E-Monotron
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Sommaire
I) cahier des charges
1.1)Présentation:
Le but du projet e-Monotron est de construire des mini instruments analogiques et de concevoir une extension pour microcontrolleur incluant une interface réseaux. Le serveur web SMEWS sera installé sur le microcontrolleur et une page web permettra de controller le ou les monotron(s) à distance.
1.2)Travail à réaliser:
Pour réaliser ce projet nous devons dans un premier temps fabriquer les cartes électroniques des différents monotrons (normale,Duo et Delay) modifier le circuit constructeur fourni par le fabriquant Korg afin de manipuler le ou les monotron(s) en mode normal ou fonctionnement réseau. Chaque carte Monotron sera composée d'une carte Mbed NXP LPC1768 équipée d'un microcontrolleur ARM et d'un connecteur femelle RJ45. Le microcontrolleur permettra de commander le circuit analogique du monotron et d'embarquer le serveur web SMEWS.
1.3)L'intéret du projet:
L'intéret du projet et de permettre une communication entre un système électronique analogique et une interface web. Il permettra notamment de developper nos connaissances en éléctronique analogique et en développement de système embarqué. Il permettra également de développer nos connaissances en développement web, programmation de microcontrolleur et réseau.
Mbed NXP LPC1768
II) Liste des tâches à effectuer:
2.1)Partie Logiciel:
1) Lire la documentation constructeur du serveur smews
2) Installer les bibliothéques permettant de developper
3) commander le microcontrolleur implanté sur la plaquette de développement MBED en C afin de tester les différentes commandes de celui-ci et de comprendre comment implanter le programme.
4)Configuration et activation du serveur web SMEWS sur le microcontrolleur et première communication avec celui ci (Hello world/page d'acceuille du constructeur)
5) Developpement d'une page HTML
6) Installation de la bibliothéque Jquerry et utilisation de celle-ci afin de développer une interface homme-machine permettant de controler les monotrons
7) Utilisation de la méthode AJAX afin de faire la communication entre les interfaces Jquerry et le programme du microcontrolleur.
8) Developpement du programme C du microcontrolleur permettant la commande des monotrons.
2.2)Partie Matériel
1) Obtenir les schémas des circuits monotron ( normal, duo, delay)
2) Etudier les différentes parties des schémas ( VCO, LFO, Alimentation etc ...)
3) Determiner les différents elements permettant de controler chaque partie du monotron (gestion du volume, reglage du delay, les notes etc) afin de pouvoir renvoyer ces parties sur les pins du microcontrolleur.
4)Determiner les pins du microcontrolleur permetant la commande des différents éléments.
5)Faire le routage des différents monotrons sur un logiciel de type altium designer et modifier le circuit initial en intégrant des switch permettant un mode manuel ( circuit constructeur) ou un mode utilisation en réseaux ( circuit renvoyant sur les pins du microcontrolleur). Il est donc important de faire minitieusement la partie 3) et 4) avant de commencer la partie 5)
6)Implanter des connecteurs permettant de brancher directement le mbed NXP LCP 1768 sur la carte monotron
7)Implanter un connecteur RJ45, permettant de communiquer en réseaux, sur la carte monotron
8)Souder les differents composants des circuits
9)Faire une phase de teste des circuits afin de valider le fonctionnement matériel
III-Réalisations:
3.1)Partie éléctronique
Ajout sur la carte:
Nous avons ajouté sur le monotron original la carte LPC1768:
De plus , nous avons ajouté un connecteur RJ45 femelle afin de connecté la carte en réseau.
Remarque: Le routage a était effectué en croisé ( Branchement de la broche Tx sur le Rx et vis versa)
Afin de lisser la tension de sortie des pwm nous avons utilisé des filtre RC. Sachant que la PWM est à une fréquence de 4Khz nous avons determiner la résistance à 220KOhms et la capacité à 180pF.
