NI MyDAQ

Voici quelques caractéristiques principales du NI myDAQ :

• Il est équipé d'entrées analogiques et numériques permettant d'acquérir une grande variété de signaux provenant de capteurs et d'autres dispositifs. Il peut mesurer des grandeurs physiques telles que la tension, le courant, la température, la lumière, etc.

• En plus des entrées, le myDAQ offre également des sorties analogiques et numériques, ce qui permet de générer des signaux de sortie pour le contrôle de dispositifs externes ou pour la génération de signaux.

• Le myDAQ est alimenté par USB, ce qui le rend facile à utiliser avec un ordinateur. Il peut également fournir une alimentation pour des dispositifs externes.

• Enfin , le myDAQ est conçu pour fonctionner avec LabVIEW, un logiciel de développement graphique utilisé pour la programmation, le contrôle et l'analyse de données.

Analyse fonctionnelle

Avec l’analyse fonctionnelle, on remarque que notre système sera divisé en 5 parties avec :

• Le montage pour le microphone électret

• L’acquisition des données avec le NI myDAQ

• Le montage pour le haut-parleur

• La commande des LED

• La supervision du système

Le montage électrique est composé de 4 montages principaux.

Le premier permet l’acquisition d’un son grâce au microphone. On a un pont diviseur en entrée afin de limiter la tension.

Le second permet quant à lui de retirer notre offset grâce à un filtre passe-haut.

Le troisième montage amplifie notre signal temporel grâce à un montage amplificateur non-inverseur avec un gain variable.

Enfin notre dernier montage permet la commande des LED en sortie de notre NI myDAQ.

Schéma électrique

Programmation LABVIEW

La programmation de notre système est réalisé grâce au logiciel LABVIEW.

Interface LABVIEW

Voici l’interface graphique de notre programme. On y configure les broches numériques que l’on utilise et notre BPM pour la partie métronome. On a également un bouton afin de sélectionner soit la partie accordeur en OFF ou métronome en ON et un bouton pour stopper le programme. Enfin on retrouve deux graphiques déroulants (un pour le signal temporel et un pour observer la FFT) ainsi que 4 LED qui serviront à déterminer la note jouée.

Programme Accordeur

Sur notre programme principal on a tout d’abord une structure while qui ne s’arrête que si l’on appui sur STOP et il ne prend que des valeurs de température toutes les 10 ms.

Ensuite, on a une structure if avec comme condition d’entrée un bouton (on aura donc notre accordeur en OFF et notre métronome en ON). Notre programme commence alors avec la lecture du signal analogique dont on soustrait l’offset (grâce à la fonction mean) et on affiche ce signal dans un premier graphe déroulant.

Ce signal est alors envoyé dans 2 blocs : le premier permet d’afficher la FFT puis de l’afficher et le second permet de récupérer la fréquence de notre signal temporel. On envoie alors la fréquence dans un sous-VI qui va permettre de déterminer quelle note est jouée.

Enfin pour détailler le bloc DAQ assistant, celui-ci est réglé de façon à recevoir une tension (celle de notre microphone) puis de réalisé un étalonnage. On réalise un étalonnage de 200 points à une fréquence de 20 kHz. On choisit 20 kHz afin de respecter le théorème de Shannon (fe > 2fmax en théorie mais ici on veut fe > 10fmax pour un cas pratique).

Programme Métronome

Pour notre métronome, on se trouve tout d’abord dans la structure if (bouton ON) et on définit un BPM en entrée (pour LabVIEW c’est un c’est un battement en milli minutes). Cette valeur est tout d’abord convertit en un battement par milli seconde puis l’on prend l’inverse de cette valeur afin d’obtenir un temps d’allumage de nos LED. On entre alors dans un registre à décalage dans lequel on convertit notre temps en secondes puis on entre dans un bloc timer. Dans notre registre à décalage, on appelle le cas suivant de notre structure if. Par exemple, sur la figure 14, on est dans le cas 3, et après un coup de timer, le cas suivant sera le 1. Enfin on allume pour chacun des 3 cas une LED différentes afin d’obtenir notre métronome à partir des blocs digital output et d’écriture de signaux booléen.

Conclusion

Ainsi lors de cette SAE, nous avons appris beaucoup de choses.

Tout d’abord nous avons à partir d’un cahier des charges réussi à concevoir et de mettre en œuvre un système d’accordeur et de métronome fonctionnel. En effet, nous avons notamment continué de découvrir le boitier d’acquisition NI myDAQ puis nous avons réutilisé LabVIEW nous permettant alors de maîtriser en grande partie ce logiciel. Par ailleurs, en plus de mettre en pratique des compétences techniques, nous avons également mis en pratique des compétences humaines tel que le travail d’équipe : nous nous sommes répartit efficacement le travail et nous sommes parvenu à bien améliorer notre programme LabVIEW de tel sorte qu’il puisse détecter la note jouée.

Cependant nous avons rencontré beaucoup de difficultés. En effet nous avons tout d’abord perdu pas mal de temps à essayer de coder nous même la FFT du signal au lieu d’utiliser directement le bloc spectral measurements. Ensuite, nous avons eu beaucoup de mal avec la programmation du sous-VI permettant la détection de la note jouée dû aux nombreux cas à gérer en même. Mais avec un peu de temps nous avons finalement réussi à coder les comparaisons. Enfin nous avons eu beaucoup de difficultés avec le dimensionnement du système dû à une certaine limitation de choix au niveau des composants (notamment les condensateurs).

Enfin, si nous devions refaire la SAE nous y ajouterions quelques améliorations tels que de coder nous-même la FFT du signal pouvant nous apporter une meilleure compréhension de la FFT ainsi que de revoir la comparaison pour déterminer les notes jouées et de rendre cette détection plus précise.