Energisnål och välanpassad microprocessor

[Jonasmaki]

Hej!

Jag håller på med ett litet projekt, jag kan inte avslöja allt för mycket om just det men jag tänkte jag skulle få lite råd härifrån.


Det jag vill åstadkomma är att från en latchande knapp skicka en triggsignal till en microprocessor och beroende på hur många pulser jag får från knappen utföra lite olika åtgärder. Det handlar om tre olika knapptryckningar. Koden på mikroprocessorn blir alltså inte så stor. Denna mikroprocessor ska i sin tur skicka vidare någon typ av signal till en media enhet. Även denna mediaenhet ska vara energisnål och gärna så billig de går. Den ska klara av att spela upp MP3. Microprocessorns jobb är alltså att skicka start och stop signaler till denna mediaenhet, den ska även kunna säga på något lurigt sätt vad som ska spelas upp. Inte helt säker än på hur detta ska gå till men det får jag fundera på.

Det som jag har lite frågor på just nu är följande:
•En liten, energisnål och gärna billig mikroprocessor som klarar av att ta emot en signal från en knapp och sedan skicka ut signaler till en mediaspelare. (alla signler ska vara TTL), vet att detta låter som en väldigt simpel uppgift dock är jag ny till mikroprocessorer, jag har programmerat en atmel mikroprocessor för många år sedan. Det är väl typ allt jag kan om dem. Så alla tips är välkomna!

•Tips på en mediaspelare som går att bygga in i en elektrisk krets vore även det bra, finns detta? eller måste man bygga en sj.. tro? Kanske plocka isär en mp3 spelare.. om detta nu är billigaste alternativet.

•Om det finns någon liten energisnål processor som lätt programmeras med C eller dyl. som kan hantera båda TTL signaler från en latchknapp och skicka ut ljud (Tillräckligt bra upplöst och snabbt för att spela en MP3a) så är ju det också ett väldigt smidigt alternativ.
MVH
Jonas

[Icecap]

Microchip och andra tillverkare har µC som är energisnåla till att börja med och som, rätt använd och programmerat, kan dra väldigt lite ström.

Sedan undrar jag vad du menar med TTL-signaler. Om du vill göra något strömsnålt betyder nästan alltid "batteridrivet" vilket gör att en spänningsreglering är en energikostnad som inte kan försvaras. Alltså är 5V en "omöjlig" spänning vilket gör att TTL-nivå på enheten är orealistiskt, helt enkelt för att det inte finns någon batteri som ger 5V "naturligt".

Alltså får jag anta att du menar något annat, kanske du menar "digitala signaler"? Nåja du borde iaf. veta det, vi andra kan bara gissa.

Men att spela upp MP3 med en µC ska vara möjligt, kruxet är att MP3-filen/filerna ska vara lagrat i något minne som sedan ska läsas av. Och beroende på hur stora filerna är kan detta sätta en del käppar i hjulet för "liten", "strömsnål" och "billig".

Och frågan är även: om det är kortare ljudfiler: varför just MP3? Det finns andra format som kan vara enklare att spela upp med en µC och är det "fasta" filer kan en konvertering utföras.

[Jonasmaki]

Ja den hela lösningen ska drivas på några 1,5V eller 9V batterier, är bara i en förstudie till mitt lilla projekt och ännu inte ritat de elektriska kretsscemat än. Om det blir TTL, LVTTL eller bara på någon höjning i spänningen när man trycker på knappen känns av. Men ditt antagande är helt rätt, det är digitala signaler jag pratar om.

Inget krav på mp3 filer. Det ska vara musik/ljud filer iallafall, förslag på filtyper som enklare programmeras och används samt tar mindre minnesplats med dessa uC chip tas gärna emot. Jag kommer att spela upp ljudsnuttar på omkring 10-20s och vissa ljud på bara fåtal sekunder.

Antagande:
Om jag använder dessa uC chip, kan jag då sköta allt från att ta emot de digitala signalerna från knappen och spela upp ljud genom dessa chip? Jag antar att jag måste fixa någon DAC eller är även detta inbyggt i uC chippen? Sedan behöver jag ju göra elektronik för förstärkarsteg osv. till högtalarna såklart.

Har ännu inte kollat in specarna på chippen tänkte bara ställa några snabba följdfrågor.

MVH
Jonas

[sodjan]

En stor fråga är ju önskad ljudkvalitet.
"CD-ljud" eller "telefon-ljud" ? Eller något imellan.

[Jonasmaki]

En mycket bra fråga...

Jämförbart med CD-ljud vill jag ha.


//Jonas

[thepirateboy]

Du kan använda t ex ATXMEGA128A1U-AU som har inbyggd DAC. Den är strömsnål, har 128kB flash och kostar ca 20kr + moms.

Utvecklingskortet heter Xplain och har knappar, förstärkare och högtalare. http://www.atmel.com/Images/doc8203.pdf

Det finns exempelkod att ladda hem som spelar olika ljud beroende på vilken knapp du trycker på.

Kanske kan va nåt? Dock tveksamt om du kan uppnå CD-kvalitet då den bara har 12 bitars DAC.

