Entrée Arduino Audio (1 / 8 étapes)

Étape 1: Préparer des signaux audio pour Arduino

Si vous avez déjà enregistré audio sur votre ordinateur, vous pouvez avoir vu elle représentée comme une forme d’onde comme celui de la Fig. 1.  Si vous zoomez sur cette vague (comme dans la Fig. 2), vous verrez que la forme est constituée de milliers de minuscules oscillations en arrière.  C’est ce qu’on appelle un signal audio , et lorsque nous avons affaire à des signaux audio dans l’électronique, ces oscillations représentent des tensions oscillantes au fil du temps.

Lorsque nous regardons un signal audio avec un oscilloscope, nous voyons une image similaire (Fig. 3).  Remarquez comment le signal audio sur la Fig. 3 oscille autour d’une tension de centre de 0V ; Ceci est typique des signaux audio.  L' amplitude d’un signal audio est la distance entre sa tension Centre et son crête élevée ou basse.  L’amplitude de l’onde sur la Fig. 3 est 2V : elle atteint une tension maximale de + 2V et une tension minimum de - 2V.  Il s’agit d’un problème si nous voulons mesurer le signal audio avec l’une des entrées analogiques de l’Arduino, parce que l’Arduino ne peut mesurer les tensions comprises entre 0 et 5V.  Si nous essayions de mesurer les tensions négatives du signal de la fig 3, l’Arduino lirait seul 0V et nous finirions par écrêtage bas du signal.  Dans ce Instructable je vais vous montrer comment vous pouvez amplifier et compenser les signaux audio afin qu’ils tombent dans cet intervalle 0-5V.  Idéalement, vous voulez un signal avec une amplitude de 2, 5V qui oscille autour de 2.5V (comme sur la Fig. 7) pour que sa tension min soit 0V et sa tension maximale est de 5V (voir les calculs ci-dessous).

Tension min = tension Center - Amplitude
Tension min = 2, 5V - 2, 5V = 0V

Tension max = Centre tension + Amplitude
Tension max = 2,5 v = 2, 5V + 5V

Fig. 4 montre le signal sortant tout droit du microphone sur un oscilloscope.  Le signal est relativement faible, avec une amplitude de 200mV seul, vous pouvez constater que les signaux provenant d’autres sources (ipods, guitares, lecteurs de disques...) produisent également des signaux audio avec des petites amplitudes.  Ces signaux doivent être amplifiés pour les amener jusqu'à l’amplitude, nous voulons (2, 5V).  Amplification signifie augmenter l’amplitude (distance entre le point central et max ou min) d’un signal.  Amplification pour les tampons aussi la source audio (dans mon cas c’était un microphone) de toute charge que vous pouvez mettre à ce sujet plus tard dans le circuit, qui est une bonne chose car il empêche la distorsion.

Figure 5 montre le même signal de microphone après amplification, vous pouvez voir comment la hauteur des pics a augmenté alors que l’onde a une amplitude de 2.5V.  Mais étant donné que la tension du centre de la vague est toujours 0, la vague est oscillant entre -2,5 et + 2, 5V.  Il faudra DC offset pour corriger cela.  Décalage CC implique un changement de la tension de centre que la vague oscille autour de (la tension moyenne de la vague).  Fig. 6 montre le signal après que lui avoir attribué le décalage CC ; Il a encore une amplitude de 2,5 v, mais la tension Centre est 2, 5V au lieu de 0V, alors la vague descend jamais au-dessous de 0V.  (Note-le léger changement de forme entre les signaux sur les figures 5 et 6 est dues à des changements dans ma voix entre les deux photos, il n’a rien à voir avec le circuit).  Le signal sur la Fig. 6 est prêt à aller à un pin d’entrée analogique d’Arduino.