Como diagnosticar diafonia

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Eu sou completamente novo em eletrônica e estou tentando aprender construindo uma bateria eletrônica. Encontrei muitos exemplos online de circuitos para condicionar a saída de um piezo para ser lida por um controlador (um Netduino no meu caso). O circuito que estou usando se parece com isso.

  1. Um piezo (conectado do tambor à minha placa de ensaio com algum cabo cat5)
  2. Um resistor de 470k em paralelo
  3. Um diodo Schottky em série (na linha +)
  4. Um diodo Zener em série (3,3v na linha +)
  5. Um resistor de 1M em paralelo
  6. Um capacitor de 0,1 uF em paralelo
  7. Um pino analógico do Netduino (e a linha de terra conectada ao pino de terra do Netduino)

Atualmente, tenho 6 desses circuitos conectados aos 6 pinos analógicos no meu Netduino. O circuito está fazendo um ótimo trabalho, não perdendo nenhum acerto na bateria, além de fornecer uma faixa dinâmica muito boa de leituras de velocidade / volume. O problema é que, quando bato em qualquer bateria com muita força, estou tendo uma conversa desagradável (ou seja, bato em um tambor, mas vários tambores são sinalizados). Estou preso a isso há algumas semanas e tentei ajustar o circuito de todas as formas que consigo pensar, mas não consigo resolver o problema. O mais próximo que posso chegar é colocar um divisor de tensão no final do circuito. Isso remove a diafonia, mas ao custo de uma faixa significativamente menos dinâmica (ou seja, não importa o quão forte eu bato no tambor, não recebo mais do que metade do valor máximo da leitura ADC). EU' verifiquei e verifiquei se tudo está conectado ao mesmo terra. O Schottky deve impedir que qualquer sinal negativo chegue ao Netduino, e o Zener deve garantir que não recebo nada acima dos 3,3v que o Netduino deseja.

Acho que um osciloscópio provavelmente ajudaria muito a descobrir o que está acontecendo de errado, mas como esse é meu primeiro projeto / experimento em eletrônica, é um pouco difícil justificar uma compra de duzentos dólares para a esposa;)

Alguém pode me indicar a direção certa para descobrir o que está acontecendo de errado?

EDITAR:

Aqui está minha tentativa de um esquema. Acabei de baixar o Eagle e não tenho muita certeza de como usá-lo, mas espero que esteja próximo o suficiente para dar a idéia. O símbolo piezo à esquerda não parece certo para mim, mas foi o que Eagle me deu.

esquemático

EDIT # 2:

De acordo com vários pedidos abaixo, aqui estão algumas fotos do meu circuito (um pouco atualizado a partir de sugestões de várias pessoas). Além disso, incluí algumas fotos da bateria. A bateria usa uma cabeça especial de "tela" que produz muito pouco som audível. Há um pequeno pedaço de espuma que transfere as vibrações da cabeça do tambor para o piezo.

Breadboard O circuito Conjunto de tambores Single Drum

Herbrandson
fonte
Um esquema seria muito útil. Como está, você está pedindo a todos que lêem isso para reconstruir o esquema a partir da descrição em texto do circuito. Francamente, ninguém vai se incomodar em fazer isso.
O fóton
Por favor, adicione um diagrama de circuito adequado, isto é bastante difícil de seguir! Pode haver milhagem em ter um divisor de tensão menor para combinar a entrada com a saída; note que se a tensão de entrada ultrapassar os 3,3V, provavelmente causaria problemas no Netduino.
Pjc50
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Segundo, uma foto do circuito como construído seria muito útil para vermos se há alguma maneira de a construção estar causando problemas de diafonia ... Dito isto, eu estou com o StevenVH, a diafonia acústica parece mais provável do que elétrica.
O fóton
Obrigado pelo feedback a todos. Anexei um esquema bruto. Espero que ajude. Vou tentar adicionar uma foto ainda esta noite.
herbrandson
Parece que o seu diodo Zener ou Schottky está conectado de maneira errada. Um Zener produz uma queda de tensão fixo quando a corrente está indo em para o cátodo e vindo para fora do ânodo. Quando conectado de outra maneira, ele se comporta como um diodo normal (queda de aproximadamente 0,6 a 0,7 V).
O fóton

Respostas:

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Um esquema real ajudaria !!