[Icecap]

I rått ljudformat kommer 128kB att betyda att varje sekund kommer att ha anspråk på 128kB minne. Man kan såklart packa detta på lite olika sätt men i verkligheten kommer detta att minska storleksbehovet till ung. hälften som bäst.

Alltså kommer 20 sek att kräva ung. 1,28MB - och då börjar vi att prata separat minne just för ljudet. Det är inte "små & billiga" µC som har flera MB minne, det är i den lite högre klass innan de är där.

Alltså kan ett SD-kort vara grejen men det ska läsas och ska det vara enkelt att bygga och ändra ljud på är det FAT-16 eller FAT-32 som gäller och det tar plats det med - men då programplats. Och återigen faller "små & billiga" bort...

Och µC'n ska kunde jobba ganska bra för att hinna med allt om man ska ha FAT och SD-kort.

Ska du ha riktig CD-kvalitet är det 192kB som gäller, det minskar såklart inte storleksbehovet. Allt är i 16 bit såklart.

[Jonasmaki]

Xplain låter ganska intressant att prototypa på.

Dock tror jag at 12-bit är lite för lågt. Sedan kommer jag garanterat att behöva externt minne i form av SD kort eller USB sticka..

Jag verkar inte riktigt ha följt med vad sådana här chip kostar sedan jag sist höll på med dem för ca 5-7 år sedan. Med billiga chip tänker jag kanske upp mot 100-200 spänn.. Varför jag sa små var mest energisnålheten, ju mindre kretsar osv drar ju mindre ström..

Så jag formulerar om frågan lite. Då det verkar finnas väldigt mycket olika typer av processorer idag.

Jag behöver ha ett chip som ska kunna styras av en knapp. Beroende hur snabbt jag tycker flera pulser ska olika ljud/musikfiler spelas upp. Batterier ska driva alltihop, drifttid ska vara iallafall 10h gärna uppemot 20h eller såklart mer. Något externt minne ska användas då jag ska ha en lång lista med 10-20sekunders ljud. Ca 1000. Om 16-bit DAC finns med i chippet är de bara ett plus. Ljudet ska vara i CD-kvalitet. Detta är alltså ett högre krav än "smått och energisnålt" chippet bör inte överstiga 100-200kr.

Antar att vi har lite andra chip i kikarn nu?

[thepirateboy]

Ok, ska du ha 16-bit ljud så kolla t ex på AVR 32-bit (AT32UC3A) http://www.atmel.com/devices/AT32UC3A46 ... =documents

[victor_passe]

Kolla på stm32f4xx serien.
Du kan koda av mp3 utan problem med helix dekodern och köra usb MSD host på den.
http://vedder.se/2012/12/stm32f4-discov ... p3-player/

Men en av de större PIC32 kan du koda av mp3(helix) från sd kort utan problem.

De(microchip) har till och med en appnote tror jag.

[Marta]

För hantering av audiosignalerna finns även alternativet med en standard ASIC från t.ex. http://www.vlsi.fi/. T.ex.VS1053 eller 1063 är lättanvänd och har dräglig ljudkvalitet samt stöder många format. Kanske är lite strömhungrig, men allt som klarar en sådan applikation drar ström.

[dangraf]

Om du ska hålla det så enkelt som möjligt kanske man kan dela upp det i de 2 delarna som du beskrev.

Ett förslag är att du köper en billig befintlig mp3spelare (http://dx.com/p/usb-rechargeable-screen ... blue-72765 som kostar ca 5$) , öppna denna och koppla in dig på batteriet. Misstänker att du kommer hitta ett lipo på ca 3.6V som du kan använda dig av. Du skulle kunna knåpa ihop en liten labbruska med en uC som tar de knapptryckningar som du pratar om och kopplar in dig på knappsatsen/knappen. Då konverterar du din 1 knappslösning till ett gäng knapptryckningar på spelaren.
Detta skulle jag tycka är en billig lösning för att se om konceptet fungerar och om man enbart ska bygga några få enheter. Du kommer förhoppningsvis mer än halvera utvecklingstiden eftersom mp3 delen redan är klar. Men om du ska bygga 1000 eller 10000 är detta kanske inte den bästa lösningen.

[dangraf]

Angående den strömsnåla processorn som ska ha hand om knapptryckningar så kan man lösa detta på olika sätt. Antingen kan man programmera strömsnålt genom att dra ner oscillatorn, stänga av alla delar man inte ska ha och leta efter det mest strömsnåla märket. Eller så kan du lägga lite mer energi på elektronik så att när du trycker på knappen ger du processorn ström för x antal sekunder då du kan du ful-programmera och slippa lägga timmar på att läsa datablad för att förstå alla perferienheter och inställningar. Därefter stängs strömmen av om man inte rör på knappen. Den största strömförbrukaren är nämligen standbyströmmen så om du får ner denna till i stort sätt 0 så är du antagligen i hamn. Ta den processor som du kan få hjälp med av kompisar/forum.

[Jonasmaki]

Tack för alla svar!

Inser nu efter en hel del letande att detta kanske inte var så lätt som jag först tänkt mig. Har planer på att använda en Raspberry pi för prototyp. Den ska då alltså kopplas mot någon display via HDMI och ljud till någon AUX.

Blir det mass produktion blir det nog uC som gäller, får se hur det går!