Brevet FR2070646A1 — publié le 19710917

Cette invention concerne un métronome commandé par des moyens électroniques pour Omettre, à la fréquence désirée et en synchronisme, des signsux sonores et opti ques. On connait des des métronomes de ce genre. Dans la plupart des cas, un tel métronome possède un voyant lumineux unique ; mais il a été également proposé de réaliser un métronome électronique à deux voyants lumineux fonctionnant alternativement en synchronisme avec les tops sonores, peroeettant de simuler le mouve- sent du balancier d'un métronome mécanique classique.Ainsi, le brevet franchis t 414 063 au nom du demandeur décrit un matronyme électronique comportant un un os- cillateur de fréquence réglable auquel sont asservis un émetteur acoustique de tops sonores et un Bmetteur optique de signaux lumineux, ledit émetteur optique comportant deux positions d'émission distinctes à fonctionnement alternatif. L'émetteur acoustique de ce métronome est réalisé sous forme d'un dispositif électronique de percussion comportant un électro-aimant muni d'un organe de frappe et porté par une lame élastiquement flexible on regard d'une surface de frappe magnétique ; cet électro-aimant comporte deux bobines montées sur une me armature magnétique t les bobines étant disposées chacune en série avec un vov- ant lumineux, sur l'une des branches d'un multivibrateur astable. Un tel métronome comporte un certain nombre d'inconvénients. Par exemple l'intensité de frappe ne peut être réglé qu'en inserant un potentiomètre réglable entre la source d'énergie et l'émetteur optique pour le dosage simultané des si gnaux optiques et sonores. Ceci complique l'appareil, rend sa fabrication et son réglage initial plus difficile et augmente, par conséquent son prix de revient. Le niveau sonore risque de no pas être constant en fonction de le fré quence. La fréquence risque de varier en fonction de variations de la tension de la source d'énergie. Ceci est particulièrement génant dans le cas d'utilisation de piles électriques comme source d'énergie la présente invention a pour but de romédier à ces inconvénients. vSuc- cinctement un métronome électronique coilforme b la présente invention comprend des moyens permettant de maintenir constante la fréquence de fonctionnement choisie et un top sonore suffisant mEme si la tension d'alimentation diminue, et qu'il comporte en outre un ém@lteur de signaux optiques et un émetteur de signaux aeous- tiques qui fonctionnent en synchronisme ; l'émetteur acoustique comportant des moyens pour son réglage rapide, simple et précis à la fréquence de fonctionnement choisie. D'a@tres caractéristiques et avantagesressortiront de la description sui vante et les dessins y affèrent qui montrent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préféré du métronome conforme à l'invéntion. La figure I est un schéma de montage du métronome, comorme à l'invention. Ta figure Ta montre ur des principes de fonctionnement du schéma de montage du métronome. La figure II@montre une vue sur l'émetteur acoustique La figure IIa montre l'émetteur en coupe selon la ligne II-II dans la figure II La figure III montre en coupe de façon schématique un mode de réalisation du métronome conforme à l'invention. Le schéma de montage montré dans la figure I comporte essentiellement un montage de constante du temps, réglable, compre@ant les résistances R1 et R2 et la capacité Cl ; le schéma montre en outre l'équivalent d'un transistor unijonotion réalisé sous forme des transistors Q1, Q2 et des résistance R3 et R4 ; il compte encore une bascule électronique à déclonchement par impulsions négatives, pourvue dans chacune de ces deux voies de deux transistors QB, Q4 et Q5, Q6 respectivement. Les transistors sont montés de façon à assurér une saturation suffisante mOme en c@s ou la tension de la source d'énergie soit affaiblie Pour des piles électriques comme source d'énergie par exemple, même si la tension initiale de 9V diminue jusqu'à 4, 5V, la saùiraticn reste suffisante pour assurer une parfaite régularité des tops pour chaque fréquence de fonctionnement du métronome ;; Le schéma de montage comporte enfin 2 diedes D3 et D4 supplémentaires qui assurent la présence d'un courant dans l'une des bobiiiee B1 et B2 de l'émetteur sonore B et dans l'une deslampes L1 et L2 de l'émetteur optique au moment de la surtension qui se produit quand la bascule électronique déclenche et que le courant s'arrête de circuler dans l'un des transistors Q4 ou Q5, comme il sera décrit en détail plus loin. Le circuit est mis sous tension soit au noyén d'un interrupteur (non montré sur la figure I), soit Far action directe sur te bouton de réglage de la résis- tance R2. Dans la figure la le temps t est porté e4 abscisse et la tension V aux bornes de la capacité CI en ordonnées. Il sera maintenant montre que la fréquence choisie du métronome ne dépend pas de la tension d'alimentation. A- la mise sous tension, la capacité C1 se charge jusqu'à ce qu'elle atteint une valeur V définie par la division résistive