Parabole¶
Séance du 23/03/2023 (2h)¶
Aujourd'hui nous avons essayé le micro parabolique en liens ci-dessous et nous avons trouvé que malgré son prix la qualité du son est acceptable. il a cependant quelques défauts corrigeables notamment nous pouvons entendre le glissement de nos mains lorsque nous tenons l'appareil, ensuite le micro est plus performant dans des milieux calmes, il est possible d'écouter une personne à distance de manière distincte mais tous les bruits autours sont audibles.
Le problème du bruit parasite dû aux mains est facilement réglable en mettant le micro sur des élastiques ou des mousses pour éviter les vibrations intuitent par les mains. pour le problème du bruit parasite capter par le micro lors de l'écoute du sujet; nous pensons à réduire le rayon de la parabole.
liens utiles :
Micro : https://fr.aliexpress.com/item/1005005128095270.html
Vidéo explicative docteur Nozman : https://youtu.be/7tSuda0aMwk
Nous avons donc commencé à nous renseigner pour savoir comment changer les paramètres de la parabole il faudrait donc bien raccourcir le rayon de la parabole et rapprocher le foyer du sommet de la parabole.
Ces sites nous ont permit d'en apprendre plus :
Changement de foyer dans une parabole : https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/mathematiques/la-parabole-conique-m1330
Formule mathématique expliquée : https://louernos-nature.fr/fabriquer-parabole-bioacoustique/#:~:text=La%20vitesse%20du%20son%20d%C3%A9pend,eau%20pour%20la%20m%C3%AAme%20temp%C3%A9rature.
On a pris le diamètre de la parabole qui est de 21 cm ainsi que la hauteur de cette parabole qui était de 5,6 cm. On a donc deux points de coordonnées P(x,y) de coordonnées P1 et P2 par rapport au sommet qui est l'origine de la parabole.
A partir des caractéristiques de la parabole sur le pistolet, on a calculé la courbe correspondante:
Rendez vous avec M.Forest le 28/03/2023 (30min)¶
Lors du rendez-vous nous nous avons exploré les hypothèses pour modifier les paramètres de la parabole, le professeur nous a dit que les calculs étaient encore trop complexes pour nous et nous a donc conseillé de tester plusieurs formes de parabole. Ci-dessous les explications qu'il nous a fournies:
Séance du 30/03/2023 (3h)¶
Pendant cette séance, nous avons modélisé cette parabole sur un site qui modélise des fonctions.
Voici la modélisation Mathématique de la parabole équipée sur le pistolet. On s'est alors dit que pour réduire le son ambiant, il fallait simplement réduire cette parabole et donc modifier son coefficient directeur. On a décidé de modifier ce coefficient directeur plusieurs fois pour voir quelle allure aurait la courbe et par la suite, à partir de l'équation, retrouver les paramètres physiques de la parabole pour pouvoir la modéliser en 3D.
Pour commencer, nous avons multiplier le coefficient directeur par 10.
Voici l'allure qu'a la courbe, cela nous a semblé satisfaisant, on a alors calculé la hauteur nécessaire pour cette parabole:
y₁=5,26*10⁻² x²
y₂=52,6*10⁻¹ x²
52,6*10⁻¹=1/2p
=> p=1/(2*52,6*10⁻¹)=0,095
y₂= x²/2p
y₂ =(10,5)²/(2*0,095)= 580cm
On a trouvé une hauteur de 5m80. C'est énorme!
On va donc réduire la multiplication du coefficient directeur de notre courbe initiale à un facteur 5.
Voici à quoi ressemble la nouvelle courbe. On a effectué le même processus pour remonter à la hauteur.
y₃=26,3*10⁻¹x²
26,3*10⁻¹=1/2p
p=0,19
y₂ = x²/2p = (5,25)²/(2*0,19)
y₂ = 74cm
La hauteur est toujours trop grande, on a alors décidé de fixer nous mêmes les paramètres de cette parabole pour trouver son équation et la modéliser en 3D.
On a choisi une hauteur de 20 cm et un diamètre de 10,6 cm. Après ça, on a calculé l'équation de la parabole pour voir à quoi elle ressemblait.
Voici notre équation de droite, maintenant allons la modéliser.
Voici à quoi ressemble la courbe, maintenant on va la modéliser.
