Module d’animation sonore – sonorisation d’un réseau ferroviaire

Créer une animation sonore sur son réseau ferroviaire contribue à améliorer le réalisme tout en renforçant l’attractivité et le plaisir du jeu.

Un coup de sifflet à l’entrée d’un tunnel, une cloche à la descente des barrières d’un PN, une annonce sonore en gare sont autant d’éléments indispensables à nos mondes ferroviaires miniatures.Animation sonore pour réseau ferroviaire

Il est tellement facile aujourd’hui d’enregistrer des sons et de les restituer au moyen de son téléphone ou pour les nostalgiques au moyen d’un lecteur de mp3. Malheureusement il y a peut être un chainon manquant entre le lecteur audio de son smartphone et la table de mixage sur son PC.

Ce dont nous avons besoin, c’est de pouvoir lancer une séquence sonore soit en sélectionnant celle qui nous convient dans une liste, soit au moyen d’un événement déclenché par la circulation d’un train.

Une fois de plus, nous allons nous tourner vers une solution basée sur le célèbre microcontrôleur Arduino.

Les principales fonctions d’un système d’animation sonore

Un système d’animation sonore pour réseau ferroviaire devrait répondre aux besoins suivants.

  • Disposer des fonctions d’un lecteur mp3 (touches lecture, arrêt / pause, suivant, précédent).
  • Pouvoir sélectionner et jouer la piste sonore souhaitée avec un appui sur un bouton unique.
  • Disposer d’une ou plusieurs touches pour jouer la séquence sonore pendant la durée de l’appui de la touche (coup de sifflet plus ou moins long par exemple).
  • Pouvoir actionner la piste sonore souhaitée au moyen d’un événement extérieur (fermeture d’un contact par exemple)
  • Pouvoir accéder à un nombre de piste suffisant
  • Coûter le moins cher possible (les composants proposés avec les liens commerciaux de cet article coûtent une quinzaine d’euros).

Les constituants de notre système d’animation sonore.

Pour afficher les images des composants nécessaires à la réalisation de ce système d’animation sonore, veuillez désactiver votre bloqueur de publicité. En effet les liens envoient vers le site marchand vous proposant ces articles au meilleur prix.

Il nous faudra :

 1 carte micro SD qui servira de support physique pour les pistes sonores.

SAMSUNG Micro SD 32gb 64gb 128gb

 1 carte son capable de lire la carte micro SD et de restituer le signal audio.

Carte son Arduino VS1053 VS1053B Stereo Audio MP3 avec connecteur pour carte micro SD

 1 carte Arduino UNO qui constitue l’unité de commande.

Arduino UNO R3 (CH340G) MEGA328P

 1 amplificateur audio permettant d’alimenter les haut-parleurs avec une puissance suffisante (quelques watts).

Amplificateur Stéréo 2 x 15W – TDA7297 Dual-Channel AC/DC 12V

 1 clavier de commande analogique 4×4.

Veuillez suivre le lien vers le clavier de commande, pas d’image disponible.

 1 cordon audio stéréo avec jack de 3,5mm.

Cordon audio stéréo – Jack 3,5mm

 1 Alimentation 12V 1A (éventuellement)

Alimentation à découpage universelle 220v / 12v 1a 1000mA prise EU connecteur 5.5*2.1mm

 1 programme pour la carte Arduino.

 

Ce programme a été testé et fonctionne parfaitement en situation réelle. Je ne peux cependant fournir la moindre garantie dans des conditions d’utilisation particulières que j’ignore. J’essayerai cependant de répondre aux questions au mieux de mes disponibilités et de mes connaissances.

Programmer sa carte Arduino est particulièrement facile et de nombreux tutoriels sont accessibles en ligne.

Un petit point d’attention concerne les cartes « chinoises » à prix très compétitif qui sont équipées d’une puce CH340 pour la connexion USB. Il suffit de faire une recherche Google pour le pilote CH340 ou vous pouvez le télécharger ci-dessous.

 

Dézipper l’archive, lancer le programme d’installation puis vous verrez le port COM dans le menu Outils/Ports. L’installation du pilote est terminée, vous pouvez maintenant utiliser vos cartes Arduino en provenance de Chine sans restriction. La puce CH340 est bien plus économique que celle utilisée par la version officielle de la carte Arduino dont elle représente à peu près la moitié du coût.

Schéma de câblage.

Le câblage est des plus simples et ne nécessite pas beaucoup d’explications en plus de celles qui sont fournies dans le paragraphe traitant de la réalisation de ce système d’animation sonore.

Les affectations des broches de la carte Arduino sont données dans les commentaires figurant dans le fichier du programme. De ce fait, chacun reste libre de modifier ces affectations dans le programme tant pour les broches de câblage que pour le numéro des pistes sonores.

Selon ma disponibilité et les potentielles demandes à ce sujet, je proposerai éventuellement un schéma de câblage.

1 face avant usinée.

Si vous le souhaitez, je peux fournir la face avant usinée illustrée sur les photos de cet article. Veuillez me contacter pour plus de renseignements (de préférence en déposant un commentaire en bas de page de cet article).

La réalisation du système d’animation sonore.

Ce module a été conçu pour le réseau du club de modélisme ferroviaire afin qu’il puisse se monter sur un pupitre de commande.

Une face avant a été usinée pour le passage des touches du clavier tout en permettant de fixer tous les constituants du module.

Les photos permettent de visualiser l’ensemble du système.

Les seules connexions à réaliser concernent les trois fils de branchement du clavier, les deux fils d’alimentation 12V de l’ampli et de la carte Arduino et le câble de connexion avec des jacks stéréo de 3,5mm.

Les connexions externes se limitent au branchement à l’alimentation 12V et au branchement des 4 contacts pour le déclenchement externe des séquences sonores.

 

Le programme est prévu pour restituer des sons au format mp3. La carte son est capable de restituer presque tous les formats existants mais seul le format mp3 a été retenu lors de la programmation.

Les séquences sonores sont stockées sur la carte micro SD avec la règle de nommage « trackxxx.mp3 » avec xxx pouvant prendre les valeurs allant de 000 à 999 et correspondant au numéro de la piste jouée (dans la version actuelle du programme, une limitation à 255 du nombre de pistes accessibles est due au choix d’une variable du programme sur 8bits).

Toutes les pistes présentes sur la carte micro SD peuvent être lues à l’aide des touches « suivant » et « précédent ». Les boutons pour l’accès direct sont limités aux 12 premières pistes.

Avec cette version du programme c’est la touche qui actionne la piste 1 qui permet de ne jouer la séquence sonore que durant le temps d’appui de la touche.

Chaque utilisateur peut copier les séquences sonores de son choix en toute liberté sur la carte micro SD à l’aide de son ordinateur (999 au maximum rappelons le).

Il suffit de changer la carte micro SD pour changer l’ambiance sonore. Par exemple une carte micro SD pour une ambiance vapeur, une autre pour une ambiance autorail ou diesel et une autre encore pour une ambiance époque V.

Compte tenu du faible prix des composants de ce module d’animation sonore, il est possible d’en disposer plusieurs sur son réseau pour localiser les haut-parleurs au plus près la position voulue. Dans ce cas le prix est compétitif puisque l’un des composants les plus onéreux qu’est le clavier n’est plus indispensable. La miniaturisation n’est certes pas au rendez-vous, mais l’encombrement d’une carte Arduino UNO reste très acceptable.

Les extensions et les améliorations.

La capacité d’une carte micro SD permet d’enregistrer des centaines, voire des milliers de séquences sonores. Il pourrait être envisagé de pouvoir lire plus que 12 séquences sonores actionnées par le clavier et 4 séquences sonores actionnées par des événements externes. La carte audio peut lire jusqu’à 999 séquences sonores différentes.

Compte tenu de ce nombre important de pistes sonores accessibles, il peut être envisagé une activation RFID comme proposé sur le site Locoduino.com. Le codage de la puce RFID fixée sur le matériel roulant déclenche une séquence sonore spécifique pour chaque code (le prix du matériel supplémentaire est de quelques euros).

Ajouter une fonction d’activation périodique de certaines séquences sonores (annonce en gare, sonnerie des cloches de l’église ou sirène d’un véhicule de secours par exemple).Animation sonore pour réseau ferroviaire

Simuler un mouvement de la source sonore ou donner de la profondeur en faisant passer le son progressivement d’un haut-parleur sur l’autre.

Sans être une amélioration technique de ce système, coupler 2 modules d’ambiance sonore, le premier, tel que décrit dans cet article pour jouer des séquences sonores spécifique liées à un événement, le second pour jouer une séquence sonore en continu pour créer l’ambiance. En disposant judicieusement les haut-parleurs des 2 systèmes (un haut parleur au fond et un ou deux haut-parleurs à l’avant, le tout disposé en triangle pour l’ambiance « diffuse » et deux haut-parleurs sur une ligne médiane pour les sons localisés déclenchés par des événements) il est possible de donner une profondeur spatiale exceptionnelle à l’ambiance sonore. Il faudra toutefois prévoir au moment de l’enregistrement la répartition entre le canal droit et gauche pour avoir une restitution et un positionnement sonore optimal.

D’autre améliorations peuvent encore être imaginées, les possibilités du système proposé ici étant loin d’être totalement utilisées.

 

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