Différences entre versions de « Projets:ChutChut »

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== Description du projet ==
 
== Description du projet ==
  
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Le projet porte sur la réalisation d'un limiteur de volume pour casque audio. L’objectif est de concevoir et fabriquer un module s’adaptant sur tout type de casque audio afin de contrôler le volume maximal du son. Le besoin a été exprimé par la maman de Roberto, adolescent autiste qui écoute sur son baladeur CD mais qui met souvent le volume à fond, et casse régulièrement ses casques en étendant la anse, mâchouille et mange les câbles qui finissent par casser...
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Le projet porte sur la réalisation d'un limiteur de volume pour casque audio. L’objectif est de concevoir et fabriquer un module s’adaptant à tout type de casque audio afin de contrôler le volume maximal du son. Le besoin a été exprimé par la maman de Roberto, adolescent autiste qui écoute de la musique sur son baladeur CD mais qui met souvent le volume à fond, et casse régulièrement ses casques en étendant la anse, mâchouille et mange les câbles qui finissent par casser...
  
 
== Cahier des charges ==
 
== Cahier des charges ==
  
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A partir des besoins exprimés, le module de limitation de volume Chuchut doit suivre ces contraintes:
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À partir des besoins exprimés, le module de limitation de volume Chuchut doit suivre ces contraintes:
  
 
* Il doit s'intégrer à une liaison filaire analogique entre le casque et le lecteur de CD
 
* Il doit s'intégrer à une liaison filaire analogique entre le casque et le lecteur de CD
 
* Il doit être robuste mécaniquement et difficilement démontable
 
* Il doit être robuste mécaniquement et difficilement démontable
 
* Le boîtier doit être 'comestible'
 
* Le boîtier doit être 'comestible'
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* Il n'est pas doté d'alimentation extérieure pour plus de praticité et de robustesse
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* Il n'est pas doté d'alimentation extérieure pour plus de praticité et de robustesse
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* Il doit assurer une limitation à 85 dB.La loi impose une limite de 100 dB pour les écouteurs fournis avec les baladeurs, mais les casques vendus seuls peuvent aller au-delà.
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* Il doit assurer une limitation à 85 dB. La loi impose une limite de 100 dB pour les écouteurs fournis avec les baladeurs, mais les casques vendus seuls peuvent aller au-delà.
  
 
== Analyse de l'existant et liens utiles==
 
== Analyse de l'existant et liens utiles==
  
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Il existe une multitude de casques pour enfants avec ce qu’on appelle un « limiteur de volume », souvent basé à 85dB SPL (Sound Pressure Level, correspondant à la pression sonore maximale). Ils sont très peu coûteux (entre 15€ et 30€) mais ne conviennent évidemment plus à un adolescent de par sa taille, son design, son ergonomie, sa qualité
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Il existe une multitude de casques pour enfants avec ce qu’on appelle un « limiteur de volume », à 85dB. Ils sont très peu coûteux (entre 15€ et 30€) mais ne conviennent évidemment plus à un adolescent de par sa taille, son design, son ergonomie, sa qualité sonore... Nous n'avons pas trouvé sur le marché des casques grand public avec un limiteur de volume intégré aussi important. Il existe cependant des casques professionnels comme le [https://europe.beyerdynamic.com/dt-770-pro.html beyerdynamic DT_770] mais dont la réduction sonore est moindre et le prix élevé.
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sonore... Nous n'avons pas trouvé sur le marché des casques grand public avec un limiteur de volume intégré aussi important.
 
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Il existe cependant des casques professionnels pour adultes mais qui nécessitent des connexions spécifiques et sont très chers (ex:
 
  
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Cependant, nous n'avons pas trouvé sur le marché des casques grand public avec un limiteur de volume
 
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intégré aussi important. Il existe des casques professionnels comme le [beyerdynamic DT_770](https://europe.beyerdynamic.com/dt-770-pro.html) mais dont la réduction sonore est moindre et son prix élevé.
 
  
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Puisque le signal sonore est analogique, nous avons donc cherché des solutions électroniques DIY pour concevoir la limitation de volume. Il existe plusieurs solutions du plus simple ou plus complexe: simple pont-diviseur, compresseur passif ou semi-passif, compresseur actif à base d'ampli-op. Nous avons choisit le compresseur passif qui est un bon compromis entre performance (pas trop de distorsion) et simplicité (réalisation mais surtout absence d'alimentation externe).
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Puisque le signal sonore est analogique, nous avons donc cherché des solutions électroniques DIY pour concevoir la limitation de volume. Il existe plusieurs solutions du plus simple au plus complexe : simple pont-diviseur, compresseur passif ou semi-passif, compresseur actif à base d'ampli-op. Nous avons choisi le compresseur passif qui est un bon compromis entre performance (pas trop de distorsion) et simplicité (réalisation mais surtout absence d'alimentation externe).
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Tout les détails se trouvent dans les rapports de stages de Jérémy :
 
