Modules de sonorisation d'un réseau

Module avec un Arduino et un lecteur de carte SD

Ce module permet de sonoriser un réseau en générant des annonces en gare (départ et arrivée des trains), la sonnerie d'un passage à niveau, etc...
Il y a plusieurs haut-parleurs connectés au module et celui-ci permet de choisir le haut-parleur qui reçoit le son.
Actuellement, il n'y a que deux haut-parleurs sur le réseau: un dans la gare et un autre dans la maison de garde barrière près du passage à niveau.

Chaque position du rotacteur correspond à un son sélectionné par le nom du fichier sur la carte SD et à un haut-parleur sélectionné par la sortie 5 de l'ARDUINO.

Le module est constitué des composants suivants:
- un ARDUINO UNO
- un lecteur de carte SD
- une carte SD de 2 Go
- un amplificateur audio
- un module rotacteur DFRobot SEN0156 à 12 positions
- un bouton poussoir
- un relais pour choisir le haut-parleur qui reçoit le son
- une batterie Li-On de 7,5 Volts

Le schéma est donné sur la figure ci-dessous:



Le lecteur de carte SD qui coute 3 Euros chez tiptopboards.com. est connecté au bus SPI de l'ARDUINO UNO comme suit:
- MOSI - pin 11
- MISO - pin 12
- CLK - pin 13
- CS - pin 10
Il faut aussi connecter la masse et les alimentations +3,3V et 5V.

Les fichiers audio sont stockés sur la carte SD. Chaque fichier audio doit être au format wav avec les caractéristiques suivantes:
- fréquence d'échantillonnage 16 KHz
- codage sur 8 bits
- mono

Le module rotacteur DFRobot SEN0156 à 12 positions permet de choisir le fichier audio à diffuser. La sortie analogique, proportionnelle à la position choisie, est.connectée à l'entrée analogique A0 de l'ARDUINO UNO
Le bouton poussoir connecté à l'entrée 2 de l'ARDUINO UNO permet de lancer la lecture du fichier audio

Un ampli audio de 3,5 W de marque KENO est utilisé pour amplifier le son produit par l'ARDUINO sur la sortie 9.
La sortie de l'ampli audio est connectée à un relais qui permet de choisir le haut-parleur.
La bobine du relais alimenté sous 12 volts est connecté à un transistor BC337 dont la base est reliée à la sortie 5 de l'ARDUINO avec une résistance de 1K en série.

Chaque haut-parleur a une impédance de 8 Ohms et une puissance de 1 Watt.

Vous pouvez voir ci-dessous une photo du module de sonorisation avec les deux haut-parleurs.



Et voici une vue des composants dans le module.



Pour générer un son avec un ARDUINO, il faut utiliser une librairie dédiée ( TMRpcm WAV library.) que l'on peut télécharger à cette adresse: https://github.com/TMRh20/TMRpcm en complément de la librairie SD qui gère le lecteur de carte SD.

Vous pouvez télécharger le logiciel pour l'ARDUINO ainsi que des exemples de sons à insérer sur la carte SD en cliquant ici.

Utilisation d’un module audio, le DFPlayer Mini mp3 de DFRobot avec commande en DCC



Ce petit module qui est assez récent (sorti en 2019) et qui coûte moins de 10 Euros permet de lire des sons au format MP3 et de les écouter sur un haut-parleur directement connecté au module. Tout le traitement des sons est fait dans le module. L'Arduino qui est connecté au module audio par une liaison série permet simplement de choisir le son à lire. Les sons mp3 doivent être stockés sur une carte micro SD insérée dans le module. La qualité sonore est très bonne, équivalente à ce que l'on obtient avec un décodeur DCC.
On peut trouver ce module chez GOTRONIC.

Ce module est commandé en DCC comme une locomotive avec l'adresse 91 (que l'on peut changer) et le choix du son correspond au numéro de la fonction sélectionnée entre 1 et 8.

L'Arduino décode le signal DCC et transmet au module le numéro de la fonction (et donc du son sélectionné)

Le schéma d'un décodeur utilisant ce module est donné sur la figure ci-dessous.



Voici les connexions à réaliser entre le module mp3 et l'Arduino.



La broche 11 de l'Arduino est connectée à la broche RX du module audio en insérant une résistance de 1 KOhms car les entrées du module audio sont en 3.3V
La broche 10 de l'Arduino est connectée à la broche TX du module audio

Le signal DCC après passage par le diviseur à résistances (22K et 10K) est appliqué à la broche D2.

Les sons stockés sur la carte SD sont les suivants
1 à 6 : annonces de gare
7 sonnerie de PN
8 jingle SNCF

L'ordre dans lequel vous copiez le mp3 sur la carte micro SD affectera l'ordre de lecture du mp3, ce qui signifie que la fonction play(1) lira le premier mp3 copié sur la carte micro SD.

Vous pouvez voir ci-dessous une photo du montage de test réalisé.



Vous pouvez télécharger le logiciel pour l'ARDUINO avec les fichiers sons à télécharger sur la carte SD en cliquant ici.



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