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Fabrikarium 2016

GANESH 

Ganesh (aide auditive / meta-oreille / prothèse auditive)

[image : /media/ganesh-logo.PNG]

[image : /media/ganesh-IRL.JPG]

 

Historique

Le projet à débuté sous le nom Open BTE (Behind The Ear) par un réseau de lieux ouverts de la région lyonnaise (openARA) dont la Fabrique d'objets libres (Lyon), il est actuellement développé sous le nom de Ganesh (référence aux oreilles de l'éléphant).

L'objectif est de créer une aide auditive personnalisable (à l'aide de son smartphone et d'autres accessoires) afin de prendre en compte un audiogramme personnel et d'y intégrer des fonctions inhabituelles comme la possibilité de ré-écouter les 30 dernières secondes d'une conversation...

L'objet devrait prendre la forme d'un boitier contenant l'électronique (micro, pré ampli, correction audio, batterie sortie casque...) auquel on adjoint un casque audio.

Une version DIY (paramétrable, personnalisable) en auto fabrication ou à l'aide d'un fablab est en développement puis une version plus compact, se conformant aux normes industrielles sera envisagée avec l'aide d'un lycée professionnel spécialisé en pré-industrialisation.

Contexte

 C'est à la suite d'une rencontre du collectif openARA pour mettre en place une formation de fabmanager que le projet de prothèse open source est né. Le projet se développe dans une démarche de co-construction, avec d'un coté un projet d'école pour une étude de pré-industrialisation et de l'autre un modèle diy, le tout étant développé en open source. 

Prototype existant

C'est un mélange entre composants CMS et Traversant afin de tester le principe et les puces de traitement du signal audio.

[pdf : /doc-tech/ganesh-proto1-fonctionnement.pdf]

[pdf : /doc-tech/ganesh-proto1-Electronicaldescription.pdf]

[photo:media/ganesh-proto1.JPG]

Prototype en cours de développement

Un choix technologique

Qu'est ce qui à mené au choix de l'analogique par rapport au traitement numérique du signal audio ?

Pour le moment ce ne sont que des hypothèses :

  • le schéma électronique est simple et basé sur les retours d’ expériences des utilisateurs plus que sur des données scientifiques.
  • les paramètres objectifs ne sont pas forcément mesurable (débat des audiophiles sur le thème analogique vs numérique).
  • la simplicité structurelle du montage devrait facilité sa réplicabilité.

[image : /media/ganesh-test.JPG]

 

Matériel

Présentation des composants et caractéristiques.

*Micro MEMs INMP504 [pdf:/doc-tech/INMP504.pdf]

  • capsule omni-directionnelle
  • bonne qualité
  • largement commercialisé car utilisé dans des smartphones
  • basse tension

*Préamplificateur micro, compresseur, noise gate SSM2167-1RMZ [pdf:/doc-tech/SSM2167.pdf]

  • large bande passante
  • réglage possible des courbes de compression et noise-gate
  • limiteur automatique
  • faible bruit
  • bassde tension

*Potentiomètres numériques non-volatile MCP4651-104 [pdf : /doc-tech/MCP4651-104.pdf]

  • potentiomètre double paramétrable via I2C
  • boitiers facilement adressables (adresses distinct des un des autres

*Diviseur de tension pour l'alimentation des aop

> à améliorer : voir puces à masse virtuel (économie énergie)

*Amplificateur opérationnel AD8542[pdf : /doc-tech/AD8542.pdf]

  • faible consommation de courant
  • basse tension

*Filtres correcteur de tonalité (basse, medium, aigue) inspiré du schéma https://www.sonelec-musique.com/electronique_realisations_correcteur_tonalite_003.html

> à faire : adaptation du circuit avec l'utilisation de l'aop AD8542

*Amplificateur sortie casque

> à faire : trouver une puce ayant une faible consommation électrique

*Prise jack stéréo pour le branchement du casque

*Pile bouton rechargeable 3V, Panasonic VL2320 [pdf:/doc-tech/VL2320.pdf]

  • 30mA

* Microcontrôleur : Teensy LC

  • Permettra de régler via I2C les potentiomètres liés au noise-gate/limiteur et aux filtres de correction Basse/Medium/Aiguë

[Info teensy: http://www.pjrc.com/teensy/teensyLC.html]

[Info I2C : https://www.pjrc.com/teensy/td_libs_Wire.html]

[Téléchargement et installation : https://www.pjrc.com/teensy/td_download.html]

> à faire

*Résistances et condensateurs diverses

Problématiques de fabrication

Certains composants sont uniquement disponible en CMS pas de traversants.

Coût intéressant des CMS par rapport aux composants traversants.

Les fablab/ateliers ne sont pas toujours équipé ou habitué aux soudage de CMS.

Le circuit

Le circuit réalisé

Le circuit suivant est une étape dans le développement du projet, il est issus d'un amalgame de plusieurs tests et nécessiterais d'autres essais et améliorations.

[photo:/media/ganesh-plan-electronic1.JPG]

La fonction noise-gate du SSM2167 n’a pas été utilisée pour des raisons de confort auditif car la sensation de passage du silence au son est très désagréable.

[schéma : /doc-tech/ganesh-synoptic-objectif.pdf]

[schéma : /doc-tech/ganesh-schema-proto2.pdf]

La boite

Pour le moment la boite est purement fonctionnelle, les motifs sont librement inspirés de Ganesh.

[photo:/media/ganesh-boite1.JPG]

La fermeture se fait par adhérence, elle devra contenir le circuit électronique, le/les micros, la prise casque et la batterie.

Les futurs essais

*Finaliser le circuit d’après les objectifs cités plus haut.

*Créer des pcb modulaires pour faciliter les tests et la mise au point des schémas.

[pdf : /doc-tech/ganesh-synoptic-prevision.pdf]

Sources

*Traitement du signal audio :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Compresseur_(audio)

https://fr.wikipedia.org/wiki/Compresseur_(audio)#Limiteur

https://fr.wikipedia.org/wiki/Noise_gate

https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89galiseur

https://fr.wikipedia.org/wiki/Filtre_(audio)

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