montrer les
valeurs en cours du tempo et de la
signature rythmique. Si ce n'est pas le cas, tourner le potentiomètre
RV1/Set complètement à gauche (curseur vers la masse). Le
réglage s'effectue grâce aux boutons
poussoirs SW1 à SW4 : SW1 ou SW2 pour incrémenter ou décrémenter la
première valeur, SW3 ou SW4 pour incrémenter ou décrémenter la seconde
valeur.
- Réglage plage min-max tempo : l'écran
LCD doit montrer la valeur du paramètre "Tempo Min-Max". Si ce
n'est pas le cas, tourner le potentiomètre
RV1/Set de façon à accéder à cet affichage. Appuyer sur le
bouton poussoir SW1 pour incrémenter la valeur min du tempo ou
appuyer sur le bouton poussoir SW2 pour la
décrémenter. Appuyer sur le
bouton poussoir SW3 pour incrémenter la valeur max du tempo ou appuyer
sur le bouton poussoir SW4 pour la décrémenter.
- Réglage
fréquence signal audio du temps fort : l'écran
LCD doit montrer la valeur du paramètre "Beat High Freq". Si ce n'est
pas le cas, tourner le potentiomètre
RV1/Set de façon à accéder à cet affichage. Appuyer ensuite sur le
bouton poussoir SW1 (ou SW3) pour incrémenter la valeur en cours,
ouappuyer sur le bouton poussoir SW2 (ou SW4) pour la décrémenter.
- Réglage
fréquence signal audio du temps faible : l'écran LCD doit
montrer
la valeur du paramètre "Beat Low Freq". Si ce n'est pas le cas,
tourner le potentiomètre
RV1/Set de façon à accéder à cet affichage. Appuyer ensuite sur le
bouton poussoir SW1 (ou SW3) pour incrémenter la valeur en cours, ou
appuyer sur le bouton poussoir SW2 (ou SW4) pour la décrémenter.
- Réglage
durée signal audio du temps fort : l'écran LCD doit montrer
la valeur du paramètre "Beat High Len". Si ce n'est pas le cas,
tourner le potentiomètre
RV1/Set de façon à accéder à cet affichage. Appuyer ensuite sur le
bouton poussoir SW1 (ou SW3) pour incrémenter la valeur en cours, ou
appuyer sur le bouton poussoir SW2 (ou SW4) pour la décrémenter.
- Réglage durée signal audio du temps faible :
l'écran LCD doit montrer
la valeur du paramètre "Beat Low Len". Si ce n'est pas le cas,
tourner le potentiomètre
RV1/Set de façon à accéder à cet affichage. Appuyer ensuite sur le
bouton poussoir SW1 (ou SW3) pour incrémenter la valeur en cours,
ou appuyer sur le bouton poussoir SW2 (ou SW4) pour la décrémenter.
Balancier lumineux
Le balancier lumineux est composé de
huit LED et donne l'illusion de mouvement du balancier d'un métronome
mécanique (comme pour le métronome
004).
Les LED sont allumées à tour de rôle en allant alternativement de
gauche à droite et de droite à gauche, avec une vitesse de
défilement huit fois plus rapide que celle du tempo de base.
Chaque bip sonore de temps fort ou faible correspond ainsi à l'allumage
d'une des deux LED situées aux extrèmités du balancier. Le pilotage des
LED s'effectue via un registre à décalage de type CD4094 qui dispose
justement de huit sorties "parallèles". Les données entre PIC et CD4094
sont transmises sous forme série via les lignes Data, Clock et Strobe
respectivement positionnées sur les lignes d'E/S RB5, RB6 et RB7 du
PIC. Du fait qu'à chaque instant une seule LED est allumée, on peut se
permettre de limiter leur courant à l'aide d'une unique résistance.
Remarque
: le balancier lumineux est entièrement facultatif. Si vous n'en avez
point besoin, inutile de câble le CD4094 ainsi que les LED et la
résistance associée. Il est possible de le rajouter plus tard
puisque les données de mise à jour des LED sont quoi qu'il en
soit
émises en continu par le PIC.
Sorties de "puissance"
Les sorties pompeusement appelées de puissance permettent de renforcer
l'aspect visuel et sonore du métronome. L'usage d'un ULN2803 comme
interface de sortie permet de disposer de plusieurs centaines de mA qui
seront plus que suffisants pour attaquer de bonnes ampoules à
incandescence ou des relais (pour la partie visuelle) ou de bons petits
HP (pour la partie sonore).
Alimentation
Un peu de 12 V et un soupçon de 5 V pour le PIC, voilà qui justifie
bien l'emploi d'un petit régulateur de tension 78L05.
Logiciel du PIC
-
Circuit imprimé
Non réalisé.
