Научно-технические
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Звуковые модули VM3-SM-0,5, VM3-SM-10 для воспроизведения звуковых фрагментов согласно программеРаспечатать: Звуковые модули VM3-SM-0,5, VM3-SM-10 для воспроизведения звуковых фрагментов согласно программе

Звуковые модули VM3-SM-0,5, VM3-SM-10 для воспроизведения звуковых фрагментов согласно программе


"Научно-технические статьи" - подборка научно-технических статей радиоэлектронной тематики: новинки электронных компонентов, научные разработки в области радиотехники и электроники, статьи по истории развития радиотехники и электроники, новые технологии и методы построения и разработки радиоэлектронных устройств, перспективные технологии будущего, аспекты и динамика развития всех направлений радиотехники и электроники, обзоры выставок радиоэлектронной тематики.


Оглавление

Российская фирма Телесистемы разработала и начала выпуск звукового модуля, предназначенного для воспроизведения звуковых фрагментов (сообщений) согласно программе пользователя. Рассмотрим устройство и основные характеристики звукового модуля.

Общая характеристика звукового модуля

Для работы с модулем используются карточки Smart media, с которых производится чтение звуковой информации, а также управляющей программы (скрипта). Управляющая программа (скрипт), поставляемая в комплекте с модулем, позволяет установить условия воспроизведения отдельных звуковых сообщений и настроить порядок, условия, и частоту их проигрывания. Скрипт и звуковые сообщения (до 8 штук) записываются на SM-карточку из компьютера посредством кардридера (стандартного адаптера для записи SM карт).

Модуль пригодится там, где необходимо периодическое оглашение некой звуковой информации: например, в помещении магазина, где необходимо информировать покупателей о новых поступлениях на прилавки или новых акциях, проводимых магазином. Или же на станции маршрутного транспорта, где необходимо периодически сообщать одну и ту же информацию о маршрутах и последние данные метеорологической сводки. Идеально подойдёт модуль также на любой выставке, для воспроизведения информации о фирме и любой другой дополнительной информации для потенциальных клиентов. По большому счёту модуль полезен везде, где нужно периодически информировать о чём-либо людей, покупателей, посетителей, сотрудников.

До сих пор с этой задачей успешно справлялась архаичная техника на магнитных носителях, но её использование требовало постоянного внимания со стороны человека, который её включал/выключал, перематывал и переворачивал кассету, и т.п. Модуль же является порождением цифровой электроники, лишённой вышеозначенных недостатков. Прежде всего, именно интеллектуальность, самостоятельность модуля отличает его от всех аналогичных систем, и наряду с гибкой системой питания (от сети или от элемента питания) делает модуль действительно автономным устройством, не требующим постоянного внимания со стороны человека.

Также стоит отметить, что модуль выпускается в безкорпусном варианте, что резко повышает вероятность успеха в его интеграции (встраивании) в какую-либо электронику, например, в игрушки или в бытовую аудиотехнику, с целью создания на её базе миниатюрной голосовой справочной системы.

Звуковые фрагменты (количество до 8) и скрипт хранятся в Smart Media карточке. Скрипт описывает логику воспроизведения фрагментов, по каким управляющим входам, при каких условиях и в каком порядке фрагменты будут воспроизводиться.

Карта памяти SmartMedia
Рис. 1. Карта памяти SmartMedia

Стандарт SmartMedia разработан и продвигается с 1996 г. альянсом SSFDC Forum (Solid State Floppy Disk Card). Это маленькое и легкое устройство хранения данных (рис. 1). SmartMedia - карточка памяти, выполненная на основе полупроводников. Ее размер: 45.1x37x0.76 мм, вес 2 грамма. Энергопотребление - 3,3 и 5 вольт. Соединение 22 pin.

По сравнению с другими картами памяти, структура SmartMedia достаточно проста - она имеет только носитель информации на основе встроенных чипов Nand типа, и контактную позолоченную панель, и таким образом менее дорогостоящая в производстве.

К недостаткам Smart Media можно отнести низкую скорость чтения/записи, незащищенность от внешних воздействий, небольшой ресурс работы и отсутствие единого формата хранения данных, так что карта, отформатированная на одном устройстве может не читаться на другом.

Запись скрипта производится в стандартном адаптере записи (карт-ридере) специальной программой. Звук воспроизводится встроенным усилителем низкой частоты (0,5Вт или 10Вт в зависимости от исполнения) через внешний подключаемый динамик. Для внешнего усилителя предусмотрен стандартный линейный выход.

Модуль контролирует напряжение питания и в зависимости от соответствующего параметра скрипта переходит в дежурный режим, если питание недостаточно высокое. Эта функция полезна при использовании автономного, батарейного питания.

