36 réponses à ce sujet

[ashira]

Bonsoir à tous!
 
Il y a quelque temps j'avais bricolé ça :
 

 
Je vais tenter de le refaire en un peu mieux.
 
Au programme:
 
- Communication radio.
- 2 micros recevant un son à 17kHz par exemple.
- stm32f7.
- ADC 24 bits @ 100kHz.
- Ampli avec gain programmable.
- Des leds, fusible rearmable, protection esd etc.
- Communication usb, jtag, uart, spi, i2c..
- pont en H pour mettre un hp.
- ...autre chose ?
 

 
J'ai commencé à placer quelques composants..

Il en faudrait 2 comme ça pour positionner la source sonore dans un plan.
Peut être mettre un 3ème micro pour former un triangle, à voir..

Si vous avez des idées sur ce que je pourrai ajouter dessus n'hésitez pas à le faire savoir

[Mike118]

Si vous avez des idées sur ce que je pourrai ajouter dessus n'hésitez pas à le faire savoir

 

Des leds d'états =) 

[ashira]

C'est ajouté
Je remplis le premier poste au fur et à mesure des propositions.

[Path]

Je suis toujours fan' de ce que tu fais 

[Oracid]

Super !
Pourrais-tu afficher les coordonnées de la position sur ton repère ?

[ashira]

Oui c'est possible. Un module doit donner une direction, et avec un 2eme les directions se croisent au niveau de la source sonore.

[Oracid]

Peux-tu nous en dire plus sur le principe de fonctionnement ?
N'avais-tu pas envisagé quelque chose de similaire avec du Wifi ou une radio quelconque ?

[ashira]

La carte aura une communication radio, mais ce sera juste pour des infos sur la direction du son etc, pas de synchronisation sur de la radio.
J'ai 2 micros placés à 1.8cm l'un de l'autre. J'envoie un signal sonore sinusoidal et je compare ce que captent les 2 micros (Après filtrages et d'autres algo). Le déphasage des signaux me donnera la direction de la source sonore.
Du coup pour localiser la source il faut 2 cartes à des endroits différents. Le croisement des 2 directions donnera sa position... Peut être

[ashira]

 

La 2ème possibilité, 3 micros pour peut être n'utiliser qu'une carte. A condition d'arriver à être précis..

Si j'en prends 3, j'hésite encore sur placer les micros en triangle comme sur l'image ou les mettre alignés. 

 

Et ça commence à piquer niveau prix ^^

 

 

[Oracid]

Le déphasage des signaux me donnera la direction de la source sonore.

ça y est, je pense avoir compris.

En gros, tu as un triangle :
- la longueur du 1er coté, c'est la distance entre les deux émetteurs US.
- le 2eme coté, c'est la distance mesurée entre le premier émetteur et ton capteur.
- le 3eme coté, c'est la distance mesurée entre le deuxième émetteur et ton capteur.

Connaissant, les coordonnées des extrémités du premier coté et les longueurs des 3 cotés du triangle, tu peux déterminer les cordonnées du récepteur.
Putain ! C'est génial !

Mais pourquoi ton module récepteur possède t-il 4 capteurs au lieu de 1, ou 2, à la rigueur ?

[ashira]

Les modules n'émettent pas mais enregistrent le son. Par exemple 3 cas A B C et avec 2 micros sur 1 module, micros 1 et 2:

 

 

l'haut parleur émet par exemple une sinus à 17kHz, cette sinus est captée par les 2 micros. 

Suivant où se trouve l'haut parleur un des micro va recevoir le son en décalé par rapport à l'autre.

 

 

Dans le cas B où l'haut parleur est pile en face, les signaux ne sont pas décalés puisque ils doivent parcourir la même distance pour atteindre les micros 1 et 2. Dans les 2 autres cas, l'un des micros recevra le signal avant l'autre. C'est en fonction de ce décalage que je devrai pouvoir calculer la direction de l'haut parleur (ligne verte).

 

 

En suite avec un 2ème module (ou plus) j'ai une 2ème direction. Le croisement de ces directions permet de trouver les coordonnées de l'haut parleur. 

[Oracid]

Merci pour ces explications.
Je pense comprendre.

Et si le déphasage était >1 ?
Sur une petite surface cela ne devrait pas arriver, mais sur une plus grande, que se passerait-il ?
Je suppose que tu utilises du 17khz, pour avoir un plus grand cone de réception qu'avec des US.

[ashira]

C'est ça, c'est moins directif que des ultrasons mais ça reste inaudible.

Pour le déphasage il est limité par la distance entre les 2 micros. À 17khz la longeur d'onde est de 2cm et la distance entre les micros est de 1.8cm, donc il ne devrait pas être dephasé de plus d'une longeur d'onde.

Niveau elec je suis passé à 2 amplis, un premier x30 ou x40 puis le second avec un gain contrôlé par le stm32. Finalement ça sera 2 micros par carte.

[Oracid]

À 17khz la longeur d'onde est de 2cm et la distance entre les micros est de 1.8cm, donc il ne devrait pas être dephasé de plus d'une longeur d'onde.

Là, je ne suis pas sûr de comprendre.
As-tu regardé les 2 ondes sonores sur les 2 voies d'un oscilloscope ?

Je vois les choses comme ça.
Si tes micros suivent la ligne de symétrie entre les 2 haut-parleurs, les 2 ondes sont en phase.
Si tu dévies d'un coté ou de l'autre, les ondes vont être déphasées, puis en phase, puis déphasées, puis en phase, etc...
Le cycle de phase, déphasage devrait se faire tous les 2cm.
Non ?

