Circuit : accordeur de guitare à réaliser soi-même

Pourquoi acheter un accordeur de guitare quand on peut en fabriquer un soi-même ? En utilisant une carte peu coûteuse et un algorithme ingénieux de traitement du signal, ce projet DIY propose un accordeur de guitare précis et réactif, à la fois techniquement performant et agréable à utiliser.

Pourquoi fabriquer un accordeur de guitare ?

Certes, il est possible d’acheter un accordeur de scène professionnel. Mais où est le plaisir dans cette solution toute faite ? En 2014, Emile van de Logt a montré qu’il était bien plus gratifiant de construire soi-même un tel dispositif. Le principe semblait simple : capter le signal d’une guitare, en extraire la fréquence fondamentale et afficher l’écart de justesse avec quelques LED. Mais, comme souvent dans les projets embarqués, la réalité s’est révélée plus complexe, et d’autant plus enrichissante.

Comme beaucoup de guitaristes, Emile cherchait un moyen fiable et rapide d’accorder ses guitares. Bien que les accordeurs à pédale du commerce fassent le travail, les bons modèles sont chers et ne sont pas toujours lisibles sur scène. Après avoir acheté un modèle haut de gamme, il a vite imaginé comment une version faite maison pourrait fonctionner — et comment un peu de traitement du signal pourrait à la fois faire économiser de l’argent et de l’espace sur l'établi.
  C’est alors qu’un collègue lui a remit une carte Launchpad TM4C123GXL de Texas Instruments. Dotée d'un microcontrôleur ARM Cortex-M4F rapide (avec unité à virgule flottante et d’un support DSP), Emile disposait de la plateforme idéale pour l’analyse de signaux audio. Et pour seulement 13 $ (à l l’époque), le rapport qualité-prix était imbattable.

Le circuit et l’intégration logicielle

Le circuit de l’accordeur de guitare intègre le matériel et le logiciel pour fournir une détection de hauteur précise et en temps réel. Le signal analogique de la guitare passe d’abord par un filtre passe-bas d'ordre 6 avec une coupure à 1700 Hz, conçu à l’aide du WebBench Filter Designer de TI. Bien que le circuit original prévoie un ampli-op de TI, un LM833 standard fait également l’affaire. Le signal est échantillonné par l’ADC du microcontrôleur TM4C123GXL à 125 kHz, avec une moyenne matérielle sur 16 pour plus de stabilité. Le système collecte 600 échantillons toutes les 100 millisecondes, ce qui est suffisant pour analyser des fréquences aussi basses que 20 Hz.

Les échantillons sont stockés dans un tampon circulaire et traités par l’algorithme Yin, qui détermine la fréquence fondamentale du signal. Cette valeur est ensuite associée à la note musicale la plus proche grâce à une fonction de recherche, qui calcule également la déviation de justesse en cents. (Un « cent » est une unité de mesure des intervalles musicaux, équivalant à 0,01 demi-ton.)

L’affichage est géré par une routine d’interruption à 200 Hz. Elle contrôle :
 

• Deux afficheurs 7 segments montrant la note et l’octave
• Une barre de 21 LED indiquant si la note est trop aiguë ou trop grave
• Un motif LED animé lorsque la corde est parfaitement accordée

Le résultat est un accordeur réactif et lisible qui traite l’audio en temps réel. C’est une solution pour les guitaristes qui veulent précision sans recourir aux modèles commerciaux.
 

L’assemblage final et l’utilisation

Pour le boîtier, Emile a choisi un châssis Hammond avec une façade personnalisée. En raison du boîtier, les LED sont connectées via des connecteurs plutôt que soudées directement au circuit imprimé. L’empilement des cartes (Launchpad en bas, shield au-dessus) assure un montage compacte et robuste.

La mise en service est simple :
 

• Connecter l’USB, vérifier le clignotement du point décimal sur l’afficheur
• Utiliser le bouton Flat Tuning pour faire défiler les décalages
• Brancher une guitare et pincer une corde
• Lire la note, l’octave et la déviation affichées
• Accorder jusqu’à ce que la LED centrale s’allume : c’est réglé !

Le projet original

L’article original, « Accordeur de scène pour guitares », est paru dans Elektor en juillet/août 2014. Vous pouvez lire l’article gratuitement pendant deux semaines après la parution de cette actualité. Si vous développez votre propre circuit, n’hésitez pas à partager vos réalisations sur la plateforme Elektor Labs !

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Note de l’éditeur : Cet article est initialement paru dans une édition 2014 du magazine Elektor. Compte tenu de son ancienneté, certains composants peuvent ne plus être disponibles et certaines méthodes de conception sembler datées. Néanmoins, ce projet reste une excellente source d’inspiration pour vous lancer dans vos propres projets d’électronique DIY.