Diapason électronique

Lorsqu'il s'agit d'accorder un instrument à cordes on fait appel à un diapason. Bien entendu, cet appareil est fabriqué pour vous donner la note "LA". Lorsque l'on a l'oreille musicale, il est aisé d'accorder l'instrument en partant d'une seule note. Par contre, certaines personnes éprouvent une petite gêne pour passer à d'autres notes que le "LA" fourni par le diapason. C'est dans ce but que nous vous proposons ce mois-ci un diapason électronique capable de fournir toutes les notes de musique, sur plusieurs gammes.

Schéma

Schéma du CPU

Schéma de la partie affichage.

Le schéma de notre montage est constitué d'un schéma du CPU et d'un schéma de la partie affichage. Le premier dévoile le microcontrôleur et son environnement de base: EPROM (U3) et Latch de capture du poids faible des adresses (U2). C'est une architecture tout ce qu'il y a de plus classique lors de la mise en oeuvre du 80C32. Précisons, pour les lecteurs qui nous rejoignent depuis peu, que l'ordre de connexion des bits de données et d'adresses est apparemment incohérent. Cela permet de simplifier énormément le dessin du circuit imprimé et de rester en simple face.

En contre partie, il faut programmer l'EPROM avec un contenu convenablement traité, pour rétablir l'ordre voulu. Le microcontrôleur n'y voit que du feu, ce qui nous arrange bien. Ne vous inquiétez pas, les fichiers qui vous seront fournis pour programmer votre EPROM sont déjà traités. Les signaux P1.0 à P1.3 sont distribués par CN1 en direction de la platine d'affichage et des boutons-poussoirs. Nous y reviendrons un peu plus loin. La formation du signal audible est confiée aux portes U5E, U5B et U5D. Nous avons retenu cette configuration pour générer un signal un peu plus proche d'une sinusoïde, sans pour autant utiliser un convertisseur DAC légèrement plus coûteux. Le signal produit est amplifié par U4 afin de pouvoir piloter le haut-parleur.

Notez que si vous branchez un petit haut-parleur de 8  directement au montage, le signal sonore sera trop fort. Il faudra ajouter une résistance de 100  en série avec le haut-parleur pour limiter la puissance du signal sonore. Nous avons préféré cette solution, peu élégante, pour permettre de brancher à peu près n'importe quel haut-parleur en sortie, sans avoir à se soucier de son impédance réelle. Il vous suffit de modifier la valeur de la résistance en série. Le montage sera alimenté par une tension de 9VDC à 12VDC qui n'a pas besoin d'être stabilisée. Par exemple, vous pourrez utiliser un bloc d'alimentation d'appoint pour calculatrice, capable de fournir 300 mA sous 12VDC. Etant donné que le montage est destiné à un usage occasionnel, une petite pile de 9VDC suffira pour alimenter l'ensemble. La diode D1 permet de protéger le montage en cas d'inversion du connecteur d'alimentation.

Le schéma de la partie affichage dévoile les boutons-poussoirs et les afficheurs. En ce qui concerne les boutons-poussoirs, ils sont reliés directement aux ports du microcontrôleur, lequel intègre déjà les résistances de rappel à VCC.

En qui concerne les afficheurs, nous avons fait appel au circuit spécialisé SAA1064. Ce circuit est très intéressant car il intègre des sources de courant pour piloter les afficheurs. De cette façon, il n'est pas nécessaire de prévoir des résistances de limitation de courant en série avec les afficheurs. De plus, les afficheurs sont multiplexés, ce qui réduit la consommation de l'ensemble. Enfin, le circuit est piloté par un bus I2C, ce qui ne nécessite que deux signaux : SDA et SCL. Tout cela simplifie grandement le dessin des circuits imprimés. Bien entendu, puisque le microcontrôleur 80C32 est dépourvu d'une logique spécifique pour prendre en compte le bus I2C, c'est le logiciel qui pilote le montage qui devra simuler le protocole du bus I2C pour dialoguer avec le circuit SAA1064.

Réalisation

Carte CPU

Vue d'implantation associée,

Circuit imprimé pour la carte d'affichage,

Vue d'implantation correspondante.

La réalisation du montage nécessite deux circuits imprimés de dimensions raisonnables: un pour la carte CPU avec sa vue d'implantation associée, et un autre circuit imprimé pour la carte d'affichage, avec la vue d'implantation correspondante.

Les pastilles seront percées à l'aide d'un foret de 0,8 mm de diamètre, pour la plupart. En raison de la taille réduite de certaines pastilles, il vaudra mieux utiliser des forets de bonne qualité pour éviter de les emporter au moment où le foret débouche. En ce qui concerne REG1, JP1, D1, les borniers à vis et les boutons-poussoirs, il faudra percer les pastilles avec un foret de 1mm de diamètre. Avant de réaliser le circuit imprimé, il est préférable de vous procurer les composants pour vous assurer qu'ils s'implanteront correctement. Cette remarque concerne particulièrement les boutons-poussoirs et les afficheurs. Soyez vigilant au sens des composants et respectez bien la nomenclature. N'oubliez pas l'unique strap sur le circuit d'affichage.

En ce qui concerne le câble nécessaire pour relier les deux cartes de notre montage, il vous suffira de sertir deux connecteurs 10 contacts de la série HE10 sur un câble plat de 10 conducteurs. Le régulateur REG1 sera impérativement monté sur un radiateur ayant une résistance thermique inférieure à 17°C/W, pour éviter d'atteindre une température de jonction trop élevée.

Publie sue Magazine Electronique Pratique N°210 - Janvier 1997 DIAPASON ELECTRONIQUE