ड्रामोफोन: पोर्टेबल डिजिटल ड्रम किट

शुभ दोपहर, प्रिय Khabrovites। जबकि STM32F माइक्रोकंट्रोलर के बारे में अगला लेख लिखने की प्रक्रिया में है, मैंने आपके साथ अपने पुराने प्रोजेक्ट को साझा करने का फैसला किया, जिसे AVR पर इकट्ठा किया गया था। ईमानदारी से, मैं AVR के विषय पर लौटने के लिए बहुत आकर्षित नहीं था, लेकिन क्योंकि मैंने हाल ही में अपनी परियोजनाओं पर पुरानी सामग्रियों का पता लगाया, मैंने फैसला किया कि उन्हें जनता के साथ साझा करना बेहतर होगा। परियोजना बहुत सरल है, और परिणाम, मेरी राय में, काफी दिलचस्प है, जो इस डिवाइस को शुरुआती लोगों के लिए एक अच्छी शुरुआत बनाता है। सामान्य तौर पर, यदि कोई दोहराना चाहता है - कटौती में आपका स्वागत है, तो हम एक डिजिटल पोर्टेबल ड्रम किट बनाना शुरू करते हैं।

परिचय

डिवाइस का नाम काफी जोर से निकला, लेकिन वास्तव में यह सिर्फ एक मजेदार खिलौना है। हालांकि, हमने कई बार गिटार बजाते समय इसे ड्रमर के रूप में दोस्तों के साथ इस्तेमाल किया।
हम क्या इकट्ठा कर रहे हैं? हम एक ऐसे उपकरण को इकट्ठा करते हैं जिसमें 8 स्पर्श बटन होते हैं, जिस पर क्लिक करके यह एक टक्कर उपकरण के रिकॉर्ड किए गए नमूने को बजाता है।
यहाँ पूरा उपकरण है:



और यह इस तरह से काम करता है (मामले में रखे जाने से पहले वीडियो ड्रम में)।



संरचनात्मक रूप से, डिवाइस में ड्रामा रिकॉर्डर बोर्ड स्वयं होता है, जिस पर नियंत्रण नियंत्रक, मिक्रूहा फ्लैश मेमोरी, एक एसडी कार्ड स्लॉट, 12-बिट डीएसी और एम्पलीफायर, लूप केबल (एसपीएफ इंटरफेस) और स्पीकर के साथ मुख्य बोर्ड से जुड़ा एक सेंसर बोर्ड होता है। यह सभी इलेक्ट्रॉनिक्स पुराने जीनियस स्पीकर से एक मामले में इकट्ठे हुए हैं, जो पूरी तरह से फिट हैं।



सामान्य तौर पर, मैं आपको इस व्यवसाय को अपनाने की सलाह देता हूं - यदि आप एक ऐसे उपकरण को असेंबल कर रहे हैं, जो अधिक या कम ध्वनि का उत्पादन करना चाहिए, और आपको लगता है कि किस स्थिति में इसे अलग करना है - पुराने वक्ताओं को देखें, तो यह संभव है कि वे आपके अनुरूप हों।
मेरे सर्किट में एक डिस्प्ले भी था, लेकिन परीक्षण संदेश के अलावा, मैंने इस पर कुछ भी प्रदर्शित करना शुरू नहीं किया था, इसलिए हम इसकी उपेक्षा करते हैं।
एक स्पर्श कीबोर्ड को कैसे इकट्ठा किया जाए, यह मैंने पहले ही संबंधित लेख में वर्णित किया है। हम मुख्य बोर्ड के सर्किट्री की ओर मुड़ेंगे।

सर्किट

डिवाइस लेआउट बहुत सरल है। चार-वाट एम्पलीफायर को TDA1904 चिप पर इकट्ठा किया गया है, पूरी तरह से डेटाशीट में अनुशंसित योजना के अनुसार। हम कैपेसिटर सी 14 द्वारा वोल्टेज के अनावश्यक निरंतर घटक को काटते हैं, आर 2 और सी 16 पर कम-पास फिल्टर डीएसी (तथाकथित इंटरपोलिंग फिल्टर) के बाद तरंग को पुनर्स्थापित करता है।



डिजिटल भाग में ATMega32 माइक्रोकंट्रोलर, AT25FD161 फ्लैश मेमोरी चिप, एसडी कार्ड और 12-बिट DAC7611 DAC शामिल हैं। बाहरी टच कीबोर्ड सहित सभी बाह्य उपकरणों को SPI बस के माध्यम से जोड़ा जाता है।