De plus nous avons décidé de remplacer l'alimentation original du Monotron Korg qui utiliser une PWM par un circuit Intégré abaisseur de tension. Donc nous alimenterons le e-monotron par 4 pile de 1.5V pour une tension total de 6V suivie de l'abaisseur de tension qui raménera la tension au 5V désirer en entrée.
3.2)Partie logiciel
Introduction:
L’objectif de la partie logiciel du projet e-monotron à était de pouvoir controler le monotron à distance par le biais d’une interface utilisateur créer sur une page web dynamique. Les outils essentiel permettant cette réalisation ont était l’utilisation du serveur SMEWS, l’utilisation d’une carte de développement MBED NXP LPC1768 qui posséde un processeur 32 bit ARM Cortex-M3 et l’utilisation de la librairie RFLPC en langage C permettant de programmer la carte MBED
1er Etape:
La première étape du projet e-monotron à était de développer une page web statique par le biais du langage HTML et du langage CSS pour la mise en page et la mise en forme et d’implanté cette page sur la carte MBED qui comporte le microcontrôleur ARM ou est implanté le serveur SMEWS.
2em Etape:
Après avoir créé notre page web, la seconde étape du processus de développement était de réfléchir et développé à une interface utilisateur simple qui rappelle les principales fonctionnalités du Monotron, c’est-à-dire le pitch, rate, int, cutoff, peak et le clavier.
Pour réaliser cette étape nous avons décidé d’utiliser jQuery qui est une bibliothèque JavaScript gratuite et très pratique, ayant une syntaxe courte et logique, compatible avec tous les navigateurs courants. De plus nous avions déjà utilisé cette bibliothèque auparavant c’est pour cela que nous avons décidé d’utiliser cette bibliothèque.
3ém Etape: Utilisation de la bibliothèque RFLPC et des pwm
Afin de contrôler le circuit du Monotron par le biais de la carte MBED, nous avons besoin de générer des tensions variables. Pour générer une tension variable par le biais d’un microcontrôleur nous avons deux possibilités, soit utiliser une sortie analogique ou soit générer une PWM (Pulse Width Modulation) sur une broche qui permettra de faire varier la tension la tension moyenne. Sachant que la carte MBED comporte une seul sortie analogique et la possibilité d’utiliser une PWM sur sept broches de la carte. Nous avons décidé de développer six PWM pour les broches 21 à 26 de la carte MBED.
Comme énoncé précédemment nous avons utilisé la librairie RFLPC en langage C pour développer les six pwm et la gestion des entrée/sortie de la carte MBED. On pourra visualiser tout le development effectué à partir de ces fonctions RFLPC en annexe.
4ém Etape:Une page web dynamique (coté client)
Après avoir développé les PWM sur la partie microcontrôleur, nous avons à travers cette étape modifiée notre page web statique en dynamique, pour obtenir une application web.La différence va résider dans le fait que quand l'utilisateur cliquera sur un slider la page ne se rechargera pas et le navigateur enverra une requête au serveur contenant la valeur du slider.
Quand l’utilisateur utilisera un slider pour commander le monotron, cela enverra une une requête HTTP vers le serveur. Pour ce faire, il faut disposer d'un objet XHR disposant de cette fonctionnalité. Pour instancie déclarer un objet XHR, on procède de la même façon que pour n'importe quel objet JavaScript à savoir avec le mot-clé new : var xhr = new XMLHttpRequest();
Pour envoyer une requête http il faut définir dans un premier temps les modalités d'envoi avec la méthode open,
et on l'enverra ensuite avec la méthode send.xhr.open("GET", "monotron?var1="+pwm1, true);
xhr.send(null);
5ém Etape:Une page web dynamique (coté serveur)
Les applications Web sont prévues par Smews via un ensemble de fonctions handler prédéfinies, par cette ensemble de fonction nous allons utiliser : doGet qui est une fonction utilisé pour générer la réponse HTTP. Cela permet d’associer une fonction C à cette handler. Smews permet d'analyser les arguments URL avant d'appeler le handler doGet, cette analyse est traitée dans le noyau. Chaque argument URL est directement accessible . Voir le code généré.
