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Author Topic: actionneur mécanique pour instrument de musique (chime)  (Read 1102 times)
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Bretagne
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Salut la communauté!

Préliminaires :

De temps à autre, il m'arrive d'aller dans un magasin de bricolage et d'acheter des tubes d'aluminium, de les couper à la bonne taille et d'en faire de la musique. Depuis que j'ai découvert la super formule magique pour calculer la suite des longueurs de tube en fonction de la note choisie : L(n+1) = A x L(n) où A = racine 24ième de 2 et n le nombre de demi-ton... Je ne m'arrête plus de couper des tubes... J'étais d'ailleurs bien content de l'avoir trouvée par expérimentation, car j'ai découvert longtemps après que cette formule est une intégrale de la théorie des cordes, et j'aime pas la théorie des cordes...

Un instrument que j'avais offert à mon neveu pour un noël :


15 tubes de diamètre 20mm x 1mm (de 35cm à 15cm environ) accordés sur la gamme de DO, une super sonorité, douce profonde et puissante à la fois, un régal pour les oreilles, même quand on bourrine dedans...

Puis tout récemment, en tubes de 12mm :


7 tubes dont les notes sont sorties aléatoirement de ma tête, ça donne une sorte de gamme chinoise qui permet de faire une mélodie sympa quelle que soit l'ordre de frappe.

Mécanisation :

Depuis que j'ai fait celui de mon neveu, j'ai dans la tête de fabriquer un jour un piano dont les cordes seraient remplacées par des tubes suspendus. J'avais dessiné et fait un premier prototype de mécanisme qui marche très bien, j'ai même été jusqu'à acheter un vieux piano pour le transformer (mais il était en bon état, donc je n'ai pas osé le "casser"). Un ami m'a fabriqué des petites pièces pour faire les liaisons mécaniques de 40 touches, il ne reste plus qu'à s'y mettre. Ci dessous, le mécanisme :


- Quand on lève la touche, l'étouffoir libère le tube, le poussoir envoie le marteau sur le tube. Quand la touche arrive en butée, le marteau continue tout seul sa course vers le tube, le frappe, puis revient contre le poussoir. Le rond du marteau est une rondelle d'un tuyau de plomb, meilleur compromis poids/souplesse pour ne pas obtenir un son trop ferraille, et ramener l'ensemble du mécanisme à sa place quand on relâche la touche (à ce moment, l'étouffoir vient arrêter la vibration du tube).
- Les parties en vert correspondent au châssis (pivot, butée, suspension du tube).
- Pour jouer comme sur un piano, il suffit de rajouter une touche de piano dessus dépassant vers la droite du dessin...

Automatisation :

C'est là qu'intervient l'arduino, je voudrais commander 8 mécanismes comme celui décrit ci-dessus. J'imagine que la solution la plus simple soit une bobine avec un noyau de ferrite coulissant à la verticale du tube, qui tirerait la touche vers le haut.

Mais je voudrais que ça ne fasse pas de bruit mécanique du tout... Ca veut dire qu'il faut tout de suite oublier les moteurs! Si vous avez des idées, je suis preneur! En attendant de trouver LA solution, je vais fabriquer les 8 mécanismes en bois (à l'ancienne quoi!) qui me permettra de faire des premiers essais. Puis surtout, où trouver ce genre de bobine en 12V max bien sûr? il y aurait bien les relais mécaniques, mais il est assez dur de les démonter sans tout casser, et la mécanique fait vraiment du bruit (clac clac).

Pour le code qui va gérer tout ça, je pense que je vais prendre celui que j'ai proposé à Hexor pour son arme de destruction massive le rafaleur smiley-razz, ça s'y prête plus que très bien. Les tableaux seront remplis de manière aléatoire (déclenchements, arrêts) ainsi que la vitesse du timer dans un premier temps pour générer des mélodies farfelues avec des tempo différents, la première application serait un réveil-matin, l'arduino serait simplement déclenché par un réveil normal modifié... Une mélodie différente tous les matins, ça nous sortira du train-train quotidien...