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== Matériel ==
 
== Matériel ==
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=== Carte électronique ===
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La carte électronique a été conçue en utilisant le logiciel de CAO électronique open-source et gratuit [https://www.kicad.org/ kicad].
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Le dossier Kicad complet de la carte est disponible dans le dossier [https://gitlab.inria.fr/humanlab-inria/chutchut/-/tree/main/kicad gitlab chutchut/kicad].
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Le schéma électronique du compresseur passif :
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! Références !! Valeur !! Empreinte
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| C1, C2, C3, C4 || 22 microFarad || Capacitor_THT:CP_Radial_Tantal_D4.5mm_P5.00mm
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| D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 || Diode Schottky || Diode_THT:D_5W_P10.16mm_Horizontal
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| R5, R6, R11, R12 || 22 Kohms || Resistor_THT:R_Axial_DIN0411_L9.9mm_D3.6mm_P12.70mm_Horizontal
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| R1, R7 || 220 ohms || Resistor_THT:R_Axial_DIN0411_L9.9mm_D3.6mm_P12.70mm_Horizontal
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| R2, R8 || 100 ohms || Resistor_THT:R_Axial_DIN0411_L9.9mm_D3.6mm_P12.70mm_Horizontal
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| R4 || 115 Kohms || Resistor_THT:R_Axial_DIN0411_L9.9mm_D3.6mm_P12.70mm_Horizontal
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| R10 || 100 Kohms || Resistor_THT:R_Axial_DIN0411_L9.9mm_D3.6mm_P12.70mm_Horizontal
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| RV1, RV2 || Potentiomètre || Potentiometer_THT:Potentiometer_Bourns_3266Y_Vertical
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| J1, J2 || AudioJack || Connector_Audio:Jack_3.5mm_CUI_SJ-3523-SMT_Horizontal
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=== Boitier 3D ===
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La première version du boîtier 3D est en deux fichiers: [https://gitlab.inria.fr/humanlab-inria/chutchut/-/blob/main/cao/boite.3mf boite.3mf] et [https://gitlab.inria.fr/humanlab-inria/chutchut/-/blob/main/cao/couvercle.3mf couvercle.3mf] utilisables pour fabriquer le boîtier en utilisant une imprimante 3D.
  
 
==Outils==
 
==Outils==
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* logiciel [https://www.kicad.org/ Kicad] (non nécessaire si réalisation sans modification)
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* Imprimante 3D
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* Fer à souder
  
 
==Fichiers source==
 
==Fichiers source==
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Tous les fichiers sources (simulation LTSpice, CAO électronique Kicad, CAO 3D) sont disponibles sous le projet [https://gitlab.inria.fr/humanlab-inria/chutchut gitlab chuchut]
  
 
==Etapes de fabrication pas à pas==
 
==Etapes de fabrication pas à pas==
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=== Maquette de la carte électronique ===
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Cette étape n'est pas nécessaire mais il est possible de réaliser une maquette avec une carte de prototypage en suivant le schéma de design
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=== Réalisation de la carte électronique ===
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Pour réaliser le PCB, vous pouvez générer le dossier de fabrication depuis Kicad et la fabriquer si vous disposez du matériel ou envoyez le dossier à un fabricant. Dans notre cas, le dossier de fabrication [https://gitlab.inria.fr/humanlab-inria/chutchut/-/blob/main/kicad/comp_passif_pdm_final.zip comp_passif_pdm_final.zip] est utilisable par [https://www.pcbway.com/ PCB Way] qui réalise 5 cartes pour quelques dizaines d'euros.
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Ensuite, il faut monter et souder les composants en suivant le plan d'implantation ci-dessous
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On obtient alors le résultat final :
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Après avoir branché la carte entre le casque et votre lecteur, on peut régler sur les deux potentiomètres, la limitation désirée pour un volume maximum.
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=== Boitier ===
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On peut ensuite réaliser le boîtier avec une imprimante 3D et finaliser l'assemblage. Les connections jack seront ainsi protégés.
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=== Résultats finals ===
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Version actuelle datée du 20 septembre 2023 à 11:29

ChutChut

ChutChut.png

Ce projet recherche ces compétences :

Autre

Informations
Description réducteur de volume sonore pour casque audio filaire
Catégorie Troubles cognitifs
Etat d'avancement En cours
Techniques
Durée de fabrication de 2 à 4 h
Coût matériel De 10 à 50 euros
Niveau Moyen
Licence autre
Date de création 2022-09-01
Équipe
Porteur de projet autre
Contributeurs ChristineAzevedo, Sijobert, pissard
Animateur Sijobert
Fabmanager Sijobert
Référent documentation Sijobert
Partenaires: INRIA, HLI (Humanlab INRIA)
Nom humanlab Humanlab_SP
Documentation
Statut de la documentation Partielle
Relecture de la documentation Non vérifiée

Description du projet

Le projet porte sur la réalisation d'un limiteur de volume pour casque audio. L’objectif est de concevoir et fabriquer un module s’adaptant à tout type de casque audio afin de contrôler le volume maximal du son. Le besoin a été exprimé par la maman de Roberto, adolescent autiste qui écoute de la musique sur son baladeur CD mais qui met souvent le volume à fond, et casse régulièrement ses casques en étendant la anse, mâchouille et mange les câbles qui finissent par casser...