[ashira]

Pourquoi 2 haut parleurs ?

 

Pour moi c'est déphasage minimal lorsque le HP est en face, et déphasage max lorsqu'il est sur les côtés.

Je peux éventuellement tester avec un micro stéréo,  un zoom h1.

[Oracid]

Pourquoi 2 haut parleurs ?

Ah! Je ne suis pas sûr d'avoir bien compris le circuit, alors.

Pour moi c'est déphasage minimal lorsque le HP est en face, et déphasage max lorsqu'il est sur les côtés.

Oui, mais si tu t'éloignes encore plus sur le coté, le déphasage pourrait être >1

Je peux éventuellement tester avec un micro stéréo,  un zoom h1.

Là, je ne vois pas trop l'intérêt. Je pense que les HC-SR04 que tu utilises, c'est bien mieux.
Je sais ce que c'est un Zoom H1, je suis musicien...

Bon, là, je crois que je n'ai rien compris au principe de fonctionnement de ton circuit.
Pas grave, j'attendrais que ton projet évolue.

[Mike118]

Le cas d'étude c'est : 

 

• On se place dans un plan 2D 
• 1 seule source sonore de fréquence 17Khz ( longueur d'onde 2cm ) 
• 2 micro séparé de 1.8cm. 
• on néglige tout effet d'echo et de rebon sonore ) 

 

Si la source sonore et les deux micros sont parfaitement aligné, on aura dans ce cas précis le déphasage maximum = 1.8 cm car c'est l'espacement entre les deux micro En regardant le signe du déphasage on pourra savoir lequel des deux micro est le plus proche de la source sonore. 
=> On sait précisément dans quel direction est la source mais on ne sait pas à quelle distance ( localisé sur une demi droite )

Dans le cas ou la source sonore est parfaitement à équidistance des deux micro, on aura un déphasage nul en les deux , du coup on saura que la source est quelque part sur la médiatrice du segment formé par les deux micro ... Mais on ne saura pas dans quelle direction elle est... 

=> On sait précisément que la source est sur une droite mais on ne connait pas dans quel direction (localisé sur une droite )

Dans le cas quelconque, le déphasage entre les deux signaux reçu nous permettra de calculer un angle ... Par contre on ne saura pas dire de quel côté on est de la droite formé par les deux micro ... 
=> On sait de quel angle est dévié la source par rapport aux micros , mais on ne connait pas le signe de l'angle ( localisé sur une des deux demi droites ) 

Du coup c'est pour cela qu'il voulait éventuellement mettre un troisième micro, pour pouvoir discriminer. De plus avec un troisième micro au delà de juste réussir à connaître l'angle et de localiser sur une demi droite, on pourrait même avoir une notion de distance ...( Bon par contre la distance serait " approximatiove" ... la moindre variation de mesure pouvant entrainer de gros écarts dans cette mesure de distance ...  ) 

Néanmoins En combinant deux cartes avec deux micros , et en connaissant l'espacement et l'orientation des deux cartes, on pourra localiser  la source sonore. ( Localisation plan )  Note, dans ce genre de cas il peut être intéressant d'utiliser des coordonnées polaire r teta, car on aura une bonne précision en teta et un moins bonne précision en distance ...  Et plus les deux cartes seront espacées et meilleure sera la précision ...

 

En tout cas je suis très curieux de voir la précision que tu peux atteindre avec ton système ashira =)  

[ashira]

Mike a bien résumé le principe.
 

 
 Oui, mais si tu t'éloignes encore plus sur le coté, le déphasage pourrait être >1

 
Le déphasage se fait uniquement avec l'angle entre le module micros et le HP. Ce sera peut être mieux illustré avec avec la vidéo
 
Le zoom h1 a des micros orientés donc c'est pas top niveau amplitude, mais niveau déphasage on voit le principe à l'oscilloscope:
 

 
rien n'est filtré donc j'ai des problème de trigger. Du coup je fais une moyenne de 8 captures avec l'oscillo, c'est pas trés réactif à l'écran. 
 
Moi aussi j'ai hate de voir ce que ca va donner, ça à l'air déjà précis avec le zoom^^

Il enregistre à 48kHz en 16bits dans la vidéo. Avec ma config je pourrai énormément amplifier puis enregistrer à 192kHz max en 24bits.

[Oracid]

A mon avis, sur ta vidéo, si tu avais été légèrement plus gauche ou à droite, tu aurais pu voir un déphasage >1.

Merci pour vos explications.

[ashira]

Autre phénomène qui peut être intéressant:

J'ai envoyé 2 sons sinusoidaux sur un même HP. 17kHz et 16kHz. Ça donne une modulation d'amplitude dont la porteuse est à 16kHz et le 2eme signal à 1kHz.



Je ne sais pas encore comment mais je pense que c'est une info qui peut être exploitée. ^^

Par exemple générer 2 ondes 17khz et 16,9khz pour avoir une 3ème onde à 100hz. Et comparer la phase de la 100hz de chaque module en les synchronisant, ou un truc du genre!

 

A part ça, j'ai changé l'adc. Pour le même prix j'ai un meilleur rapport signal bruit et possibilité d'enregistrer à 512kHz. J'ai mis une led rgb à la place de 3 leds rouge.