A vos méninges!
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...Puis surtout, où trouver ce genre de bobine en 12V max bien sûr? il y aurait bien les relais mécaniques, mais il est assez dur de les démonter sans tout casser, et la mécanique fait vraiment du bruit (clac clac).
bonhjour super_cinci
chouette petit projet
Contrairement à ton impression premiere, je pense que le solution decapsulage de relais basique est la plus adéquate en terme d'approvisionnement,cout.

Les relais standard sous plastique sont facile à "decapsuler" et si le clac-clac est gênant à priori, il est facile d'intercaler/coller un amortisseur de faible épaisseur genre feutrine, caoutchouc, autre " , le clac-clac etant essentiellement produit par la résonance de l'armature sur le noyau tout deux métallique du meme ordre.
 
un exemple de relais standard "decapsulé" dans le cadre d'un autre projet (pas d'amortissement nécessaire du clac-clac)
http://cjoint.com/?BHkmTys59dx

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Ales
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Autre idée : mettre un aimant permanent sur le marteau, et utiliser une bobine pour le repousser.
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Bretagne
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@ Artouste : J'ai trouvé une trentaine de relais 48V, mais avec une bobine de 3Kohms, donc peu de puissance par rapport à des relais à 6 ou 8 contacts en 12V (res = 150 ohms). En effet, les ouvrir fut facile. un coup de perceuse et hop, la bobine était dehors.



La bobine seule n'a pas d'intérêt, elle n'arrive même pas à lever un clou de 70x3.5 sous 48V. Ce qui fait la force du mécanisme, c'est la fermeture du circuit magnétique par la partie mobile. On peut la modifier (une "pointe" empêche le contact de se faire pleinement) et intercaler un bout de papier pour limiter le bruit de ferraille. Il y a peut-être un moyen de faire une première version sans étouffoir (ça allègerait grandement le mécanisme), mais c'est dommage, car l'idée de gérer aussi la durée de note (arrêt du son) me plaisait bien... un second relai qui ne gèrerait que l'étouffoir?

@ b@tto : L'idée est à envisager, mais je n'ai pas trop d'aimants (à part ceux des "colle-note" du frigo, mais la petite joue avec... Quoiqu'on en trouve à pas cher, avec des aimants puissants... l'association d'une bobine avec un clou coulissant pourtant un aimant sur sa tête, la bobine repousse l'aimant, ça lève le clou, à essayer quand même!

Sinon, à l base, je pensais partir sur des électro-aimants, comme ceux que l'on trouve dans les vieux magnétophones, qui eux sont capables d'actioner des mécanismes assez lourds, surtout dans les magnétos à bande (les vieux Revox PR99 / B77 par exemple), ils ont une de ces patates, et sont faits pour...
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@ Artouste : J'ai trouvé une trentaine de relais 48V, mais avec une bobine de 3Kohms, donc peu de puissance par rapport à des relais à 6 ou 8 contacts en 12V (res = 150 ohms). En effet, les ouvrir fut facile. un coup de perceuse et hop, la bobine était dehors.
Quoiqu'on en trouve à pas cher, avec des aimants puissants... l'association d'une bobine avec un clou coulissant pourtant un aimant sur sa tête, la bobine repousse l'aimant, ça lève le clou, à essayer quand même!
...
Sinon, à l base, je pensais partir sur des électro-aimants, comme ceux que l'on trouve dans les vieux magnétophones, qui eux sont capables d'actioner des mécanismes assez lourds, surtout dans les magnétos à bande (les vieux Revox PR99 / B77 par exemple), ils ont une de ces patates, et sont faits pour...
Bonjour super_cinci
tes relais en 48V ça doit etre de la fin de stock utilisée en telecomm  smiley-mr-green
dans la techno des relais il y a des relais dit "energized" ce qui se traduit par une armature magnétisée, c'est essentiellement fait pour pouvoir utiliser un courant de maintien le plus faible possible (conso) apres attraction.