Eu não acho que a diafonia é algo no seu circuito, mas é acústico. Os outros tambores funcionam como microfones e captam as vibrações do tambor que você está tocando. A única solução que vejo é adicionar antisound ao sinal de outras baterias, mas isso exige que você tenha uma idéia muito boa da amplitude e fase do sinal que deseja cancelar.

editar (re seu comentário)
Se tocar em um tambor desconectado não causa uma conversa cruzada, não parece acústico, afinal. Quero dar uma olhada na sua fiação. O sinal deve ter uma alta tensão de pico (alta dV / dt), seguida por um seno decadente rapidamente (a ressonância do tambor). Se os fios entre a bateria e o microcontrolador forem muito longos e muito bem acoplados (como entrelaçados), com a alta impedância que você tiver, isso poderá causar uma pequena interferência. Não tanto pela onda senoidal de ressonância, mas pelo pico rápido quando você a atinge. Mas isso deve dar apenas um pequeno som de "tique", não o tambor típico.
Então, como você ligou? Tente usar fios separados para cada tambor.

stevenvh
fonte
Obrigado pela resposta. Anexei um esquema que, espero, ajudará alguns.
herbrandson
Concorde que o acoplamento mecânico é o provável culpado. Descobrir um modo para amortecer / isolar a propagação de vibrações entre almofadas de tambor
vicatcu
Não parece que isso seja um problema de acústica. De acordo com a sugestão do @fceconel abaixo, tentei desconectar uma das baterias e ver se ainda entendi a diafonia. O resultado é que a diafonia só acontece quando o tambor está conectado. Em outras palavras, se eu tocar um tambor com força (enquanto estiver conectado), fico na diafonia. Se eu desconectar o mesmo tambor e apertá-lo com força novamente, sem diafonia. Conecte o mesmo tambor novamente e bata com força e a diafonia volta. Eu acho que isso exclui que isso seja uma questão acústica. Você concorda?
herbrandson
Adicionei algumas fotos que mostram a fiação real. É isso que você está procurando?
26512 herbrandson
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Eu recomendo alterar o posicionamento do zener, conforme mostrado, para ter o efeito desejado; isso não tem nada a ver com o seu problema, no entanto.

Como stevenvh mencionou, é improvável que você tenha diafonia elétrica de tal arranjo, mas se você quiser ter certeza de que um cabo blindado do tambor ao arduino ajudaria. Mas, no caso mais provável, no qual é um efeito acústico, considere lidar com o problema no software. É quase impossível que você toque duas baterias exatamente ao mesmo tempo, mesmo se estiver usando as duas mãos para tocar simultaneamente duas baterias diferentes. Então, que tal simplesmente considerar como um acerto válido em um determinado intervalo de tempo apenas a entrada mais forte e ignorar as outras?

BTW, para confirmar que o problema é realmente acústico, tente desconectar um tambor e pressione-o para ver se ele ainda produz uma entrada nos outros tambores (conectados).

esquemático

EDIT: revisado de acordo com o comentário abaixo insira a descrição da imagem aqui

fceconel
fonte
Eu não acho que é isso que o zener deveria fazer. É uma boa ideia recortar o resultado para garantir que a faixa A / D não seja excedida, mas acho que o zener estava lá para definir o nível mínimo no qual um toque de bateria é detectado. Estava no lugar certo para isso, apenas para trás. Além disso, para recortar, eu colocaria o zener após o D2.
precisa
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Mas na pergunta ele diz "Zener deve ter certeza de que não estou conseguindo nada acima dos 3,3v que o Netduino deseja", certo?
Fceconel
Você está certo sobre o posicionamento, de fato. Corrigindo.
Fceconel
As declarações do OP são conflitantes. Eu suspeito que ele viu um esquema com o zener em série e acidentalmente o virou, o suposto propósito diferente para o zener. De qualquer forma, o limiar para o requisito mínimo de bateria é melhor realizado no firmware.
precisa
O objetivo pretendido do zener é de fato cortar o sinal para não mais que 3,3v (o Netduino max). O limite mínimo já está sendo tratado no software.
herbrandson
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Eu acho que seu nível de gatilho para decidir se um tambor foi atingido é muito sensível. Você precisa de um nível abaixo do qual você imagina que o tambor não foi atingido intencionalmente. Provavelmente é isso que o zener em seu circuito deveria fazer, mas você o conecta com o inverso, de forma a adicionar apenas um pequeno limiar em vez dos 3 V acima do esperado.

No entanto, um zener é um hack para limiar. Você diz que isso está entrando em um microcontrolador, então eu perderia o zener completamente e faria o limiar mínimo no micro. Isso pressupõe que uma batida máxima resulte em quase toda a faixa de tensão A / D. Ajuste o segundo resistor (da próxima vez, coloque os designadores de componentes em seu esquema) para obter o volume máximo certo e, em seguida, ajuste o firmware para ignorar picos abaixo de um determinado nível.

Olin Lathrop
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Quem votou mal, o que exatamente você acha que é um conselho errado, enganoso ou ruim?
precisa