Mikrokontroler AVR steruje sygnałem dźwięku


r_99_16_1r_99_16_2r_99_16_3
W najbliższych wpisach na portalu, przedstawimy kilka projektów koncentrujących się na generowaniu dźwięku lub interakcji z użytkownikiem za pomocą dźwięku.

Wiele projektów wymaga urządzenia r_99_16_4przekształcającego kod cyfrowy na dźwięk – na przykład krótkiego sygnału dźwiękowego generowanego za pomocą brzęczyka w celu wskazania odpowiedzi użytkownikowi. Ale nie pominiemy projektów, w których włożono duży wysiłek w przygotowanie urządzenia przekształcającego kod cyfrowy na dźwięk
Sprzężenie audio w wielu systemach jest bardzo pożądane.
Informacja zwrotna może wskazywać na warunek sprawny / zepsuty lub warunek zezwolenie / zakaz.
Różnica między stanem sprawny i zepsuty może być odpowiednia dla krótkiego i długiego sygnału dźwięku lub o różnych częstotliwościach dla dwóch warunków.
Ilustracja na rysunku 1 pokazuje, jak zintegrować funkcję urządzenia przekształcającego kod cyfrowy na dźwięk w dowolnym systemie.
System wykorzystuje oscylator audio na bazie zegara 555.
Układ timera 555 ma pin włączający, który po ustawieniu na napięcie Vcc uruchamia timer 555.
Jeśli pin włączający jest ustawiony na punkt masy, wówczas oscylator jest wyłączony.
Inny schemat, który kontroluje również częstotliwość sygnału audio, pokazano na rysunku 2.
Jednak użycie dodatkowego układu scalonego (takiego jak timer 555) w aplikacji mikrokontrolera jest marnotrawstwem i jest zbędne.
Mikrokontroler jest w stanie generować dźwięki.
Wystarczy odpowiedni sterownik.
Schemat na rysunku 3 pokazuje trzy układy (a, b i c) generowania sygnałów audio w aplikacji opartej na mikrokontrolerze.
Istnieją brzęczyki generujące stałą częstotliwość, które po prostu trzeba włączyć lub wyłączyć.
Inne opcje pokazane na ilustracji obejmują mały głośnik sterowany bezpośrednio z pinu mikrokontrolera (opcja b).
Takie głośniki są łatwo dostępne z powodu gwałtownego wzrostu korzystania z telefonu komórkowego.
Do sterowania głośnikiem potrzebny jest mikrokontroler do generowania przebiegu prostokątnego o pożądanej częstotliwości audio (ponieważ najłatwiej jest wygenerować przebieg prostokątny).
Przebieg prostokątny może być generowany za pomocą oprogramowania lub za pomocą wewnętrznego timera.
Mikrokontroler oferuje elastyczność zmiany częstotliwości audio poprzez generowanie różnych dźwięków dla różnych czasów trwania.
Mikrokontroler nie może przepuszczać zbyt dużego prądu przez głośnik, dlatego rezystor ograniczający prąd musi być dodawany szeregowo z głośnikiem.
Wartość rezystora należy wybrać w taki sposób, aby całkowity prąd przepływający przez głośnik był mniejszy niż maksymalny prąd dopuszczalny przepływający przez pin mikrokontrolera.
W mikrokontrolerze AVR każdy pin może obsłużyć prąd o natężeniu od 35 do 40mA.
Rezystancja szeregowa ograniczałaby prąd płynący przez głośnik, ale oznaczałaby również, że dźwięk nie jest tak głośny.
Jeśli potrzebujesz głośniejszego dźwięku, można użyć trzeciej opcji pokazanej na ilustracji (opcja c).
Tutaj tranzystor NPN służy do sterowania głośnikiem bez rezystancji szeregowej (lub znacznie mniejszej).
Ilustracja na rysunku 4 pokazuje schemat wykorzystujący obwód wzmacniacza audio do głośnego wyjścia z głośnika.
Pokazane są dwa powszechnie stosowane popularne obwody wzmacniaczy audio.
TDA2020 zapewni naprawdę głośne wyjście odpowiednie do zastosowania w aplikacjach alarmowych.

Problemem tych wzmacniaczy audio jest jednak niska wydajność, ponieważ są to wzmacniacze klasy B.
Ilustracja na rysunku 4 pokazuje wzmacniacz audio na bazie mostka konfiguracji H, który w języku wzmacniaczy audio byłby uważany za klasę D, która ma ponad 90% wydajności.
Jednak wymaga więcej funkcji sprzętowych mikrokontrolera, aby wypełnił te zadania.
Zastosowany tutaj schemat pokazany na poprzedniej ilustracji (opcja c), to znaczy głośnik sterowany przez tranzystor NPN i sygnał audio generowany przez mikrokontroler.
Nasze wpisy poświęcimy różnym projektom wykorzystującym gotowe układy scalone wzmacniacza audio, a także wzmacniacz oparty na mostku H.

Autor: Tom Gross

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.