Brevet FR2808873A1 — publié le 20011116

SONOMÈTRE ET SON PROCÉDÉ DE FABRICATION DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine de la mesure du son et notamment aux adaptations permettant de fabriquer un sonomètre dans les meilleures conditions. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Il existe dans l'art antérieur, une pluralité de dispositifs qui, assurant la mesure du son, présentent néanmoins de nombreux inconvénients dont les principaux sont décrits ci-après. Les sonomètres existants sont surtout adaptés à des professionnels. En effet, la plupart des sonomètres propose une lecture précise de l'information captée en fournissant le nombre de décibels qui s'affiche par écran digital ou par déplacement d'une aiguille sur un cadran gradué. Or, dans la mesure où l'utilisateur n'est pas un spécialiste du domaine acoustique, l'information donnant le nombre de décibels, que ce soit sous forme digitale ou de déplacement d'aiguille, ne peut pas être exploitée par ledit utilisateur pour identifier la nature dangereuse ou non de l'onde sonore captée par son système auditif. De même, dans la mesure où l'utilisateur n'est pas un professionnel, la mesure extrêmement précise que proposent les sonomètres existants ne répond pas particulièrement à leur besoin d'une lecture rapide et efficace identifiant facilement l'onde sonore mesurée en la situant dans une échelle des bruits comprenant par exemple les paliers sonores de bruits dangereux, bruits fatigants ou bruits sans danger. En fait, le besoin de l'utilisateur se situe dans l'identification rapide et facile de l'onde sonore comme dangereuse ou non. Aussi, les sonomètres existants répondent à des besoins professionnels ayant des critères de précision de mesure particulièrement contraignants. Pour répondre à ces critères, les fabricants de sonomètres ont donc conçu des dispositifs de précision ayant pour inconvénients d'être lourds et coûteux. Les dispositifs existants sur le marché, du fait même qu'ils répondent à des besoins de professionnels de l'acoustique, sont proposés à un coût particulièrement élevé et difficilement abordable pour un particulier. De plus, l'association de composants de précision font que les sonomètres mêmes portables sont d'un poids nécessitant l'intermédiaire d'un adulte pour leur utilisation. Les nuisances sonores soulèvent pourtant un problème de société qui génère un besoin réel de situation et d'évaluation rapide auquel aucun dispositif de l'art antérieur ne répond. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, le demandeur a mené des recherches ayant pour but de concevoir un sonomètre fournissant une information lisible pour un utilisateur non professionnel de l'acoustique et réalisable à un moindre coût par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. Un des autres objectifs des recherches du demandeur réside dans l'adéquation de la fabrication dudit sonomètre avec les aspects pédagogiques de celle-ci à des fins de création d'un projet pédagogique prenant pour base ledit sonomètre et sa fabrication. Ces recherches ont abouti à la conception d'un sonomètre particulièrement maniable et peu coûteux et dont les différentes étapes constituant son procédé de fabrication pourront faire l'objet d'exercices pédagogiques. Le sonomètre de l'invention est du type de celui constitué par un circuit imprimé sur lequel sont connectés des sous-ensembles assurant les fonctions de détection du son, d'alimentation, de l'amplification du signal traduisant le son détecté, d'interfaçage dudit signal, et de visualisation dudit signal interfacé. Selon sa caractéristique principale, le sonomètre est remarquable en ce que le sous-ensemble d'interfaçage du signal assure l'étalonnage de ce dernier à des fins de mise en correspondance de la variation de l'intensité du son avec la variation du nombre de dispositifs d'éclairage allumés constituant le sous-ensemble de visualisation. Ainsi, l'affichage est non seulement lisible directement mais ne requiert pas l'assemblage de composants de précision particulièrement coûteux. Malgré le fait que ce sonomètre pourra être réalisé à un coût de revient largement plus bas que celui des dispositifs de l'art antérieur, il répond tout à fait au besoin d'un utilisateur non professionnel qui ne requiert pas une mesure précise de l'intensité du son auquel il est soumis, mais plutôt l'information selon laquelle, le son auquel il est soumis, se trouve dans un intervalle d'intensité situé dans une gamme de bruits dangereux, fatigants ou sans danger. La réponse à des besoins de visualisation de l'échelle sonore plutôt que de la valeur précise de l'intensité du son fait que les composants sont moins nombreux et par voie de conséquence réduisent la taille du sonomètre. En effet, la mise en correspondance de l'éclairage d'un nombre