R3, R4 ; les transistors Q1 et Q2 conduisent alors, la capacité C1 se décharge et la capacité C2 est ramenée à un potentiel voisin de zéro.Par rspport an potentiel précédent il apparait alors une impulsion négative à la berne supérieure de Ril qui déclenche la bascule électronique. Un nouveau cycle commence. La valeur du potentiel de déclenchement U sur le transistor Q1 étant définie relativement à V par R3, la période de fonctionnement p ne dépend que de la R3 + P4 pente (1e l'exponnentielle de la courbe de charge de la capacité C1, c'est-à-dire de la constante (R1 + R2) x C1 réglable au moyen du potentiomètre R2. Ainsi, aux courants de fuite près, la fréquence de déclenchement ne dépend pas de la tension d' a- limentation d'une pile électrique appliqué aux bornes PI, P2.Il en résulte un fonctionnement parfaitement régulier en la fréquence choisie du métronome conforme à l'invention et qui ne dépend pas de la tension des piles (en de toute autre source de courant appropriée.) Il suffit alors de deux réglages initiaux simples pour assurer le bon fonctionnement du métronome ; d'une part le réglage de la plage de fréquence couverte par l'excursi@n complète du potentiomètre R2.Cette plage de fréquence correspond en général à un fonctionnement du métronome allant de 40 coups par minutie jusqu'à 208 coups par minute ; elle se situe par conséquent entre un minimum de 0, 333 Hz et un maxi@@ de 1, 733 liz (pminimun = 3sec. et maximum = O, 577 sec.) ; et d'autre part, du réglage de la valeur absolue de la fréquence en un point déterminé de la plage du potentiomètre, de préférence la fréquence minimun de 0, 333 Ira. Le fonctionnemement de la bascule électronique est bien connu. Tes circuits Q3, Q4 et 05, R6 se trouvent alternativement débloqués et alimentés, et la lampe correspondante L1 ou L2 allumée, tandis qu'à chaque inversion il se produit un top sonore, car il y a toujours l'une des bobines B1 ou 32 de l'émet- teur sonore sous tension. Un mode de réalisation de l'émetteur acoustique B conforme à la pré sente venU on est montré à titre d'exemple dans les figures 2 et 2a sous forse d'un dispositif électromécanique de percussion. Il comprend les Bobines 10, 10' montées sur l'armature magnétique A. Cette dernière se compose d'une plaque 11 en acier doux magnétique sur laquelle sont montés fixes les noyaux mobiles 12, 12' également réalisés en acier doux magnétique, au moyen des écrous 15, 15' qui serrent lesdits noyaux a leurs extrémités filetées via les rondelles 16, 16' contre la plaque 11. Les bobines 10, 10' sont fixées sur une plaque de frappe 13 en acier doux magnétique au moyen des vis 14 sur la paroi de fend 30 du boitier du métronome. L'armature A est portée par la face supérieure de l'éc@@@ 18 en acier doux magnétique, qui est rno;ité sur la tige filetée 17 réalisé en acier magnétique. Un autre écrou 19 également en acier deux magnétique sert (le définir et de controller la position tie l'armature A sur la tige 17. L'armature A est montée sur la Lige 17 par un trou pratiqué au centre de la plaque 11 avec tul certai.n jeu (j) de façon à ce que l'armature puisse effectuer un mouvement de basculement autour de l'axe z-z, qui est l'axe longitudinalo de la tige filetée 17.La -tige filetée 17, vissée et guidée dans l'écrou 20, permet ainsi, simultanément, son maintion propre et le réglage de la position de l'armature A par rapport à la plaque de frappe 13. La plaque de frappe 13 est découpée à l'endroit do frappe, aux noyaux mobiles to, 12' et de façon telle que des couloirs ayant une largeur et mue lougu- eur i sensiblement égales au diamètre d de l'inte'rieur des bobines 10, 10' soient constitués sur la plaque 13.La plaque 13 comportant le@dits couloirs permet d'ob- tenir à l'endroit de ces couloirs une perméabilité magnétique qui est concontrée dans le S(311 le l'axe des noyaux mobiles. Il en résulte uu centrage parfait desdits loyaux et 10 positionnement précis de l'armature A.Ta tige 17 se prolonge vers le haut (dans la figure) et passe à travers la platine frontale 22 dii boitier du mé-- tronone. @n bouton de réglage 23 en matière isolante est fixé sur son extrémité pour permettre par vissage (ou dévissage) le réglage de la position de l'armature A par rapport à la plaque de frappe 13. Un palier en un matériau isolant approprié peut être prévu pour assurer la stabilitédde montage de la tige 17.Le fonctionnement de l'émetteur acoustique est le suivant : le courant électrique est fourni à pertir du multivibrator soit sur l'une, soit sur l'autre bobine 10, 10' par l'intermédiaire des cosses 24. Les noyaux mobiles 12, 12' de la bobine sous tension se trouvent alternativement en contact avec la surface de frappe. En inversant le courant, l'autre bobine est mise sous tention et le noyau mobile correspondant est attiré vers la surface de frappe. C'est le britit de chute du noyau mobile sur la sùrface de frappe qui est le top sonore du métronome. Ce sont donc les noyaux mobiles qui constituent les organes frappeur. Au moment ou la bascule déclenche, un