Cahier des charges

À partir des besoins exprimés, le module de limitation de volume Chuchut doit suivre ces contraintes:

  • Il doit s'intégrer à une liaison filaire analogique entre le casque et le lecteur de CD
  • Il doit être robuste mécaniquement et difficilement démontable
  • Le boîtier doit être 'comestible'
  • Il n'est pas doté d'alimentation extérieure pour plus de praticité et de robustesse
  • Il doit assurer une limitation à 85 dB. La loi impose une limite de 100 dB pour les écouteurs fournis avec les baladeurs, mais les casques vendus seuls peuvent aller au-delà.

Analyse de l'existant et liens utiles

Il existe une multitude de casques pour enfants avec ce qu’on appelle un « limiteur de volume », à 85dB. Ils sont très peu coûteux (entre 15€ et 30€) mais ne conviennent évidemment plus à un adolescent de par sa taille, son design, son ergonomie, sa qualité sonore... Nous n'avons pas trouvé sur le marché des casques grand public avec un limiteur de volume intégré aussi important. Il existe cependant des casques professionnels comme le beyerdynamic DT_770 mais dont la réduction sonore est moindre et le prix élevé.


Puisque le signal sonore est analogique, nous avons donc cherché des solutions électroniques DIY pour concevoir la limitation de volume. Il existe plusieurs solutions du plus simple au plus complexe : simple pont-diviseur, compresseur passif ou semi-passif, compresseur actif à base d'ampli-op. Nous avons choisi le compresseur passif qui est un bon compromis entre performance (pas trop de distorsion) et simplicité (réalisation mais surtout absence d'alimentation externe).


Tout les détails se trouvent dans les rapports de stages de Jérémy :

Matériel

Carte électronique

La carte électronique a été conçue en utilisant le logiciel de CAO électronique open-source et gratuit kicad. Le dossier Kicad complet de la carte est disponible dans le dossier gitlab chutchut/kicad.

Le schéma électronique du compresseur passif :

Kicad schema chuchut.png


Liste des composants

Liste des composants électroniques
Références Valeur Empreinte
C1, C2, C3, C4 22 microFarad Capacitor_THT:CP_Radial_Tantal_D4.5mm_P5.00mm
D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 Diode Schottky Diode_THT:D_5W_P10.16mm_Horizontal
R5, R6, R11, R12 22 Kohms Resistor_THT:R_Axial_DIN0411_L9.9mm_D3.6mm_P12.70mm_Horizontal
R1, R7 220 ohms Resistor_THT:R_Axial_DIN0411_L9.9mm_D3.6mm_P12.70mm_Horizontal
R2, R8 100 ohms Resistor_THT:R_Axial_DIN0411_L9.9mm_D3.6mm_P12.70mm_Horizontal
R4 115 Kohms Resistor_THT:R_Axial_DIN0411_L9.9mm_D3.6mm_P12.70mm_Horizontal
R10 100 Kohms Resistor_THT:R_Axial_DIN0411_L9.9mm_D3.6mm_P12.70mm_Horizontal
RV1, RV2 Potentiomètre Potentiometer_THT:Potentiometer_Bourns_3266Y_Vertical
J1, J2 AudioJack Connector_Audio:Jack_3.5mm_CUI_SJ-3523-SMT_Horizontal

Boitier 3D

La première version du boîtier 3D est en deux fichiers: boite.3mf et couvercle.3mf utilisables pour fabriquer le boîtier en utilisant une imprimante 3D.

Outils

  • logiciel Kicad (non nécessaire si réalisation sans modification)
  • Imprimante 3D
  • Fer à souder

Fichiers source

Tous les fichiers sources (simulation LTSpice, CAO électronique Kicad, CAO 3D) sont disponibles sous le projet gitlab chuchut

Etapes de fabrication pas à pas

Maquette de la carte électronique

Cette étape n'est pas nécessaire mais il est possible de réaliser une maquette avec une carte de prototypage en suivant le schéma de design

Maquette chutchut.png

Réalisation de la carte électronique

Pour réaliser le PCB, vous pouvez générer le dossier de fabrication depuis Kicad et la fabriquer si vous disposez du matériel ou envoyez le dossier à un fabricant. Dans notre cas, le dossier de fabrication comp_passif_pdm_final.zip est utilisable par PCB Way qui réalise 5 cartes pour quelques dizaines d'euros.

Carte vide chutchut.png


Ensuite, il faut monter et souder les composants en suivant le plan d'implantation ci-dessous

Kicad pcb chutchut.png


On obtient alors le résultat final :

Kicad carte chutchut.png


Après avoir branché la carte entre le casque et votre lecteur, on peut régler sur les deux potentiomètres, la limitation désirée pour un volume maximum.

Boitier

On peut ensuite réaliser le boîtier avec une imprimante 3D et finaliser l'assemblage. Les connections jack seront ainsi protégés.

Boitier3D chutchut.png

Résultats finals

ChutChut.png

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