चूंकि परियोजना पुरानी है, मेरे पहले में से एक, मैं यह नहीं कह सकता कि घटकों की पसंद आदर्श है। प्रारंभ में, योजनाएं नेपोलियन थीं, इसलिए मैंने "बड़ा" मेगा लिया और प्रदर्शन को रोक दिया - वास्तव में, जिस रूप में यह अब इकट्ठा हुआ है, ATMega88 पर्याप्त है। चूंकि मेगा और डीएसी 5 वी द्वारा संचालित होते हैं, और कार्ड और फ्लैश ड्राइव को 3.3 की आवश्यकता होती है, इसलिए स्तर डिवाइडर के अनुरूप होते हैं। यह एक अच्छा समाधान नहीं है, मैं इसे अभी नहीं करूंगा, लेकिन एक विशेष कनवर्टर का उपयोग करेगा ताकि सिग्नल मोर्चों को अभिभूत न करें (और सबसे अच्छी बात, मैं 3.3V तत्वों पर संपूर्ण सर्किटरी का निर्माण करूंगा), लेकिन अब)
एसडी कार्ड के लिए, जब मैंने इसे कनेक्ट किया, तो मैंने निम्नलिखित साइट पर जानकारी का उपयोग किया:
मुझे कहना होगा, इसमें बड़ी संख्या में दिलचस्प परियोजनाएं और उपयोगी दस्तावेज हैं, यदि आपने एबीपी के साथ काम करना शुरू कर दिया है, तो वहां देखना सुनिश्चित करें।
डिवाइस 9 वी बैटरी द्वारा संचालित है, एम्पलीफायर सीधे इसे से संचालित किया जाता है, और डिजिटल सर्किटरी 3.3 और 5 वी पर रैखिक स्टेबलाइजर्स के माध्यम से प्रदान की जाती है।



यह, सिद्धांत रूप में, वह सब है जो सर्किटरी भाग से संबंधित है। चूंकि प्रोजेक्ट दो साल से अधिक पुराना है, इसलिए यह अच्छी तरह से कुछ याद कर सकता है, या सर्किट जो मैं हार्डवेयर में इकट्ठे हुए हैं, का एक पुराना संस्करण हो सकता है, लेकिन मैंने मुख्य विचार व्यक्त किया। यदि आप मेरे द्वारा प्रस्तावित किए गए को दोहराना और सुधारना चाहते हैं तो यह आपके लिए मुश्किल नहीं होगा।

सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन

यह सब कैसे काम करता है?
यदि हम इस प्रश्न को छोड़ देते हैं कि मैंने मूल रूप से इसे कैसे प्रदर्शित किया है (प्रदर्शन और इसी तरह, हुह), तो हमें निम्नलिखित मिलते हैं: मैंने सीधे कार्ड से नमूने नहीं खेले, क्योंकि मुझे डर था कि डेटा पढ़ने के लिए पर्याप्त समय नहीं होगा (एसडीआई एसपीआई मोड धीमा है), इसलिए मैंने कार्ड का उपयोग यूएसबी फ्लैश ड्राइव में नमूने को स्थानांतरित करने के लिए किया, एक बार, जिसके बाद मैंने इसे डिवाइस से डिस्कनेक्ट कर दिया और फिर से कनेक्ट नहीं किया।
डिवाइस हर कुछ मिलीसेकंड में एक बार SPI कीबोर्ड को पोल करता है, इससे डेटा प्राप्त करता है, यह पता करता है कि कौन से बटन क्लैंप किए गए हैं। चूंकि उनके पास "पॉलीफोनी" नहीं है, इसलिए अंतिम दबाए गए को प्राथमिकता दी जाती है। उसके बाद, टाइमर शुरू होता है, और 16 KHz की नमूना आवृत्ति के साथ, इसी नमूना बटन को फ्लैश ड्राइव से पढ़ना शुरू किया जाता है और डीएसी को जारी किया जाता है।
कार्ड के साथ काम करने के लिए कार्यक्रम के सिद्धांत पहले से ही वर्णित साइट पर निर्धारित किए गए हैं। संक्षेप में - कार्ड दो मोड में काम कर सकता है: एसपीआई और मानक। डिफ़ॉल्ट रूप से, मानक मोड सक्षम है, और एसपीआई द्वारा यह केवल एक कमांड को स्वीकार कर सकता है - मोड स्विच करें। मानक मोड गति पर अतिरिक्त प्रतिबंध नहीं लगाता है, आपको एक के बजाय 4 कंडक्टरों की एक बस का उपयोग करने की अनुमति देता है, लेकिन सीआरसी गणना की आवश्यकता होती है, जो बिना हार्डवेयर कैलकुलेटर के इस मोड को SPI की तुलना में मेगा पर भी धीमा कर देगा। इसलिए, कार्ड को मोड बदलने के लिए एक कमांड दिया जाता है (इस कमांड में, सीआरसी की जाँच की जाती है, लेकिन इसकी गणना एडवांस में की जा सकती है और हार्डकोड के साथ आउटपुट हो सकता है), जिसके बाद आप उसी कमांड के साथ इसके साथ संचार कर सकते हैं, लेकिन सीआरसी के बिना, मानक एसपीपी सिग्नल। कार्ड के साथ काम करने के लिए पुस्तकालय यहां पाया जा सकता है । फिर से, जो AVR में शामिल है - इस लिंक को अपने पसंदीदा में जोड़ें, यह एक विशाल पुस्तकालय है, जिसमें परिधीय ड्राइवर (कार्ड, डिस्प्ले, आदि), प्रोटोकॉल कार्यान्वयन और बहुत कुछ शामिल है। फ़ाइल सिस्टम पर ऊर्जा बर्बाद न करने के लिए, 16 बिट्स x 16 KHz में एन्कोड किए गए नमूने को कच्चा जोड़ा गया, जो कार्ड के पहले बाइट से शुरू होता है। यह WinHEX का उपयोग करके आसानी से पूरा होता है, एक उत्कृष्ट हेक्स संपादक जो भौतिक मीडिया पर निम्न-स्तरीय रिकॉर्डिंग की अनुमति देता है। उसी रूप में, नमूने फ्लैश मेमोरी चिप पर ओवरराइट किए जाते हैं। सुविधा के लिए, सभी नमूनों की अवधि समान होती है और 8000 नमूनों की मात्रा (16KHz के नमूने की आवृत्ति पर आधा सेकंड)
डीएसी और फ्लैश ड्राइव के साथ काम करना भी आसान है: डीएसी को केवल 12 बिट डेटा भेजने की जरूरत है, सबसे महत्वपूर्ण बिट आगे, और फिर एलडी पिन पर कूदें, जिसका अर्थ है कि इनपुट रजिस्टर से आंतरिक में स्थानांतरित करना। चूंकि मेगा बाइट्स के साथ काम करता है, इसलिए आपको 12 बिट्स को 16 शून्य में जोड़ना चाहिए।
एक फ्लैश ड्राइव कमांड को पढ़ना, मिटा और लिखना स्वीकार करता है। पढ़ने / लिखने के आदेश के बाद, डेटा प्राप्त किया जा सकता है / धारा द्वारा वापस आ सकता है, जैसा कि इसमें पता काउंटर ऑटो इंक्रीमेंट है।
मुझे आपके साथ प्रोग्राम कोड साझा करने में खुशी होगी, जैसा कि मैं आमतौर पर करता हूं, लेकिन अफसोस, स्रोत कोड हार्ड डिस्क के प्रारूपण के दौरान खो गया, जाहिर है, मैंने इसे अनदेखा कर दिया और इसे सहेज नहीं पाया ... लेकिन मुझे लगता है कि आपके लिए 16 केएचजेड पर टाइमर सेट करना और एक बाधा जारी करना मुश्किल नहीं है। DAC पर, फ्लैश ड्राइव से पढ़ा गया मान)