Le plus simple est effectivement d'utiliser des petits solénoïdes genre ça, mais le cout unitaire est peut être prohibitif juste pour "jouer"
http://www.gotronic.fr/art-solenoide-a-chassis-ouvert-ls1110bd-37.htm
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quand jetait en quette pour trouver un système pour commuter ma puissance a mais soleno j’étais tomber sur se genre de montage que j'avais trouver vraiment pas bête

http://www.sonelec-musique.com/images/relais_commande_005a.gif

tu pourrer envoyer 500volts (avec un condo bien sur) un bref instant est voir a nouveau si ton cloue se déplace d'une maniére qui te conviens ou pas étant donner que c'est de la recupe tu pourra déterminer si tu dois acheter les fameuse solenoide que propose artouste ou pas 
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Bretagne
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C'est sûr que mes relais sont prévus pour rester des années sous 48V, ils peuvent donc bien accepter un pic de 200V de temps en temps pour démarrer en utilisant par exemple une résistance série de 10K sur une alim de 200V (une fois la capa déchargée dans la bobine, on se retrouve à 48V pour le maintient)...

Reste à savoir s'ils vont bien le prendre, pis surtout, ça veut dire avoir un bidule sous 200V sur la table de nuit... heu... mais l'idée de la suralimentation (un turbo électronique quoi) peut être sympa.
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c'est le moment de les pousser dans ces dernier retranchement ^^ et comme c'est de la recupe tu va vite voir si l'essaie et concluant ou non

la personne qui avez proposer se montage avez seulement dit que les partie mecanique s'user plus vite mais comme toi c'est que la bobine qui t’intéresse je pense que sa pourrer tenir un bout de temps
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Bretagne
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J'ai fait des essais, sous 48V pour l'instant.

avec ou sans aimant, c'est pas formidable, et je pense qu'une bobine à air a un rendement bien inférieur à une bobine avec entrefer. Dans le relai entier, le circuit magnétique est bien canalisé dans le noyau et la partie en fer qui remonte. J'ai donc fait tourner mon relai en enlevant le support vert et ne gardant que le circuit magnétique. Le pièce en équerre qui pivote bouge bien et donne pas mal de force. le démarrage n'est pas violent (elle est loin de la bobine), mais une fois collée, ça vient pas comme ça.

C'est là que mon "génie" est intervenu :


oups, c'est à l'envers... on fixe la "touche" à la petite patte du relai...

Si ça, ça marche (avec un condo-turbo si besoin), alors le tour est joué... le reste de relai servira de pivot, il y a deux vis dessus pour le tenir au châssis... Reste à fabriquer une mécanique proto pour tester.
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Bon... Vu qu'on peut souder avec un fer à souder sur la partie mobile du relai, je ne me suis pas gêné. J'ai fabriqué un proto avec du fil de cuivre 2.5mm², comme ça, on peut l'ajuster au poil.

J'ai trouvé des transistors dans mes tiroirs : des BF259 (300V / 100mA), impeccables pour commander du 48V (ou 200V si besoin de la pêche de démarrage) et les 16mA de la bobine.

Et ça marche! Oui, sauf que ça fait un gros clac quand même, pas très intéressant, et pas moyen d'empêcher le bruit, surtout qu'il se propage dans le châssis. Pas top top en fait.

J'ai regardé chez farnell, on trouve des électroaimants 12V ou 24V dans les 5€HT, mais on n'a aucune donnée sur la course du noyau, ni sur combien ça peut soulever... super...

Sinon, fut un temps, j'avais vu des sonnettes type ding-dong en 12V dans les 5€, pile-poil pour mon application, j'irai faire un tour dans les magasins...
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