plus ou moins élevé de dispositifs d'éclairage avec une intensité plus ou moins grande, simplifie grandement le circuit imprimé et les composants électroniques susceptibles de réaliser cette fonction. Ainsi, la redéfinition du besoin des personnes susceptibles d'utiliser un sonomètre a permis la réalisation d'un dispositif plus accessible tant au niveau de son coût qu'au niveau de sa lisibilité. Un autre objet de l'invention est le procédé de réalisation dudit sonomètre qui sera décrit plus bas et qui a pour avantage de suivre des étapes susceptibles de faire l'objet d'exercices pédagogiques. En effet, les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un sonomètre conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue schématique du câblage d'un mode de réalisation d'un câblage du circuit imprimé constituant l'invention, La figure 2a est une vue de face extérieure du boîtier du sonomètre de l'invention, La figure 2b est une vue de droite extérieure du boîtier de la figure 2a, La figure 2c est une vue de dessus extérieure du boîtier de la figure 2a. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tel qu'illustré sur le dessin de la figure 1, le circuit imprimé du sonomètre de l'invention référencé C dans son ensemble, est du type de celui accueillant les éléments suivants . - un sous-ensemble de détection du son 100, - un sous-ensemble d'alimentation et de commande marche/arrêt 200, - un sous-ensemble d'amplification du signal traduisant le son détecté 300, - un sous-ensemble d'interfaçage dudit signal 400, et - un sous-ensemble de visualisation dudit signal interfacé 500. Comme illustré et conformément à la caractéristique principale de l'invention, le sous-ensemble d'interfaçage du signal 400 assure l'étalonnage de ce dernier à des fins de mise en correspondance de la variation de l'intensité du son avec la variation du nombre de diodes électro luminescentes 510 allumées constituant les dispositifs d'éclairage du sous-ensemble de visualisation 500. Selon le mode de réalisation préféré mais non limitatif illustré, le demandeur a avantageusement simplifié la visualisation de l'intensité du son capté en groupant douze diodes 510 selon trois groupes dont les diodes s'allument ou s'éteignent progressivement au fur et à mesure de l'augmentation ou de la diminution de l'intensité du son détecté. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, lesdites diodes 510 sont réparties selon des codes de couleurs à des fins de visualisation directe du son détecté par représentation d'une échelle de mesure. Selon un mode de réalisation préféré, les trois groupes de diodes présentent chacun une couleur différente, à savoir . - verte pour les diodes 510 faisant partie du groupe s'allumant en premier, - orange pour les diodes 510 faisant partie du groupe s'allumant en second, - rouge pour les diodes 510 faisant partie du groupe s'allumant en dernier. Les couleurs verte, orange, rouge, correspondent respectivement à des bruits sans danger, fatigants, dangereux. Comme illustrées sur le dessin de la figure 2a, les diodes 510 sont avantageusement disposées en arc de cercle et s'allument progressivement en suivant le sens des aiguilles d'un montre. Afin de mieux faire apparaître le sens de la progression, un repère 610 formé de deux arcs de cercle se rejoignant au niveau des diodes vertes et s'écartant progressivement l'un de l'autre jusqu'aux diodes rouges est avantageusement représenté sur le boîtier 600. A titre d'exemple non limitatif, le demandeur propose l'échelle de couleur de mesure visuelle suivante - verte pour 0 à quarante décibels, - orange, de quarante à soixante décibels, - rouge de soixante à cent trente décibels. En choisissant de visualiser l'intensité du son détecté par la progression lumineuse des diodes, le demandeur réalise une approximation de mesure mais permet à l'utilisateur d'évaluer le danger d'un son trop élevé, répondant ainsi à son besoin. Une autre fonction du sous-ensemble de visualisation 500, consiste à informer de l'état du sonomètre S, c'est à dire que ce dernier doit faire apparaître l'état de marche et d'arrêt du sonomètre S. A cette fin, le demandeur a prévu une diode 520 indépendante des premières et liée au bouton marche/arrêt 210 du sous-ensemble d'alimentation et de commande 200. Selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, ledit sous-ensemble d'amplification 300 comprend deux transistors bipolaires de type NPN. Ce choix de type de transistors répond aux deux critères principaux de conception que s'est fixé le demandeur en ce qu'il permet l'utilisation du type de signal détecté et de le rendre exploitable pour l'interfaçage d'un signal lumineux donc lisible tout en autorisant une réalisation à faible coût. Ce choix de transistors amène une autre caractéristique concernant leur environnement immédiat, à savoir que le sous-ensemble d'amplification du signal détecté par le sous-ensemble de détection comprend un bloc de protection dont la valeur ohmique s'élève à 2,7 kilo- ohms pouvant varier de plus ou moins 5 $ coopérant avec un bloc de filtration dont la capacité d'emmagasinage s'élève à 22,5 micro Farad pouvant varier de plus ou moins 10% à des fins d'association avec les deux transistors. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le sonomètre référencé S dans son ensemble est constitué par un boîtier 600 dans lequel est placé ledit circuit imprimé C et qui, ménagé de moyens d'accueil et de maintien en position dudit circuit C, comprend des orifices 620 assurant le passage desdites diodes 510 afin que ces dernières soient visibles de l'extérieur. Bien entendu, les découpes des orifices 620 reprennent la disposition en arc de cercle des diodes 510. Comme illustré, ledit boîtier 600 est formé d'une paroi horizontale à partir de laquelle s'élèvent quatre parois latérales, ladite paroi horizontale formant la façade du sonomètre S. Les moyens de positionnement dudit circuit imprimé C ménagés dans le boîtier 600, sont avantageusement constitués par un rebord intérieur 630 formé par une partie saillante sur l'extérieur des parois latérales dudit boîtier 600. Les moyens de maintien en position sont, quant à eux, constitués par des ergots 640 saillant intérieurement qui retiennent ledit circuit C en position contre le rebord 630. De même, à des fins de fermeture dudit boîtier 600 formant contenant, ledit boîtier 600 comprend des moyens de positionnement et de maintien d'une plaque de fond amovible 700. Comme pour le circuit imprimé C, les moyens de positionnement sont avantageusement constitués par un deuxième rebord intérieur 650 formée par une partie des parois latérales du boîtier 600 saillant sur l'extérieur. Les moyens de maintien en position sont formés par des ergots 660 saillants sur l'intérieur et maintiennent ladite plaque 700 contre le rebord 650. Afin que le boîtier 600 puisse assurer ces différentes fonctions d'accueil et de maintien des différents composants du sonomètre S, le demandeur a imaginé un procédé de fabrication du sonomètre remarquable en ce qu'il consiste à réaliser ledit boîtier 600 en suivant les étapes suivantes . - thermoformage d'une matière thermoplastique, - détourage et surfaçage de la forme obtenue. L'utilisation d'une matière plastique thermoformable pour la fabrication a pour avantage de permettre de réaliser les formes en saillie et les différents rebords fonctionnels constituant le boîtier 600. Ainsi, comme illustré, le boîtier 600 issu d'un thermoformage adopte des parois latérales non perpendiculaires mais formant un angle ouvert par rapport à la paroi horizontale de sorte qu'aucune de leur surfaces intérieures ou extérieures ne soit en contre-dépouille. De même, toujours pour respecter les contraintes de démoulage, les rebords fonctionnels 630 et 650 adoptent des largeurs de surface d'appui et sont ménagés de fenêtres, de dimensions telles, que le rebord d'appui 650 de la plaque de fond ne soit pas un obstacle à la mise en place du circuit imprimé C sur le rebord d'appui 630. L'utilisation du plastique assure une certaine élasticité au boîtier 600, élasticité qui pourra être avantageusement exploitée pour pincer au moyen desdits ergots 640 ou 660, le circuit imprimé C ou la plaque de fond 700 contre les rebords 630 et 650. De même, cette élasticité a pour avantage d'autoriser dans une certaine mesure, le détachement dudit circuit C ou de la plaque 700 du boîtier 600. Bien que la fabrication par thermoformage d'un boîtier plastique ne soit pas nouvelle et inventive en tant que telle, le demandeur s'est volontairement attaché à réaliser les différents composants de son sonomètre S avec des moyens de réalisation connus de sorte que les différentes étapes du procédé de fabrication puissent faire l'objet d'exercices pédagogiques dans le cadre par exemple, d'un thème d'étude technologique. Ainsi, la fabrication du boîtier 600 entre dans le cadre d'une étude du moulage plastique. L'utilisation du thermoformage a en outre un autre avantage en ce qu'elle autorise la réalisation de toute sorte de profil. Ainsi, selon le mode de réalisation illustré, le demandeur a prévu de préformer le boîtier 600 du sonomètre S de façon à faire apparaître une oreille afin de mieux indiquer la fonction du dispositif. La fabrication du sonomètre comprend une autre étape de procédé qui consiste à percer, fraiser et graver au moyen d'un robot, les orifices 620 et indications 610 portées par le boîtier 600. En effet, après moulage le boîtier nécessite entre autres, le perçage des orifices 620 de passage des diodes 510 ainsi que la gravure des différentes indications présentes sur le boîtier comme par exemple, le repère 