निष्कर्ष

मुझे कहना होगा कि प्रशिक्षण के दौरान विकसित मेरी पुरानी परियोजनाओं के बारे में एक लेख लिखने के लिए कुछ वर्षों के बाद यह अजीब है। हर अब और फिर वहाँ विचार हैं: "एह, मैं क्या कर रहा हूँ, क्योंकि यह अलग तरह से किया जा सकता था, यह बेहतर होता!" इस तथ्य का उल्लेख नहीं करने के लिए कि तत्व आधार अभी भी खड़ा नहीं है और उसी एसटीएम 32 एफ 1 एक्सएक्सएक्स पर एक समान उपकरण विकसित करते समय, यह संभव नहीं होगा कि या तो बाहरी डैक के बारे में चिंता न करें (एक अंतर्निहित एक है!) या स्तरों का समन्वय (3.3V से संचालित, एक कार्ड के साथ की तरह) ), और न ही कार्ड के साथ संचार के बारे में (एसटीएमका सामान्य मोड में उनके साथ संचार कर सकता है, सीआरसी के साथ)। हालांकि, जो भी यह परियोजना थी, उसने उपकरण विकास में एक उत्कृष्ट प्रशिक्षण के रूप में कार्य किया। इसलिए, मैं सभी शुरुआती लोगों को सलाह देता हूं: जब आप चमकती एल ई डी में महारत हासिल करते हैं, तो एक ऐसी परियोजना चुनें जो आपके लिए ब्याज की हो और इसे लागू करने का प्रयास करें। कोई भी - यहां तक ​​कि जिस ड्रम का मैंने वर्णन किया है, कम से कम सैकड़ों अन्य एवीआर परियोजनाओं में से एक इंटरनेट पर शामिल है, या इससे भी बेहतर - पूरी तरह से मेरा। इसे अंततः यह बता दें कि यह मूल रूप से कल्पना नहीं की गई थी, और बाद में यह आपको सरल और टेढ़ा लगेगा - लेकिन यह आपको बहुत उपयोगी अनुभव देगा।
विकास में शुभकामनाएँ!

पुनश्च
लेख के लिंक:

• एबीपी पर एक निश्चित डिवाइस डेवलपर की साइट, कई परियोजनाएं और उपयोगी जानकारी - विशेष रूप से - एसडी कार्ड का उपयोग: http://elm-chan.org/docs/mmc/mmc_e.html
• परिधीय ड्राइवरों और AVR के लिए अन्य उपहारों की एक विशाल लाइब्रेरी: http://www.procyonengineering.com/embedded/avr/rrlc/
• WinHEX हेक्स संपादक पर विकी पर जानकारी: http://en.wikipedia.org/wiki/WinHex
• TDA1904 पर डेटाशीट, जो एक विशिष्ट कनेक्शन आरेख दिखाता है और सभी विवरणों के उद्देश्य का वर्णन करता है: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/stmicroelectronics/1445.pdf