Управляющие входы защищены резисторами и имеют защиту от перенапряжения. В паузах воспроизведения и дежурном режиме УНЧ отключаются.

Технические характеристики звукового модуля

ПАРАМЕТР ЗНАЧЕНИЕ ЕДИНИЦЫ
Полоса воспроизводимых часот 200-7000 Гц
Частота дискретизации 16000
Метод сжатия uLAW
Продолжительность записи при емкости карточки
  • 128МБайт
  • 64МБайт
  • 32МБайт
  • 16МБайт

136
68
34
17
Минуты
Объем поддерживаемой памяти SM Card 16-128 МБ
Потребляемый ток без УНЧ (с УНЧ зависит от выходной мощности)
  • в режиме воспроизведения
Общий потребляемый ток с УНЧ
  • в режиме ожидания с карточкой
  • в режиме ожидания без карточки


4,0



450
400


мА



мкА
мкА
Напряжение питания
  • VM3-SM-0.5
  • VM3-SM-10

3,6-12
9-12
Вольт
Выходная мощность (см. таблицы мощностей) 0,5-10 Ватт
Габаритные размеры (без радиатора УНЧ) 53x56x15 Мм
Максимально допустимое напряжение на упр. входах 12 Вольт
Количество входов управления 8 шт

Модуль выпускается в бескорпусном варианте (рис. 2) в двух модификациях с выходной мощностью 500 мВт (VM3-SM-0,5) и 10 Вт (VM3-SM-10).

Внешний вид звукового модуля

Рис. 2. Внешний вид звукового модуля

Таблица возможных выходных мощностей и напряжений питания VM3-SM-0,5

Нагрузка, Ом Напряжение питания, В Выходная мощность, мВт Максимальное
сопротивление
регулятора
громкости, кОм
8 4 50 0,5
16 6 150 1
32 8 330 2
100 12 500 10

Таблица возможных выходных мощностей и напряжений питания VM3-SM-10

Нагрузка,ОМ Напряжение питания,В Выходная мощность, Вт
4-8 9-12 5-10

Принципиальная схема. Входы и выходы модуля

На рис. 3 представлено схематическое изображение звукового модуля с обозначением выводов.

Обозначение выводов звукового модуля

Рис.3. Обозначение выводов звукового модуля

НАЗВАНИЕ НАЗНАЧЕНИЕ
GNDD Силовая земля. Подключается:
  • отрицательный провод питания - рядом с питанием
  • отрицательный провод управляющих сигналов - рядом с сигналами
  • отрицательный провод линейного входа - рядом с линейным выходом
+ 12V Положительный контакт питания
0UT1 Выход УНЧ, контакт для подключения динамика
0UT2 Выход УНЧ, контакт для подключения динамика
D0-D7 Управляющие входы. Подача на вход напряжения высокого уровня , равного напряжению питания, включает воспроизведение фрагмента по скрипту. Неза-действованные управляющие входы следует подключить к сигналу GNDD
RvO Нижняя точка подключения переменного резистора регулятора громкости
Rv1 Верхняя и средняя (движок) точка подключения переменного резистора
LINOUT Линейный выход для внешнего УНЧ. Амплитуда фиксирована.
RXD Служебный - не подключать
TXD Служебный - не подключать
HS Служебный - не подключать
+3.3v Служебный - не подключать
GND Служебный - не подключать

Принципиальная электрическая схема модуля приведена на рис. 4 (для увеличения схемы в отдельном окне, кликните по ней).

Принципиальная электрическая схема звукового модуля; Увеличить в отдельном окне

Рис. 4. Принципиальная электрическая схема звукового модуля

На SmartMedia карту при помощи программы CW.EXE записываются медиафайлы. Запись идёт в карт-ридере (в специальном устройстве).

Схема питается постоянным напряжением 12 В. Однако, DD2 и SmartMedia питаются от стабилизированного микросхемой AD1 напряжения - 3,3 В. Транзистор Q1 - ключ, который включает или выключает AD2 (усилитель звука). AD2 - включается только когда идёт воспроизведение через внешний динамик. AD3 - тоже УЗЧ, только более маломощный. На транзисторе Q2 - собран НЧ - фильтр.

В зависимости от управляющего сигнала от PICа на SmartMedia, с неё будет выдан тот или иной файл (D0...D7), который поступит на PIC. Там он декодируется и на вход ФНЧ будет подан звуковой файл в виде ШИМ, после прохождения фильтра звук поступит на УЗЧ (на оба сразу) и в зависимости от того, какой из них будет подключен на выход.

