Stroboscope Pick-Up

On a tous connu (ou presque! oups...) ces bonnes vieilles platines et leur myriade de petits miroirs sur la tranche du plateau. On utilise l'effet stroboscopique: lorsque la vitesse de rotation est synchrone de la vitesse de clignotement de la lumière, on observe un motif fixe..
Oh ça ne doit pas être si difficile de bricoler quetchose qui ferait la pige, non?

Alors réfléchissons: la lumière s'allume 100 fois par seconde. Oh là je vous vois tous tiquer! Réfléchissons 2 secondes: le secteur c'est une sinusoide qui oscille à 50Hz (soit 50 fois par seconde), mais ma lampe elle ne s'allume pas différemment si c'est une alternance positive ou négative, hein? Convaincu? Bref, nous disions 100 fois par seconde. hum hum...
Un vinyl (33T) tourne à 33.3333 tours par minute (100 tours toutes les 3 minutes pour être plus précis), soit 10/18ème de tour par seconde. Tiens, ça tombe super bien, ça veut juste dire que 180 impulsions c'est directement synchrone du 100Hz.
Bon pour les plus matheux, on écrit que 100.N/(3.60) donne le nombre d'impulsions par seconde, et on cherche une valeur proportionnelle à 100Hz (et 120 pour nos amis outre manche!). Et après des années d'études du problème, des simulations très compliquées, voire un doctorat et un prix nobel de physique, on trouve que N=180, c'est peut-être pas si bête!

Pour la mise en oeuvre, attention ça va être bourrin comme j'aime!
Je prends mon compilo C++ préféré (g++ pour ne pas le citer!), et tadadadada, je bricole en deux coups de cuillère à peau un ptit soft qui génère un fichier SVG (Scalable Vector Graphics) que je convertis en PDF. Comme d'hab, je donne tout: voici le lien pour télécharger le fichier:

Bonne nouvelle, avec une simple version papier (format A3) posée sur le plateau et la lumière de ma lampe de bureau ça le fait (Ne Pas Oublier d'Allumer la Lumière MEME DE JOUR!!). D'ailleurs pour la petite histoire, ma RPM-1, n'est pas super bien calée... Pfff va encore falloir mettre son nez lain dedans...

Mais soyons déjà un peu plus précis. il faut bien différencier deux problèmes.
En 1, il y a le problème de la vitesse de rotation dans l'absolu: le disque tourne trop vite ou trop lentement. C'est le cas de ma platine. Et encore, il ne faut pas trop s'énerver. Les traits défilent à une toute petite vitesse en fait. En effet, pour un déplacement d'un trait vers son voisin en 10s, cela signifie simplement qu'il y a une erreur de pitch de 1/10s=0.1Hz, soit 0.1% par rapport au 100Hz de défilement des traits.  Une erreur d'1 octave donnerait une lecture à 66.66tours par minute, ce serait 100% d'erreur sur la vitesse. Du coup, on imagine qu'un demi-ton musical (il y en a 12 dans un octave) ferait de l'ordre de 1/12 soit 8.3% d'erreur (c'est un à peu près par ce que les 1/2 tons ne sont pas tous répartis uniformément sur l'octave...). Là pour un déplacement toutes les 10s, on ne serait qu'à 0.1%, et j'ai même l'impression que pour moi le défilement est encore plus lent que ça! Alors calmos ;) Et pis faut voir la qualité de ma référence 50Hz...
En 2, il y a les variations de cette vitesse autour de sa valeur centrale, ce que l'on appelle le pleurage: phénomènes élastiques dans la courroie, défauts d'asservissement, problèmes d'équilibrage de plateau. Mais compte tenu de l'erreur sur la vitesse du moteur, je suis pour le moment incapable de voir le pleurage sur ma platine. Ma courroie est neuve et mon oreille n'a encore rien détecté à ce niveau là, c'est le principal ;) A ce propos, j'ai lu de ci de là qu'un pleurage acceptable est de l'ordre de 0.1% en RMS (voir l'article chez Wikipedia). Comme mon plateau fait de l'ordre de 30cm de diamètre, cela donne une circonférence de ~1m, la distance entre deux traits est donc de 5.5mm. Si j'ai bien compris la définition du pleurage, il s'agit d'une erreur sur la fréquence. Donc 0.1% RMS donnerait une oscillation crête-crête de 0.28% de 5.5mm soit 15µm, ce qui devrait être invisible à l'oeil nu (!!). A mon avis, avec ce système de stroboscope, on est capable de voir au mieux que le trait vibre moins que 100µm, soit un pleurage de 1%. Mince, est-ce que je fais une confusion entre précision de fréquence et pleurage? A creuser.

Pour perfectionner le dispositif, on peut remplacer la lampe à incandescence par un tube néon: ça éclaire violemment mais pas longtemps, donc l'effet strobo est plus fort. Donc les traits seront plus nets!
Après, reste le problème de la stabilité du 50Hz de notre réseau national. Euh là, y'a pas de secret, faut sortir les grands moyens et faire un oscillateur précis.  Et pourquoi pas une autre fréquence que 50Hz pour améliorer la précision de la mesure? On verra si je suis motivé... Pour le moment, ça me suffit.

J'ai eu une autre idée pour améliorer la visu. Il suffit d'imprimer mon fichier sur un milar (un papier transparent quelconque), c'est pourquoi la vidéo est inversée sur mon fichier... Et ensuite de coller une feuille d'alu sous le milar. Du coup, on reproduit un peu les miroirs de la platine de grand-papa...

Je n'ai pas encore essayé mais une autre idée me vient. Une fois le vinyl posé sur le papier de mesure, impossible de regarder la vitesse de défilement... Y'a une solution super simple: il suffit de tracer une bande qui fait le tour du plateau et de tracer 180 petits traits dessus. Ensuite y'a plus qu'à coller sur la tranche du plateau, hein ;)
La difficulté, c'est de bien mesurer le tour du plateau pour que la bande de papier se raboute parfaitement. Autrement, les petits traits ne vont pas être espacés uniformément autour du plateau et on aura une erreur sur la fréquence de mesure. Maintenant, il faut relativiser, ce n'est qu'une erreur fixe sur la fréquence absolue: tout dépend de la précision à laquelle vous voulez écoutre votre vinyl préféré...