des noyaux 12, 12' est en contact avec la plaque de frappe 13 et le courant est envoyé dans l'autre bobine. Il se produit alors une surtension dans la bobine qui n'est plus alimentée ; c'est le rôle des diodes D3 ou D4 que de refermer sur lui-même le circuit constitué par cette bobine, la lanpe et la diode afférentes et le point PI du schéma montré sur la figure t. Le courant continue ainsi à circuler en s'atten@ant pendant un certain temps dans la bobine considérés.Les deux bobines sont connectées en opposition de flux ; ainsi, au déclenchement de la bascule, le noyau qui. était collé sur la pla- que de frappe se trouve repoussé vers le haut. Le courant de surtension, grâce aux diodes D3 et D4 , permet ainsi de combattre l'hystérésis magnétique du circuit et améliore le rendement sonore du système. Ce changement de position des noyaux mobiles est @ondu possible par la réalisation de la plaque 11 de l'armature A sous forme d'une plaque 11 qui peut basculer autour l'axe z-z, et dans le plan de l'axe x-x. Ta hauteur de chute des noyaux mobiles (aux frappeurs) et, par consequent, le niveau sonore des tops est réglable au moyens de ltensemble ; tige filetée 17 et écrous 18 et 19.Cette tige filetée 17 peut être vissée (ou dévissée) dans un écrou 20 serti dans la plaque do frappe 13. Ta tige 17 quand vissé (diminution de la hauteur de chute) peut avancer dans une cavité préparée dans le fond 12 du boi- tier dti métronome. lie réglage du niveau sonore peut s'effectuer en tournant le bouton 23 disposé sur la platine 22 du boitier du métronome. La figure 7 montre en coupe un exemple d'un mode de réalisation du métronome conforme it l'invention. Ta source d'énergie 30 par exemple une (ou plusieurs ) pile est fixé sur le fond du boitier. @ur la paroi de fond 12 l'émmeteur acoustique B est fixé. La tige 17 d réglage traverse la platine 22 du boitier.Elle est portée à cet endroit par un pal ier 21 én un matériau isolant approprié. :;ur la platine 22 sont également montés le bouton de démarrage du métronome 31 et le bouton de régla- ge 32 de la fréquence de fonctionnement du métronome. (e bouton agit sur la résistance de réglage (R2 sur la figure 1) qui se trouve dans le boitier 33 dans lequel peuvent également être montés les résistances R1, R3, R4, R11, les capacités C1, C2 et les transistors Q1, Q2. Le boitler 34 loge le multivibrateur proprement dit. La platine 22 porte enfin les lampes Li, 12 ; espacés l'une de l'autre de façon à simuler le balancement d'un balancier d'un métronome classique. La présente invention ne se limite pas au mode de réalisation décrite, mais elle concerne toutes les variantes possibles, notamment en ce qui concerne la forme et les schena de montage ainsi que les détails constructifs REVENDICATION 1) Métronome commandé par des moyens électroniques pour émettre; à la fréquence désirée et en synchronisme, des signaux sonores et des signaux optiques alternativement sur deux voyants lumineux caractérisé ell ce que lesdits moyens électroniques comportant en combinaison - Un moletage de constante de temps réglable comprenant deux résistances dont une réglable, et une capacité - ITn montage équivalent à cul transistor unijonction réalise sous forme de deux transistors et de deux résistances ; - Une bascule électronique à déclenchement par impulsions négatives pourvue chacune de ses voies de deux transistors : - Et des moyens pour assurer la parfaite régularité Tes tops souores ; 2) Métronome selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens pour assurer la régularité des tops sonores et améliorer le rendement sonore sont constitués par deux diodes disposées chacune dans l'une et l'autre sortie de deux voies de la bascule électronique et à l'entrée des émetteurs acoustiques. 3) Métronome selon l'une des revendications précédentes, caractérisé on ce que l'émetteur acoustique est un dispositif électromécanique de percussion, comportant une plaque de frappe attaqué alternativement par l'un ou l'autre de deux noyaux mobiles dans des bobines alimentes via la bascule électronique, lesdits noyaux mobiles étant réunis par une plaque basculaifte autour d'un axe central. 4) Métronome selon la revendication 3 caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour régler la hauteur de chute desdits noyaux vers la plaque. i) Métronome selon la revendication 4, caractérisé on ce que les moyens de réglage de la hauteur de chute des noyaux sont tulle tige filetée disposée avec un certain jeu au centre et dans l'axe de la plaque basculante, et de deux écrous disposés de part et d'auire de ladite plaque avec un jeu tcl que ladite plaque puisse faoile- ment basculer et ainsi faire frapper la plaque de frappe par les noyaux, ainsi qu' un écrou serti dans cette plaque de frappe qui sert dc moyen de maintien de la tige et dans lequel ladite tige peut etre vissée, ou dévissée. 6) Métronome selon la revendication 5 caractérisé en ce que la plaque de frappe est découpée à l'endroit des noyaux mobiles de façon à assurer @ parfait centra @@ desdits noyaux.