Работа со звуковым модулем

Для работы с модулем необходимы программы Wav2Law.exe и CW.exe. Wav2Law.exe преобразует файлы wav формата 16бит, 16кГц, моно в 10 бит, 16кГц, моно uLaw сжатия. CW.exe загружает файлы в карточку посредством стандартного адаптера Smart Media карт. Требования к компьютеру: операционная система Windows XP и подключенный адаптер Smart Media карт.

Новую карточку, с которой еще ни разу не работали, модуль обнаружит и отформатирует (сотрет) ее на низком уровне своими средствами. Cкрипт записывается программой CW.exe.

Операция форматирования новой карточки однократная, требуется единожды за все время работы с карточкой. После нее карточка может быть отформатирована Windows и быть использована в обычном порядке. Операция постформатирования требуется каждый раз, когда записан новый скрипт. Если она прошла хотя бы в одном модуле, то при использовании в другом она не требуется и не будет происходить. Постформатирование - это разметка карточки адресами музыкальных фрагментов в служебной области, операция может длиться до нескольких минут, это зависит не только от размера и объема записанной информации, но и от расположения информации в карточке.

Модуль воспроизводит звуковые фрагменты в соответствие с написанным скриптом. При подаче на модуль напряжения питания модуль проверяет наличие и состояние карточки и переходит в дежурный режим; при появлении управления на заданном входе переходит в активный режим и выполняет скрипт. В зависимости от режима в качестве органов управления можно использовать либо тумблеры, либо кнопки.

Входы RVO, RV1 предназначены для подключения переменного резистора 10 кОм (или иного, указанного в таблице мощностей и напряжений питания), определяющего громкость воспроизведения фрагментов. К RV1 подсоединяется средняя точка (ползунок) и один из крайних выводов резистора. К RV0 подсоединяется другой крайний вывод резистора. Громкость воспроизводимого звукового фрагмента также зависит от уровня громкости записанного звукового файла.

Описание скрипт-файла

Скрипт-файл представляет собой текстовый файл с расширением sc, например test.sc.

Структура файла имеет вид:

<>;
B=100;
M=255;
<7>;
F=test.ulaw;
t=1;
T=120;
P=10;
U=0;
<0>;
F=test1.ulaw;
t=1;
T=120;
P=16;
U=1;

где
<> - номер контакта, пустое поле означает параметры для всего устройства;
В=100 - минимальное напряжение на батарее, при котором прибор переходит в дежурный режим, устанавливается в сотнях милливольт. Т.е. 100 означает 10 вольт, 65-6,5вольт;
М=255 - маска активных входов. Десятичное отображение восьмиразрядного двоичного кода (255=11111111), каждый разряд которого определяет состояние соответствующего входа DD7-DD01, 1 означает, что вход активный, 0 неактивный и управление по нему игнорируется. Приоритет имеет тот вход, управление по которому пришло первым. Т.е. пока не снято управляющее воздействие (или не закончится скрипт в случае триггерного режима управления), следующий управляющий сигнал будет игнорироваться;
<7> - управление по входу DD7;
F=test.ulaw - имя файла, который будет воспроизводиться при высоком уровне на этом входе;
t=1 - пауза перед началом воспроизведения, в секундах;
Т=120 - время воспроизведения, включая паузы между повторами, в секундах;
Р=10 - пауза в повторах воспроизведения, в секундах;
U=0 - если 0, то разрешено триггерное управление. Т.е. даже если управление со входа снято, то воспроизведение продолжается. Если 1, воспроизведение прекращается, как только снимается 1 с управляющего входа. Все символы обязательны. Все цифры десятичные, максимальное число 65535. Все звуковые файлы должны быть в том же каталоге, что и скрипт-файл. Все одинаковые звуковые файлы занимают одно место, т.е. пишутся 1 раз, а не несколько.

Допускается наличие только одного скрипт-файла в карточке. Программа CW.exe сама обрабатывает ошибки и выдает соответствующие сообщения. Если есть ошибка в скрипте, карточка не записывается.

Заключение

Данное устройиство будет интересно оригинальностью идеи, неожиданным применением SmartMedia карт памяти, удобством интеграции с другими устройствами, программированием очередности воспроизведения звуковых сообщений. Однако, сложно судить, смогут эти модули ли когда-либо в нашей стране, где повсеместно используется "архаичная" техника на магнитных носителях, полностью вытеснить эту "архаичную" технику. Возможно проще и менее накладно усовершенствовать данную технику электронными устройствами управления. Ну а в современной технике, конечно неизбежно применение устройств данного типа.

Информация официально представлена фирмой Телесистемы.

Автор: Абражевич Руслан,
г. Минск, Беларусь


Дата публикации: 17.02.2004

Оглавление

Мнения читателей
  • рома / 19.11.2007 - 09:42
    Усилитель звука

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics