Vumetre laser

Nous souhaitons fabriquer un Vumètre laser : un boitier trapézoïdal. Environ 330x200x60 mm. L'arrière du vumètre laser doit être connecté aux sorties HP d'un amplificateur stéréo et à une entrée USB C pour alimenter les lasers.

Le boitier trapézoïdal est plus joli et plus original qu'un simple boitier rectangulaire et ses dimensions sont bien adaptées à notre système de lasers.

La face avant, de 10mm de haut,  est fendue sur 2 ou 3mm sur presque toute sa longueur et, derrière la fente, un écran dépoli collé (comme du calque).

Sur cet écran, 2 lignes laser apparaissent : une en rouge pour la voie gauche et une en vert pour la voie droite.

En l'absence de signal, les deux lignes sont quasiment réduites à un point sur la gauche. Plus la puissance augmente et plus les lignes s'étirent vers la droite jusqu'à l'extrémité de la fente.

A noter que si les lasers sont bien réglés, en monophonie, on voit une unique ligne jaune (rouge plus vert)

Réalisation :

• On récupère 2 galvanomètres ou vumètres à cadre mobile (2 ou 3 € pièce chez les chinois).

• On ouvre ces galvanomètres pour y installer (c'est délicat) sur chaque galvanomètre, un miroir (éventuellement découpé dans un CD en forme de U environ 20x10) et collé (Cyanolit) sur l'aiguille et le contrepoids de l'aiguille (ou directement sur le cadre mobile si c'est possible). Ce miroir, // l'axe de rotation du galvanomètre, réfléchit la lumière émise par un pointeur laser à ligne (1 rouge et 1 vert).

• Ces galvanomètres sont fixés au coffret avec chacun 3 vis et 3 ressorts pour régler les inclinaisons et l'altitude.

• A côté de chaque galvanomètre, est installé (avec un réglage) 1 pointeur laser horizontal (1 rouge, 1 vert), le plus près possible du miroir. Chaque laser est monté sur une platine avec 3 vis et 3 ressorts pour régler les inclinaisons et l'altitude.

Nota : si on veut des miroirs plus performants que des morceaux de CD, on peut acheter : (de préférence les plus légers possible)

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Fonctionnement :

• Quand le niveau audio fait déplacer l'aiguille d'un vumètre, le miroir tourne (On n'exploite qu'une partie de l'angle de rotation du vumètre).

• La ligne laser, qui est renvoyée vers l'avant sur l'écran dépoli se déplace et apparait d'autant plus grande que le niveau est élevé.

Difficultés :

• Il faut d'abord que les miroirs soient bien // axe du galvanomètre.

• Il faut ensuite régler la position, l'inclinaison et la rotation de chaque pointeur laser / galvanomètre pour que la ligne parcourt tout l'écran et soit horizontale

• Il faut pouvoir régler l'inclinaison des vumètres avec 3 vis + ressorts qui les maintiennent sur le dessous du boitier pour que les 2 lignes soient centrées sur l'écran et confondues si possible

• Il faut enfin régler l'angle au repos du faisceau avec le réglage de zéro des galvanomètres pour que les deux segments de départ soient confondus

Si les faisceaux ne sont pas bien alignés, on aura un peu de rouge, un peu de vert et un peu de jaune.

Nota :  en cas de difficulté, on peut décider de décaler carrément sur une hauteur de quelques mm, les 2 faisceaux pour qu'ils ne se recouvrent jamais.

Nota : on peut éventuellement dérégler le zéro des vumètres pour que le signal audio les fasse revenir vers leur zéro par défaut.

Nota : il vaut mieux défocaliser les lasers : (en vissant de 2 tours le capuchon qui contient le générateur de ligne) : ça permet :

1. De diminuer l'intensité lumineuse

2. De simplifier grandement les réglages

3. Mieux mélanger les 2 faisceaux

4. Mieux les répartir sur l'écran dépoli

5. Créer une rainure d'écran dépoli plus fine (et plus jolie) (1 ou 2 mm par exemple)

Pour l'écran dépoli, nous avons même testé ... un morceau de sac poubelle noir...

Nota : par souci d'esthétique, il faudrait choisir des vumètres les moins épais possibles et réaliser un montage compact pour un boitier aussi fin que possible.

Une maquette du montage : 

• Sur une plaque de CTP de 300x200 ont été fixés sommairement le vumètre et un pointeur laser ligne rouge provisoire (pas très puissant).

• Un morceau de CD découpé en U a été fixé sur l'aiguille et le contrepoids du galvanomètre (pas trop haut pour un boitier mince)

• Sur la photo, un faible courant est injecté dans le galvanomètre pour le maintenir à mi-course (par rapport à la course du vumètre laser)

• Le laser est projeté sur un profilé aluminium blanc (à la place de l'écran dépoli).

Une maquette plus évoluée :

• Le Vumètre est fixé par ses 2 vis M3 d'origine dans le CTP 6 dans lequel on a découpé un trou à peu près circulaire.

• Le laser ligne rouge est fixé, pour l'instant, par 2 vis écrous M3 et ressorts, il faut, en plus régler son horizontalité en dévissant la vis) et son orientation (les trous du support en plastique noir dans lesquels passent les vis sont oblongs)

• On règle le zéro du galvanomètre avec son réglage de 0 habituel mais en le poussant à fond dans le sens des aiguilles d'une montre : le courant le fait donc revenir vers son zéro habituel : ça permet d'avoir la ligne qui grandit de gauche à droite (quand on regarde l'écran dépoli de l'autre côté). Une autre solution serait de retourner le boitier.

• Un courant est injecté dans le galvanomètre pour le positionner environ à mi-course

• A noter que le système est un peu lent (plus d'une demi-seconde du 0 au maxi) et totalement silencieux.

Il reste à :

• Découper le fond des galvanomètres pour gagner un maximum de place en épaisseur 

• Installer le laser ligne rouge définitif plus puissant (25 mW). Nous avons prévu des lasers suffisamment puissants (25mW pour le rouge et 30mW pour le vert). Au cas où, on pourra toujours atténuer...

• Découper un 2e miroir dans un CD et le coller sur le 2e galvanomètre, comme pour le premier

• Installer le 2e galvanomètre avec son miroir et le laser ligne vert 30mW

• Régler le vert

• Voir s'il est possible de superposer les 2 lasers pour avoir du jaune en monophonie (ou s'il vaut mieux les décaler)

• Ajouter l'électronique comme dans Vumetre 

• Et, si ça marche, monter tout ça dans un boitier aluminium environ 300x200, le plus fin possible et peint en noir, avec l'écran dépoli, les 4 embases pour les HP et l'USB C pour l'alimentation : on pourra éventuellement conserver la plaque de CTP pour la fixer par la face avant et arrière du boitier...

Attention : en ajoutant le "miroir" sur chaque vumètre, on déséquilibre fortement le vumètre. Il faut essayer de placer le miroir (le plus léger possible mais beaucoup plus lourd que l'aiguille du vumètre, de telle sorte que son axe de gravité soit dans l'axe du vumètre) et son réglage doit être fait exactement dans la même position (horizontale) que lors de son utilisation. Incliner le coffret de 1 ou 2 degrés peut faire tourner le vumètre de plusieurs degrés. A noter que les miroirs sont collés (Araldite) sur de morceaux de cure-dents en bois, posés sur le cadre mobile et collés (Cyanolit) à l'aiguille et au contrepoids.

Voici, en image de synthèse, le boitier que l'on se propose de fabriquer (le dessus est horizontal) :

• 2 pieds en bois en forme de trapèze

• Sur lesquels est fixée une tôle inclinée peinte en noir

• 2 cotés en forme de trapèze en bois de 15 mm

• La face arrière en bois de 15mm (avec 2 fois 2 embases bananes rouge et noir de chaque côté et une embase USB-C au centre

• La plaque de CTP de 6 est fixée sur des tasseaux vissés collés sur les côtés

• Une face avant en tôle fraisée (découpe de 2 ou 3) à la CNC, poncée peinte en noire. On colle un écran dépoli (aspect calque) derrière la face avant.

• Le dessus : une tôle peinte en noir

Le dessus est horizontal : on peut y poser un autre appareil.

Seul le dessus et la plaque CTP 6 sur laquelle sont fixés. Les vumètres se démontent (vis). Le reste est vissé collé.

En principe, avec l'écran dépoli, la superposition des 2 faisceaux laser rouge et vert ne devrait pas être nécessairement parfaite...

Il faut peindre une partie de l'intérieur en noir pour avoir un bon contraste

Le boitier en cours de fabrication :

• Les cotés en bois (il faut les amincir près de la face avant pour laisser passer les faisceaux laser).

• La tôle du dessous en aluminium avec les vis qui maintiennent les pieds en bois

• La face arrière en CTP de 6, collée aux côtés, équipée de l'embase USB-C et des trous pour les 4 embases bananes (entrées HP). Nous avons soudé deux morceaux de trombones dans les trous du circuit imprimé de l'embase USB-C pour la maintenir et faciliter le contact. Nous avons collé un bout de CTP pour la maintenir dans son trou (si on pousse fortement la prise USB).

• La platine en CTP 6 qui maintient les vumètres et les lasers qui sera vissés (démontable) sur des équerres qui seront fixés sur les côtés en bois

Il manque la face avant (une cornière en alu de 15x10), les équerres de fixation de la platine vumètres et le dessus.

Le boitier presque terminé : (il manque les 4 vis de fixation du dessus)

• Les pieds en bois sont définitifs

• Les côtés sont en pin lasuré, ils ont été "fraisés" vers l'avant pour laisser passer les faisceaux laser jusqu'au bord

• La face avant est une cornière aluminium 10x15, fraisée et peinte en noir et munie d'un écran dépoli derrière la face avant

• La plaque du dessus en acier e1 peinte en noir est amovible

• L'arrière (invisible sur la photo) est en CTP de 6, équipé de l'embase USB-C et des 4 embases HP

• Le dessous est constitué d'une plaque en aluminium peinte en noir 

(Nous rappelons que le dessus est horizontal)

A terme, les vis du dessus (absentes sur la photo) devraient être remplacés par des vis noires têtes fraisées plus discrètes...

Vue arrière du boitier :

• Les 4 embases HP (voie gauche et voie droite)

• L'embase USB-C au centre

• La platine en CTP (horizontale) qui reçoit les 2 vumètres et les lasers a été fixée par 4 vis M4 sur le dessous.

• Une partie intérieure du boitier a été peinte en noir pour améliorer le contraste

• Chaque vumètre a été percé de 3 trous et monté sur la platine CTP par 3 vis M3 + ressorts ce qui permet de régler l'altitude et les inclinaisons de chaque vumètre

• Chaque laser (ici, un seul, provisoire, installé et allumé) est fixé sur une petite platine avec 3 vis M3 + ressorts pour régler l'altitude et les inclinaisons 

• L'embase USB-C 5V a été connectée (via 2 diodes et une résistance pour générer un peu plus de 3V) au laser provisoire

• Une partie de l'intérieur du boitier : l'avant du dessous et les avants des côtés latéraux en bois ont été peints en noir (pour améliorer le contraste)

Vue intérieure du boitier : (avec des pieds en bois provisoires)

Vue avant avec le capot : (Avec des pieds en bois définitifs :-)

Sur ce prototype, le laser (provisoire) est mal réglé : sa hauteur varie en peu en fonction de la position du vumètre.

Mais, bon, ça commence à fonctionner...

1ers essais et 1er réglages : (c'est presque aussi compliqué à régler qu'un télescope :-)

1. Il faut d'abord que l'axe du vumètre soit parfaitement perpendiculaire à la fente : il faut agir sur les 3 vis M3 du vumètre.

2. Idem pour le 2e vumètre

3. Il faut faire pivoter légèrement le pointeur laser sur son axe pour avoir une ligne horizontale

4. Il faut régler l'altitude et l'inclinaison, à l'aide des 3 vis M3 de la platine du laser

5. Idem pour le 2e laser 

6. La difficulté, c'est de régler les miroirs parfaitement verticaux : les miroirs sont collés à l'aiguille du vumètre : il faut les tordre à la main mais il n'y a pas vraiment de réglage précis possible... Nous cherchons une solution technique (probablement avec un laser) pour mesurer l'angle entre la face du miroir et l'axe du galvanomètre : si quelqu'un a une idée.

Essais avec les deux lasers rouge et vert définitifs :

Une première vidéo du vumètre laser en fonctionnement : bon, Ok, les lasers sont mal réglés et la conversion audio->vumètre est assurée provisoirement par une simple diode...

Pour relier chaque vumètre à l'entrée HP, nous avons installé un circuit minimum : en série avec la borne rouge HP, nous avons connecté une résistance de 1k2 2W puis une diode Schottky avec un seuil très bas (environ 0.15V). La diode Schottky est reliée à une diode 1N4004 en // condensateur chimique de 2.2uF. La 1N4004 et le condensateur sont reliés au vumètre à travers une résistance de 18 k.

Nota : 

• La diode 1N4004 assure la conversion "log" (qui va, certes, dépendre de la température....)

• Le condensateur permet de doubler la sensibilité du montage

• La résistance de 18k est à ajuster selon la sensibilité des galvanomètres et la sensibilité désirée pour le vumètre laser (laser en butée pour tension de diode de 0.6V)

• 18k : ces galvanomètres sont sensibles...

Résultats :

• Les lasers éclairent peut-être un peu trop (Nota : ces modules laser intègrent un régulateur à découpage : si on diminue la tension (jusqu'à 3V), le courant augmente et la luminosité ne change pas.

• Les deux voies gauche rouge et droite verte fonctionnent plutôt bien

• Si les vumètres restent parfois coincés au maxi : il est possible qu'il y ait de minuscules copeaux d'acier dans le circuit magnétique qui frottent sur le cadre.

• Le réglage de l'ensemble est assez délicat : il est vraiment indispensable de monter les platines laser et les Vumètres sur des ensembles à 3 vis + ressorts

Le vumètre laser est terminé avec son capot : la voie gauche en rouge et la voie droite en vert... 

Il est posé sur notre Amplificateur 2x350W 

That's all folks !

Créé le 26/01/2024

A jour le 17/02/2024

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