Lycée Henri LORITZ NANCY Projet de Construction Electronique Session 2009 : Accordeur automatique et amplificateur de guitare Lycée Henri LORITZ NANCY

Mise en situation En rapport avec le domaine musical, notre projet va être basé sur l ’accordage des cordes d ’une guitare électrique Nous travaillerons également sur l ’amplification nécessaire des signaux électriques créés et représentatifs de la vibration des cordes.

Mise en situation Les instruments à cordes ont souvent tendance à se désaccorder. C ’est plus particulièrement vrai pour une guitare qui est constituée d ’éléments dissemblables dans sa composition (bois, métal, nylon etc…) auxquels on impose des contraintes importantes.

Mise en situation Eléments constitutifs d ’une guitare On distingue en particulier : - la tête située à l ’extrémité du manche sur laquelle viennent s ’attacher les cordes. - le manche qui sert au guitariste pour le choix des notes à jouer. - le chevalet situé à l ’autre extrémité de la guitare pour le deuxième point de fixation des cordes. - le corps de la guitare électrique souvent dépourvu de caisse de résonance car l ’amplification du son est confiée aux micros situés sous les cordes.

Mise en situation Causes éventuelles du désaccord d ’une guitare - tension importante qui s’exerce sur les cordes quand elles vibrent. - traction des cordes vis à vis du manche - variations de température en particulier pour le bois de la caisse - chocs éventuels pour cet instrument souvent « en voyage »

Mise en situation Principe de l ’accordage Le son engendré par la vibration d ’une corde et représentatif d ’une note de musique peut être ajusté par le réglage de la tension de la corde concernée. Manuellement, on peut donc accorder la guitare à l ’aide des « mécaniques », système de vis sans fin actionné par des clefs entraînant des petits rouleaux sur lesquels s ’enroulent ou se déroulent les cordes. Le contrôle du rendu de la vibration de la corde peut se faire à l ’oreille (celle du musicien) ou en utilisant un accordeur de guitare.

Mise en situation Principe de l ’accordeur de guitare Celui-ci mesure la note jouée et indique le désaccord. Chaque corde doit être actionnée indépendamment des autres et ajustée à la main avec les clefs pour réduire au maximum ce désaccord. Cette technique ne permet pas au guitariste de jouer avant d ’avoir totalement accordé son instrument.

Mise en situation L ’idée de départ (partie 1): Accordeur automatique 1. Ce produit présente deux principaux avantages sur les méthodes d ’accordage traditionnelles : - précision du réglage - rapidité d ’accordage 2. Le guitariste peut sélectionner plusieurs types d ’accordages : - accordage standard (MI-LA-RE-SOL-SI-MI), notes des 6 cordes de la guitare. - autres combinaisons possibles suivant le type de musique. 3. Le musicien joue toutes les cordes en même temps. La guitare sera accordée par ajustement de la tension des cordes.

Mise en situation Principe de fonctionnement de l ’accordeur automatique Les fréquences des notes jouées sont mesurées (après détection de la corde actionnée) et comparées avec les fréquences correctes du type d ’accordage sélectionné. En fonction du signe de la différence constatée, un micro-contrôleur commande la rotation des moteurs placés en bout de chaque corde pour tendre ou détendre celle-ci. L ’ajustement se fait donc automatiquement et rapidement. Lorsque le guitariste joue, la correction de la tension des cordes actionnées peut se faire en temps réel et on peut ainsi obtenir un instrument en permanence accordé.

Mise en situation Interface homme-machine L ’interface homme-machine de l ’accordeur automatique est simplifiée au maximum. Elle est composée uniquement d ’un écran LCD à l ’aide duquel on affiche les différentes fonctions du système et d ’un codeur avec lequel on sélectionne et on valide les menus.

Mise en situation Avantages du système proposé - possibilité pour les guitaristes de modifier l ’accordage de leur guitare rapidement - pendant les concerts, les guitaristes ne peuvent pas modifier le type d ’accordage entre les morceaux par faute de temps. Ils ont donc recours à une guitare par type d ’accordage ce qui devient inutile avec l ’accordeur automatisé. - il n ’est plus nécessaire pour le guitariste d ’accorder sa guitare avant chaque morceau. - système de taille réduite pouvant être facilement intégrable dans le corps de la guitare. - concept utilisable pour d ’autres instruments à corde notamment les pianos.

Mise en situation L ’idée de départ (partie2): Amplification des signaux électriques issus de la vibration des cordes Une fois l ’instrument correctement accordé, l ’absence de caisse de résonance impose l ’amplification des signaux électriques créés. La partie 2 du projet propose l ’étude de la chaîne d ’amplification depuis les micros incorporés sur la guitare jusqu’aux hauts parleurs de l ’amplificateur.

Amplificateur Audio OT2 Diagramme sagittal OT1 et OT2 sont les objets techniques étudiés Amplificateur Audio OT2 Signal à amplifier Guitare OT3 Signal amplifié Informations visuelles Réglages Action sur la corde Tension sur la corde Image du son Haut-Parleur OT4 Accordeur Automatique OT1 Son Réglages Informations Visuelles et sonores Musicien

Réalisation du projet Par souci de simplification, nous n ’étudierons que l ’accordage automatique d ’une seule corde. Le choix de la corde est libre, il suffit simplement d ’adapter le moteur sur celle choisie.

Accordeur automatique OT1 Réalisation du projet Amplificateur OT2 Guitare Accordeur automatique OT1

Réalisation du projet Adaptation Moteur/Corde Corde de Ré Moteur Système fileté permettant de tendre ou détendre la corde Moteur

Accordeur Automatique OT1 Réalisation du projet Accordeur Automatique OT1 FP3 unité de traitement programmée FP1 adaptation du signal FP4 Interfaçage de puissance Bloc alimentation FP8 affichage FP6 conversion N/A FP2 génération d ’un signal d ’horloge

Amplificateur de guitare OT2 Réalisation du projet Amplificateur de guitare OT2 FP5 Mesure de l ’intensité du signal FP4 Amplificateur de puissance audio Carte d ’alimentation FP1..3 Préamplification, Correction et Indication de saturation HP + Transfo d ’alimentation