Séance du 06/04/2023 (2h)¶
Aujourd'hui nous avons fini de modéliser la parabole prototype et nous avons l'avons imprimée. Elle est en PLA. Nous avons aussi testé le micro sans parabole et nous constatons que celle ci est vraiment importante car sans nous entendions tous les bruits autour.
| paraboleampliseniorv3.stl | FreeCad | Fichier de construction stl | 06/04/23 |
| cone_parabole.FCStd | FreeCad | Fichier de construction FCStd | 06/04/23 |
Séance du 26/04/2023 (1h30)¶
Nous avons récupéré la parabole imprimé que nous avons testé, les résultats sont plutôt prometteurs. Tous d'abord celle ci a été testée sans aucune modification puis Pierre nous a conseillé d'essayer de mettre du scotch (nous avons utilisé du scotch américain (gaffer)) autour, ce que nous avons fait et nous avons retester; nous trouvons que le son est plus clair sans le scotch. Lorsque la parabole est recouverte de gaffer, les sons de derrière et sur les coté sont plus capter par le micro. Apres avoir enlever le scotch nous avons tester la différence entre notre prototype et la parabole fournit avec le pistolet micro. Nous avons remarquer une net amélioration sur la directivité des sons que nous souhaitions capter avec notre prototype même si ce n'est pas parfait.
prototype de la parabole sortie de l'impression
prototype de la parabole avec du scotch
parabole assemblée sur le pistolet
Séance du 27/04/2023 (2h30)¶
Aujourd'hui nous avons lancé l'impression de deux autre prototype de parabole avec des types de plastique différent l'une sera en PVB pour pouvoir facilement lisser les plastique avec de l'alcool et l'autre sera PET-G ; nous essayons plusieurs plastique pour voir si cela a un impact notable. Voici leurs fichiers :
| paraboleampliseniorv3_0.2mm_PVB_MK3S_10h17m.gcode | slicer | Fichier de construction gcode | 27/04/23 |
| paraboleampliseniorv3_12h28m_0,20mm_240C_PETG_ENDER3.gcode | slicer | Fichier de construction gcode | 27/04/23 |
Séance du 04/05/2023(2h)¶
Lors de cette séance on a imprimer la même parabole mais avec des matériaux différents: PVB, PET-G.
Voici la parabole en PVB.
Voici la parabole en PET-G.
Ensuite nous avons commencé la rédaction d'un protocole de test pour pouvoir tester les différentes paraboles dans une mise en situation réaliste pour pouvoir notifier les différences selon le matériau et les modifications externes apportées.
On a décidé de se placer dans un couloir dont les portes sont fermées pour limiter le bruit extérieur. On a également décidé de placer deux sources sonores différentes pour voir si les paraboles arrivaient à bien filtrer et dissocier les deux sons l'un de l'autre. On s'est alors demandé quoi choisir pour la source sonore, on s'est tourné vers des sons dont la fréquence se rapproche de la voix humaine. La fréquence de la voix humaine parlée est comprise entre 75 Hz et 450 Hz selon l'âge et le sexe de la personne. (75 à 140 pour les hommes, 170 à 250 pour les femmes et 300 à 450 pour les enfants). De manière purement arbitraire, on va choisir une source A de fréquence 130Hz et une source B de fréquence 210Hz.
Séance du 25/05/2023 (2h)¶
Pendant cette séance, Pierre nous a judicieusement suggéré d'ajouter de la mousse à l'intérieur de la parabole. Cela avait pour but d'atténuer les ondes incidentes venant avec un angle trop grand par rapport à la normal du centre de la parabole. Le principe sera donc de placer cette mousse sur les 2/3 supérieurs de la parabole pour pouvoir laisser les ondes incidentes ayant un angle le plus rapproché de la normale les mieux entendus. Les angles les plus petit par rapport à la normale correspondent aux ondes venant de la personne que l'on vise. On a pris un bloc de mousse acoustique. On a essayé de découper des bouts à l'aide de la technique du fil chaud mais cela n'a pas fonctionné. On s'est alors tout simplement rabattus sur un cutter. Une fois les morceaux de mousse découpés, on les a collé dans la parabole en PLA à l'aide d'une colle repositionnable.
Voici la parabole une fois la mousse placée. Le collage est extrêmement mal fait, le but ici est juste de noter si il y a ou non une différence entre la parabole sans mousse et celle avec.
Séance du 08/06/2023 (2h)¶
Lors de cette séance nous avons commencer à réaliser les mesure dans le couloir avec les trois paraboles nous avons donc pu avoir un première avis sur l'efficacité des paraboles. tous d'abord la moins performante est celle en PETG ensuite celle en PVB puis la meilleur est celle en PLA. nous nous sommes aussi rendu compte que réaliser l'expérience dans une chambre anéchoïque car le coluoir etant vide résonne beaucoup.
Fichier audio des différentes paraboles :
| petg.wav | Fichier audio wav | 8/06/23 |
| pla.wav | Fichier audio wav | 8/06/23 |
| pvb.wav | Fichier audio wav | 8/06/23 |
