Création microphone dynamique USB (pour podcast)

De fablabo
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Description

Tutoriel pour créer un microphone à capsule dynamique, alimentation USB

Contributeur·ice·s

License

GFDL : GNU Free Documentation License

Compétences requises

Matériaux

Machines

Fichier(s) source

Difficulté

Moyen

Durée

8 heures

Coût

10-50 €


À propos

Ci-après, un tutoriel pour créer un microphone à capsule dynamique, ne nécessitant pas de pré-ampli. Il se branche directement en USB sur n'importe quel PC. Le but est de répondre au besoin d'un micro qui peut être utilisé en toute situation acoustique et sans pré-ampli externe. Hélas le marché des micros USB se composent à 95% de micros à capsule à condensateur, capsules qui ont la capacité d'entendre tous les sons environnants, et nécessitant donc un traitement acoustique de la pièce. Il n'existe que deux micros dynamique USB à 100€ et 250€, le but est donc de proposer une alternative moins couteuse et pouvant être exploitée n'importe où. Ici le cout de production est environ de 50€. Ce projet est un fork du projet de "DIY Perks".

1ère étape: Montage électrique

La capsule dynamique

La capsule, ou cartridge, ou noyau (selon une traduction approximative de AliExpress) est l'élément qui va capter les vibrations sonores. Il existe plein de types de capsules différentes (ribbon, condensateur, electret, dynamique, etc), pour chacune le rôle est le même, mais la méthode électrique pour capter les ondes sonores est différentes. De fait le résultat du son capté est différent aussi. Par exemple les capsules à condensateur captent presque toutes les fréquences sonores, on est donc très proche de la réalité à la réécoute. Mais les capsules dynamiques, elles vont capter beaucoup moins de fréquences, et aussi beaucoup moins loin, on doit donc se rapprocher de la capsule et la profondeur ressort d'avantage. C'est ce phénomène vulgairement appelé les "voix podcasts".

Nous on cherche une capsule dynamique, et manque de chance les capsules à condensateur leur volent encore la vedette ! Les capsules à condensateur, y compris des capsules de luxe, se trouvent assez facilement à la vente à l'unité, y compris en Europe, et à des prix parfois très bas. Ce n'est pas le cas des capsules dynamiques qui en dehors de celle du célèbre Shure SM7B (170€) ne sont trouvable qu'en modèle bas/moyen de gamme chez nos revendeur chinois favoris, il va donc falloir importer.

Il est compliqué de juger de leur qualité tellement le choix est vaste et les prix inquiétant, puisque certaines peuvent descendre en dessous des 1€ l'unité (sans frais de port). J'ai donc commandé et testé 4 capsules différentes, à des prix variants de 1€ à 3€ et je peux donc vous recommander les deux suivantes :


Le pré-ampli

On a une capsule c'est super, mais le son obtenu va être extrêmement faible ! Et si on l'augmente bêtement en montant la tension il va être truffé de bruits parasites... Pour ça on a des pré-ampli tout petits, format DIP-8 ou 16, qui font très bien le travail ! Il en existe pour toutes les sortes d'instrumentation, et nous on en veut un plus spécifiquement pour les micros. Les plus connus sont :

  • le SSM2019 de chez Analog Devices Inc.
  • le THAT1512 de chez THAT Corporation
  • le INA217 de chez Texas Instrument

Alors les trois feront très bien l'affaire, leur architecture est sensiblement la même, et rare sont ceux qui entendront les variances de l'un à l'autre. Le seul soucis va être la disponibilité, donc fouillez chez vos revendeurs favoris pour trouver l'un des trois. Petite astuce, le INA217 est le plus populaire, donc le plus souvent remis en stock.

A date du 18/05/2022, oubliez le THAT1512, il est introuvable, le SSM2019 traine chez certains micro revendeurs, RS Component a du stock de INA217 !


Alimentation

Bon, on a une capsule, on a un pré-ampli, on relie les deux et c'est magique ! Alors, oui... Mais en fait non... Pour que le pré-ampli fonctionne et traite le signal correctement il a besoin d'une alimentation +15V et -15V (en réalité il peut varié de 4V à 20V selon la doc officielle, mais la tension nominale c'est 15V). Sauf que nous on veut l'alimenter en USB, et l'USB c'est 5V... Il va donc falloir un convertisseur de tension 5V vers +15V et -15V, et le plus petit possible. Et c'est parfait puisqu'il existe un superbe composant de chez Murata PS appelé le NMAO515SC. Ce qui est moins parfait c'est qu'il est difficile à trouver. Bon chance !

A date du 18/05/2022 RS Component a de nouveau du stock.


L'électronique

Bon il faut quand même habiller tout ça avec quelques résistances et condensateur pour stabiliser la tension et protéger les équipements. Ainsi que quelques condensateur non-polarisé pour nettoyer le son de certains parasites. Cette partie du projet est complètement copiée de celui de DIY Perks. Vous retrouverez le schémas électrique et la liste des composants nécessaires ici : https://drive.google.com/drive/folders/1jQY1SycV0OChw9_9w9qhMVCW47YFHgBu

ATTENTION :

  • pour que tout puisse rentrer dans le boitier, vos condensateurs de doivent pas faire plus de 22mm de haut
  • pour les condensateur non polarisé de 22uf, essayez de trouver des condensateur de 35V ou 50V en tension nominal


Montage/Soudure

Pour votre montage, il vous faut une veroboard à bandes de 6cm part 8cm (soit XX trous, par XX trou). Pour découper votre veroboard : tracez au cutter la coupe, placez au bord d'une table, frappez, c'est découpé. Vous trouverez mon montage ici, je vous conseille de copier mon agencement ci-dessous (photo à venir) car il prend moins de place que l'original. Il est important de garder un trou vide à chaque extrémité pour l'attache dans le boitier.


Convertisseur analogique -> numérique

On a notre signal, amplifié, nettoyé, sauf que c'est un signal électrique analogique. C'est à dire un signal avec énormément de nuances et exploitable par exemple avec une enceinte. Mais nous on veut un signal numérique, binaire, fait de 0 et de 1, sans aucune nuance ! Et pour ça on va utiliser un convertisseur analogique vers numérique qui se fait passé pour un micro auprès de notre ordinateur. Le convertisseur que j'utilise : https://www.amazon.fr/gp/product/B079CBGDST/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o03_s00?ie=UTF8&psc=1

L'avantage de ce convertisseur c'est de pouvoir être démonté très facilement (pas de vis, pas de colle, le boitier est juste clipsé) et d'avoir des soudure facilement accessible. On va donc couper les câbles audio pour gagner de la place. Coté audio on a aux extrémités la phase gauche et droite (car c'est une carte stéréo) et au centre leur neutre respectif. Côté USB on va conserver le câble, et on va venir piquer le 5V aux extrémités, pour alimenter notre circuit électrique.

En plus de ça on vient créer un pont entre les deux phases côté audio, ainsi que les deux neutres, pour avoir notre son à droite et à gauche une fois branché au PC.

Un coup de pistolet à colle pour fixer tout ça sur la veroboard et c'est parfait !


2ème étape: Boitier 3D

Les modèles 3D

Lien vers les fichiers STL : https://www.thingiverse.com/thing:5392047

Vous trouverez ci-dessous le lien des trois modèles 3D :

  • Le boitier principal contenant l'électronique
  • L'élément pour tenir la capsule
  • Un anneau pour tenir la grille et l'anti-pop

L'assemblage est très simple :

  • Glisser votre veroboard dans le boitier et la coincée dans le détrompeur au fond, tout en glissant le câble dans le trou
  • Glisser le devant avec la capsule tout en bloquant la veroboard dans les détrompeurs
  • Glisser l'anneau autour de votre boitier
  • aligner les trous de chaque partie, et visser avec deux vis 4mm