CaptainCaptain PowerLights partie 3

Mauvaise nouvelle : le projet va se compliquer sérieusement. Bonne nouvelle (et spoiler alert) : on va s'en sortir. Fouillons Instructables et n'ayons pas peur de nous lancer dans...

Épisode 3 : un peu d'électronique

Je ne vous cache pas que cette partie va être la plus velue du lot. Mais pas de panique ! Avec un peu de logique et ce qui vous reste des cours de techno du collège, vous arriverez à suivre.

Traiter le signal d'entrée

Comme ça devient technique, paf schéma :

Figurez-vous que les micros des instruments électriques (guitares, basses...) ont un niveau de sortie assez faible. A l'inverse, les piezos sont capables de délivrer des "décharges" importantes (fig. 1). Il va falloir conformer tous ces signaux à un volume sonore adéquat, c'est ce qu'on appelle la normalisation (fig.2).

Deuxièmement, tous les micros du monde entier génèrent des ondes électriques qui oscillent entre voltages positifs et négatifs. Or l'Arduino n'est capable de "lire" que des signaux positifs, dont l'amplitude est comprise entre O et 5v. Il va falloir passer le centre de gravité de notre signal d'entrée de 0 à 2,5v (la moitié de 5, suivez un peu) : c'est ce qu'on appele la transposition.

Normalisation et transposition sont donc les deux mamelles de ce projet. Heureusement, je ne suis pas le premier à vouloir faire du traitement sonore avec un Arduino. Il existe même pas mal de bougres qui se bricolent des multi-effets pour guitare, voire qui en vendent.

On trouve pas mal de tutos sur Instructables par exemple, le plus dur c'est de pas se laisser noyer dans la masse. Vive ce projet et son clone qui m'a bien rendu service en citant sa source.

Ca représente beaucoup d'infos à trier mais le bon côté des choses c'est que le projet PowerLights est plus permissif qu'une pédale d'effets. Dans notre cas, la seule chose qui nous intéresse c'est d'obtenir un signal lisible pour en mesurer les variations de volume. La qualité du son n'est pas du tout une préoccupation, et tant mieux pour ma santé mentale.

J'ai donc pu reproduire les modules normalisation / transposition de mes homologues sur une breadboard sans me poser trop de questions, puis tester le bon fonctionnement de la chose avec un oscilloscope. Et un ami sachant se servir du sus-mentionné oscillo. Hé ben croyez-le ou non, mais ça a marché.

Faire clignoter des trucs

Je me permets de sauter toute la partie programmation de l'Arduino, qu'on verra dans l'épisode 4, pour boucler le volet lumineux de l'histoire.

J'avais déjà choisi d'alimenter et de gérer les LED en utilisant des câbles et prises XLR. Grâce aux specs des Neopixels sur Adafruit, j'apprends que pour le nombre de pixels envisagé (grosso modo 160 LED réparties sur 3m de longueur + 5 à 10m de câbles), je vais avoir besoin d'un gros transfo. Et d'alimenter tout ce bazar séparément de l'Arduino.

Je conçois donc un module pour chaque satellite lumineux qui comprend :

  • une prise XLR en entrée, une autre en sortie. Pour pouvoir chaîner les modules dans n'importe quel ordre
  • une prise d'alimentation qui me permettra de choisir quel module alimentera tous les autres. Pratique pour s'adapter à n'importe quelle configuration scénique
  • les résistances et condensateurs conseillés par Adafruit pour éviter de cramer le bazar

Parce que c'était pas déjà assez compliqué, je prévois aussi d'intégrer un circuit d'alimentation dans la pédale qui accueille l'Arduino.

C'était la partie la plus facile du projet. L'alimentation avale les décimètres de câbles et de LED sans broncher, la norme XLR remplit sa fonction à merveille. Le passage de la breadboard au circuit final devrait bien se passer.

Tirer des plans sur la comète

Me voilà avec un bel amas de composants fichés dans des trous en plastique. Ca fonctionne, c'est rigolo mais c'est pas beau. Alors pour en avoir une vision un peu plus claire il faut en passer par - je vous le donne en mille - un magnifique schéma.

On applaudit et on remercie le logiciel gratuit Fritzing qui permet de réaliser de belles choses comme celle-ci :

Examinons tout cela avec calme et méthode.

  • 1 : C'est ici qu'on branche l'instrument. 2 jacks et non un seul, pour obtenir comme pour toute pédale d'effet qui se respecte une entrée et une sortie. Les puristes ne trouveront pas ici de true bypass, car je recommande de toute façon de brancher les PowerLights en parallèle des autres effets et non en série. Rapport à une possible altération du son. Le jack de sortie est donc présent en dépannage seulement.
    Ca n'est pas représenté sur le schéma mais dans le montage final j'ai utilisé le connecteur libre du jack stéréo comme coupe-circuit de l'ampli (rappelez-vous : on utilise des instruments ou micros mono). C'est une astuce classique utilisée dans à peu près toutes les pédales d'effets.

  • 2 : Le module de normalisation, qui est ici un ampli op-amp tout bête. Faute d'avoir trouvé comment faire autrement, j'ai été obligé d'intégrer une pile dans le montage. L'ampli est à la fois alimenté par un connecteur de l'arduino (qui par bonheur supporte d'être alimenté en 9v) et par cette pile.
    Un potentiomètre est branché directement dessus pour ajuster le gain.
    Un interrupteur et une diode témoin complètent ce module

  • 3 : On passe à la transposition. J'ai tout copié les schémas des collègues. Ne me demandez pas comment ça fonctionne.

  • 4 : On trouve ici pêle-mêle un potentiomètre qui contrôlera un paramètre du programme Arduino, une diode témoin qui indique sur la pédale si les lumières sont censées être en fonctionnement ou non, et un interrupteur général à pied. Notez que cet interrupteur ne commande aucune alimentation. J'ai testé, ça envoyait des parasites et ça flinguait la réactivité de l'Arduino qui a besoin de quelques secondes d'initialisation avant de commencer à bosser. Sa fonction finale sera de mettre le programme en pause ou de le relancer à la volée, sans latence.

  • 5 : Enfin le module dédié aux lights. Une entrée pour l'alimentation à chaque niveau du montage, qui permet de brancher le transfo au niveau de la pédale ou de l'un des modules. La sortie XLR sur la pédale, les mêmes en entrée et en sortie sur chaque module.

On va souffler un peu maintenant

C'était un gros morceau mais il fallait en passer par là. Une petite pause avant d'enchaîner sur la quatrième partie assez mastoc elle aussi : le code.

Après tout ça je vous jure ça redeviendra plus fun.