FablabSU

$\quad$Effectivement, le signal délivré directement par la guitare, en plus d'être complexe d'un point de vue spectral, ce dernier a un comportement temporelle semblable a une onde atténuée dans le temps. Ainsi, l'amplitude de ce signal se voit décroître au fur et à mesure de sa propagtion temporelle. Trois phases sont remarquable durant cette propagation:


– La première est celle, dite, d'${\bf attaque}$. Durant cette phase, l'amplitude commence par croitre jusqu'à atteindre un maximum puis se met à décroitre.
– La seconde, que nous appellerons d'${\bf entretien}$, présente un signal d'amplitude quasi constante mais néanmoins faible (c'est durant cette phase qu'ont été déterminées les amplitudes de chaque notes dont il est question plus haut dans ce Wiki).
– Enfin vient la troisième, la phase d'${\bf atténuation}$, durant laquelle l'amplitude recommence à décroître et ce jusqu'à extinction du son.

$\quad$A cause de cette variation temporelle de l'amplitude, le signal continu établi en sortie de notre système analogique variait non seulement en fonction de la fréquence mais surtout en fonction de l'amplitude du signal d'entrée. Il était donc impossible d'envoyer ce signal à l'arduino pour commander les moteurs.

A cela, il nous fallait trouver une solution.

$\quad$La première solution possible aurait été de restreindre la “zone” de mesure. Ainsi, à l'aide d'AOp montés en comparateur générant des signaux pour commander des transistors, ici utilisés en simples interrupteurs, une contrainte sur l'acceptation du signal en fonction de son amplitude aurait été imposée. Autrement dit, on forcerait le système à ne traiter le signal que lorsque se dernier se trouve dans sa zone d'${\bf entretien}$.
Mais cette solution ne serait pas pratique étant donné que l'amplitude en sortie de la guitare dépend des micros utilisés donc de chaque guitare. Il aurait fallu déterminer “empiriquement” la zone d'entretien.

$\quad$La deuxième fait preuve d'un peu plus de ruse. Le système se verrait alors plus modifié.
Tout d'abord, le signal de la guitare passe toujours dans un filtre passe bas antibruit puis dans une structure de Rauch (dimensionnée pour accordage d'une note de l'accordage standard). Le signal en sortie de cette structure étant toujours très faible, il faut toujours l'amplifier – un gain de 50 serait suffisant ici. A présent, le signal sortant de l'amplifiation n'est plus dirigée vers le redressement mais vers un autre AOp.
Cet AOp serait monté en comparateur (sans boucle de contre réaction) avec pour tension de comparaison le fameux $V_{ref}$ (car signal toujours centré en $V_{ref}$). Cette comparaison revient à déterminer quand le signal est positif ou négatif. Ainsi, l'AOp délivrera en sortie ses tensions de saturations :
– Quand signal est positif ($ > V_{ref}$), la tension délivrée par AOp vaut $V_{cc}=+9V$.
– Quand signal est négatif ($ < V_{ref}$), la tension délivrée par AOp vaut $V_{0}=0V$.
Nous obtenons un signal carré de fréquence fondamentale égale à celle isolé par la première strucure de Rauch avec un amplitude max de $+9V$ et une valeur moyenne, pour l'instant, de $4.5V$.

A présent, en envoyant ce signal dans une autre structure de Rauch (dimensionnée comme la précédente), il possible d'isoler la fréquence fondamentale du signal carré.
On pourrait se dire qu'il s'agit ici d'un traitement redondant mais en fait nécessaire. Effectivement, rappelons que le signal issu de la comparaison est forcé à $+9V ou 0V$ en fonction de si le signal est positif ou négatif. Et ce peut importe l'amplitude de la fréquence isolée par la première structure de Rauch. La comparaison par AOp délivre un signal dont l'amplitude ne dépendra pas du temps puisqu'elle vaut soit $+9V$ soit $0V$.
Ensuite il ne reste plus qu'à effectuer les mêmes opérations que pour le système pensé plus haut à savoir: Amplification ( à vérifier ) , redressement et écreteur, Arduino et enfin Pont en H puis moteurs.

Suite à cette idée, la deuxième solution a été expérimentée sous proteus. Cette simulation est disponible ici : SimulationProteus

Etant donné que lasimulation donnait un résultat positif : en faisant varier l'amplitue de la sinusoide en entrée, nous obtenions, pour une même fréquence, une même tension continue en sortie de l'écrêteur.
C'est pourquoi vous pouvez retrouver l'expérimentation ainsi que ses commentaires sur cette page :
Expérience
Suite à cette dernière, il a été possible de “supprimer” la phase d'attaque; effectivement, la phase d'attaque et d'entretien avait la même tension continue en sortie de l'écrêteur. Néanmoins, la tension continue, comme le signal de la guitare, se voyait atténuer dès lors que l'on commençait la phase d'atténuation.
Pour remédier à ce problème, il serait possible de supprimer l'analyse du signal dès lors que la phase d'atténuation est repérée. Ceci pourrait être réalisé à l'aide d'un AOp monté en comparateur afin de forcer le signal à $0$ dès qu'une certaine amplitude du signal amplifié (amplitude plus basse que l'amplitude max) serait atteinte.
Il ne reste plus qu'à essayer cette solution pour enfin pouvoir valider la tension envoyée à l'Arduino pour la commande moteur.

Réalisation du circuit imprimé