MODULE SON ET FUMEE


I. PRESENTATION

Il existe différents bruiteurs Diesel et différents générateurs de fumée pour les modèles RC.

Partant de ce constat, il m'est venu l'idée de concevoir un Module Son et Fumée qui combine les 2 fonctions. La fumée produite sera évidemment proportionnelle aux gaz du moteur.

En parallèle du bruit du moteur, des sons annexes pourront être joués (ex: cri de mouette, corne de brume, alarme voie d'eau, ou autre).


II. SCHEMA FONCTIONNEL

II.1. Schéma fonctionnel simplifié

Schéma fonctionnel simplifié

II.2. Schéma fonctionnel détaillé

Schéma fonctionnel détaillé


III. COMPOSITION MATERIELLE

Afin de réaliser ce Module Son et Fumée, les modules à bas coût suivants sont assemblés :

LM2596 DC-DC
Arduino Pro Micro
Module carte SD pour Arduino
DF Player mini
Disque céramique Piezzo


IV. CARACTERISTIQUES

Ce Module Son et Fumée a les caractéristiques suivantes:

Un son est prioritaire lorsqu'il peut interrompre un son déjà en cours.

V. ORGANISATION DES FICHIERS SUR LES CARTES SD

V.1. Organisation des fichiers sur la carte SD de l'Arduino

La carte SD de l'Arduino contient les sons de démarrage et de ralenti des différents types de moteur.

Les fichiers sont obligatoirement:

Par exemple, pour:

1) Le Moteur Diesel CATERPILLAR C32 Marine:

2) Le Moteur Diesel SCANIA 250CV:


        3) Le petit Moteur Diesel:

Tous les fichiers de démarrage auront l'extension: .STA.

Tous les fichiers de ralenti auront l'extension:        .IDL.

Cette règle d'appelation est obligatoire: c'est ce qui permet au firmware de l'Arduino de déterminer les différents types de moteur stockés sur la carte SD et ainsi d'afficher la liste des moteurs disponibles lorsque l'utilisateur voudra sélectionner le (son du) moteur qu'il veut utiliser avec le Module Son et Fumée.

A l'aide d'un PC connecté sur le port USB de l'Arduino, il est possible d'afficher la liste des moteurs disponibles sur la carte SD à l'aide de la commande MOT.LISTE?:

MOT.LISTE?
MOT.LISTE=CAT-C32, SCAN-250, DSL-LTL

Pour afficher le moteur sélectionné, utiliser la commande MOT.SEL?:

MOT.SEL?
MOT.SEL=SCAN-250

Pour sélectionner un autre moteur, utiliser la commande MOT.SEL=Nom_Moteur: (avec Nom_Moteur = l'un des noms de moteur disponible dans la liste)

MOT.SEL=CAT-C32
MOT.SEL

Pour vérifier le moteur sélectionné, utiliser la commande MOT.SEL?:

MOT.SEL?
MOT.SEL=CAT-C32


V.2. Organisation des fichiers sur la carte SD du module DF Player mini

La carte SD du module DF player mini contient les 14 sons annexes (les 8 premiers sont "lançables" depuis l'émetteur RC + les 6 derniers qui sont "lançables" depuis 6 broches de l'Arduino).

Les fichiers sont obligatoirement:

Tous les fichiers s'appeleront donc de 0001-NomFichier1.mp3 à 0014-NomFichier14.mp3


VI. MODIFICATIONS DU MODULE DF PLAYER MINI

Les modifications permettent d'ajouter au Module DF Player mini:

Modification Module DF Player mini

Les étapes:

  1. Désouder la résistance CMS de 15K située en face de la broche IO_1

  2. Désouder la résistance CMS de 24K située en face de la broche IO_2

  3. Souder une résistance classique de 4.7K tel que décrit ci-dessus: cela transforme la broche IO_1 en entrée audio additionnelle
  1. Souder un bout de fil entre IO_2 et la résistance de 4.7K tel que décrit ci-dessus: cela transforme la broche IO_2 en sortie audio "ligne"


VII. LE DISQUE PIEZO ET SON ETAGE DE PUISSANCE

L'étage de puissance du disque piézo est composé d'un transistor MOS canal N et d'un auto-transformateur élévateur.

Le disque piézo ainsi que son étage de puissance proviennent d'un atomiseur acheté sur un célèbre site de vente en ligne (Al*Expr*ss) et vendu sous l'appellation: "Mini kits USB pour humidificateur".

Note: Il n'est pas possible d'utiliser directement ce module pour notre application car il ne permet pas de faire varier la quantité de fumée.

Atomiseur de commerce

Cet atomiseur coûtant environ 2 à 3€ à l'écriture de ces lignes (port compris), il n'est pas intéressant d'acheter à part:

- le disque piézo

- le transistor MOS canal N

- l'auto-transformateur élévateur

- le connecteur 2 points au pas de 2 mm.

Ces composants seront donc prélevés sur cette carte du commerce: il s'agit du disque piézo et des 3 composants entourés en rouge ci-dessous (Q1, L1 et CONT3):

Récupération des composants sur le module du commerce



VIII. SCHEMA DU MODULE SON ET FUMEE

Schéma du module son et fumée


IX. REALISATION

Un grand merci à Pierrot pour la réalisation du circuit imprimé sous KiCad, pour sa patience et la prise en compte des nombreuses contraintes d'intégration: du travail de pro!

L'assemblage demande quelques heures, mais ne présente pas de difficulté majeure.

Il faudra juste bien repérer la borne + de l'auto-transformateur avant de le déssouder du "Mini kits USB pour humidificateur". Ce + devant se retrouver côté connecteur "Piezo".

Le module Son et Fumée assemblé

Le Module Son et Fumée vu de dessus:

Le module Son et Fumée assemblé


Le Module Son et Fumée vu de côté:

Les fichiers nécessaires:


X. MANUEL UTILISATEUR

Le manuel utilisateur (Clic droit/enregister la cible du lien sous... pour télécharger) détaille toutes les possibilités de Sound&Smoke.


XI. VIDEOS



Vidéo du démarrage du moteur, de l'accélération/décélération, génération de la fumée proportionnellement aux gaz et arrêt automatique après 15 secondes au ralenti.

Note importante:

Le principe de génération de fumée est l'atomisation de l'eau en vapeur. Le disque piézo doit donc être impérativement en contact avec de l'eau.

Dans les 2 vidéos présentées, pour les tests, le disque piézo était juste posé sur la surface de l'eau contenue dans un bouchon de bouteille d'eau minérale.




Vidéo du démarrage du moteur, de l'accélération, génération de la fumée proportionnellement aux gaz, lancement de sons auxiliaires depuis l'émetteur, réglage du volume du son auxiliaire et du son moteur depuis l'émetteur et arrêt automatique après 15 secondes au ralenti. L'utilisation du système X-Any/RCUL de l'émetteur OpenAVRc rend le tout très ergonomique.

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