610. Ces perçages et ces gravures pourront là aussi, être avantageusement réalisés par un moyen connu de fabrication tel le robot connu dans le milieu scolaire sous la dénomination "charly robot". Ainsi, le perçage et la gravure pourront faire l'objet d'exercices pédagogiques de méthodes de fabrication, de réalisation de montage d'usinage, et de programmation d'un moyen de réalisation. Le circuit imprimé est, quant à lui, réalisé à partir d'un matériau isolant sur lequel a été déposé le câblage des composants, l'ensemble étant percé à des fins de fixation des différents composants électroniques. Bien entendu, la réalisation du circuit imprimé, le câblage et le soudage des composants pourront également faire l'objet d'un thème pédagogique. On comprend que le sonomètre S et son procédé de fabrication, qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leur légende est ci-après énumérée. S ................. Sonomètre C ................. Circuit imprimé 100 ................. Sous-ensemble de détection - 200 ................. Sous-ensemble d'alimentation 210 ................. Bouton marche-arrêt 300 ................. Sous-ensemble d'amplification 400 ................. Sous-ensemble d'interfaçage 500 ................. Sous-ensemble de signalisation 510 ...............Diodes électroluminescentes 520 .................DEL d'indication marche/arrêt 600 ................. Boîtier 610 ................. Repère gravé 620 ................. Orifices de passages des diodes 630 ................. Rebord d'appui du circuit C 640 ................. Ergots de maintien du circuit C 650 ................. Rebord d'appui de la ................. plaque de fond 660 ................. Ergots de maintien de la plaque 700 ................. Plaque de fond REVENDICATIONS 1. Sonomètre (S) du type de celui constitué par un circuit imprimé (C) sur lequel sont connectés des sous- ensembles assurant les fonctions de détection du son (100), d'alimentation (200), de l'amplification du signal traduisant le son détecté (300), d'interfaçage dudit signal (400), et de visualisation dudit signal interfacé (500), CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le sous-ensemble d'interfaçage du signal (400) assure l'étalonnage de ce dernier à des fins de mise en correspondance de la variation de l'intensité du son avec la variation du nombre de dispositifs d'éclairage (510) allumés constituant le sous-ensemble de visualisation (500). 2. Sonomètre (S) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les dispositifs d'éclairage sont constitués par des diodes électroluminescentes (510). 3. Sonomètre (S) selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il est constitué par un boîtier (600) dans lequel est placé ledit circuit imprimé (C) et qui, ménagé de moyens d'accueil et de maintien en position dudit circuit (C), comprend des orifices (620) assurant le passage desdites diodes (510) afin que ces dernières soient visibles de l'extérieur. 4. Sonomètre (S) selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE lesdites diodes (510) sont réparties selon des codes de couleurs à des fins de visualisation directe du son détecté par représentation d'une échelle de mesure. 5. Sonomètre (S) selon la revendication 3, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le boîtier (600) comprend des moyens de positionnement et de maintien d'une plaque de fond (700) amovible fermant ledit boîtier (600). 6. Sonomètre selon la revendication 2, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE lesdites diodes (510) sont disposés en arc de cercle et s'allument ou s'éteignent l'une à la suite de l'autre lors de l'augmentation ou de la diminution de l'intensité du son détecté. 7. Sonomètre (S) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit sous-ensemble d'amplification (300) comprend deux transistors bipolaires de type NPN. 8. Sonomètre (S) selon la revendication 7, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit sous-ensemble d'amplification du signal détecté (300) par le sous-ensemble de détection (100) comprend un bloc de protection dont la valeur ohmique s'élève à 2,7 kilo-ohms pouvant varier de plus ou moins 5 % coopérant avec un bloc de filtration dont la capacité d'emmagasinage s'élève à 22,5 micro Farad pouvant varier de plus ou moins 10% à des fins d'association avec les deux transistors. 9. Procédé de fabrication d'un sonomètre (S) selon les revendications 1, 2 et 3 prises ensemble , CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à réaliser ledit boîtier (600) en suivant les étapes suivantes . - thermoformage d'une matière thermoplastique, - détourage et surfaçage de la forme obtenue. 10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il consiste à percer, fraiser et graver au moyen d'un robot, les orifices et indications portées par le boîtier (600).