elektronik
Praxisbuch zur FFT-Analyse mit Mikrcontrollern
Franzis (2013)
Weblink mit Leseprobe
auch als gebundenes Buch verfügbar
Audiospektrum-Analyse mit Mikrocontrollern
Rezension von Burkhard Kainka:
Dieses praxisorientierte Buch vermittelt das Wissen, das notwendig ist, um ATMEL Mikrocontroller für die Analyse von Frequenzspektren im hörbaren Bereich einzusetzen.
Hierzu kann ein im Buch ausführlich beschriebenes Experimentiersystem aufgebaut werden.
Die verwendeten ATmega644 werden in Assembler programmiert. In der Programmiersprache LabVIEW erstellte Applikationen dienen der Analyse und Anzeige.
Themen aus dem Inhalt:
- Theorie der Fixpunkt-FFT
- Simulationsprogramm in LabVIEW
- Einführung in LabVIEW
- Experimentiersystem
- DTMF - Decoder
- Gitarrenstimmgerät
- Automatische Notation
- U-Bootsteuerung mit Schall
Displays mit ATmega 664
Ansteuerung von drei Textdisplays:
- ANAG AV0820 (2 Nibbles)
- EA T123A-I2C (I2C implementiert)
- LCD TC1602A-09 (I2C mit PCF8574)
Alle Codes wurden auf dem ATmega 664 in Assembler programmiert.
Tutorial bei:
mikrocontroller.net
Automatische Trimmklappen-Steuerung für Modellboote
Leichte Modellboote mit nur einem drehmomentstarken Motor neigen beim Beschleunigen dazu, seitlich entgegen der Drehrichtung der Schraube zu kippen.
Zwei Trimmklappen am Heck des Bootes können dem Kippen entgegenwirken. Die Stärke der Korrektur passt sich dabei dem Kippwinkel proportional an.
Hierfür wird ein Beschleunigungssensor ADXL330 verwendet.
(ATmega 644 in Assembler)
10 Servos mit dem ATMEL mega644 ansteuern
Mithilfe einer LabVIEW-Applikation auf dem PC wird ein RS232-Signal erzeugt. Dieses kann der ATmega 664 zur Ansteuerung der 10 Servos nutzen (Assembler).
Tutorial bei:
mikrocontroller.net
eDIP128W-6 TOUCH mit ATMEL ATmega644
In dem Grafik-Display eDIP128W-6 TOUCH sind bereits zahlreiche Schriftarten und Grafikfunktionen integriert, die mithilfe eines speziellen Protokolls vom Mikrocontroller angesteuert werden können. Für die Verwendung des Touch-Displays sind ebenfalls vorkonfigurierte Funktionen vorhanden.
In diesem Beispiel kommuniziert der Controller ATmega 664 mit dem Display in Assembler. Zur Vereinfachung wurden die Grafiktools als Makros programmiert.
Eine LabVIEW-Applikation kann monochrome BMP-Dateien in 'db.'-Zeilen umwandeln. Mit deren Hilfe lassen sich Bilder auf dem Display darstellen.
Projekte für das ELO - Magazin
Würfelprogramm für den ATMEL tiny 13
Ein Bausatz-Klassiker, hier für den ATtiny13/ ATtiny13V (Assembler-Programmierung). Es werden nur sehr wenig externe Bauteile benötigt.
Damit die geringe Anzahl an Ausgängen des ATtiny13 ausreicht, sind einige LEDs zusammengeschaltet. Der Würfel verfügt über eine AUTO POWER OFF-Funktion (Power Down - Mode). Deshalb genügt nur ein Taster zum Einschalten und Würfeln.
Nach dem Loslassen das Tasters wird ein Ausrollen der Würfels simuliert, bevor die Zufallszahl angezeigt wird.
Der Würfel befindet sich in einem LEGO-Gehäuse.
SENSO - Spiel mit dem ATMEL tiny 26
Dieses Spiel war um 1978 ein echter Renner und macht auch heute noch Spaß! In dem scheibenförmigen Gehäuse befanden sich vier farbige Tastenfelder. Jeder Taste war nicht nur eine Farbe, sondern auch ein bestimmter Ton zugeordnet. Zunächst brachte das Gerät zufällig eine Farbe zum Leuchten und gab hierzu den entsprechenden Ton aus. Der Spieler musste nun die entsprechende Taste drücken. War die Eingabe richtig, gab das Gerät die erste Farbe erneut aus und zusätzlich eine weitere zufällige Farbe. Nun musste der Spieler die beiden zugehörigen Tasten in der richtigen Reihenfolge drücken. Mit jeder korrekten und vollständigen Eingabe erhöhte sich die Sequenz um eine zusätzliche zufällige Farbe. Das Spiel endete, sobald sich der Spieler vertippte.
Das sog. MVF (Mehrfrequenzwahlverfahren) oder auch DTMF (Dual Tone Multiple Frequency) wird bei der Telefonvermittlungstechnik genutzt. Es wird gebildet durch eine Überlagerung von zwei sinusförmigen Tonsignalen. Bei der Dekodierung gilt es, die beiden Frequenzbestandteile zu erkennen, um daraus die zugehörigen Tastencodes zu identifizieren.
Mein Interesse bestand darin, für einen Mikrocontroller der Tiny-Klasse, hier den ATtiny26, einen alternativen Weg zur FFT und zum Goerzel-Algorithmus zu finden, um DTMF-Codes zu entschlüsseln. Es werden dabei Ausschnitte der Interferenzmuster der beiden sich überlappenden Frequenzen analysiert. Die Ausgabe erfolgt mit einer Sieben-Segment-Anzeige. Durch das spezielle Vorgehen kann auf ein Quarz verzichtet werden. Es reicht die voreingestellte Taktfrequenz von nur 1 MHz aus. Für das Electret-Kondensator-Mikrofon wird kein zusätzlicher Operationsverstärker benötigt, die Verstärkung erfolgt über ein sog. Differential ADC Channel Pair with gain (x20) des ATtiny26.
Fazit: Ein DTMF-Decoder wird auf diese Weise realisierbar. Die Schaltung benötigt jedoch ein längeres Signal zur Analyse (ca. 500 ms). Keine Funktionsgarantie!
Mit dem vorliegenden Projekt wird eine recht einfache aber erstaunlich gut funktionierende Methode beschrieben, die Richtung der momentan lautesten Schallquelle mithilfe zweier Electret-Kondensator-Mikrofone (ECM) zu lokalisieren. Übertragungsmedium ist Luft.
Befinden sich zwei Mikrofone und eine Schallquelle an unterschiedlichen Stellen im Raum, so trifft ein sich kreisförmig von dieser Quelle ausbreitendes Schallereignis aufgrund der Schallgeschwindigkeit zeitlich versetzt bei beiden Mikrofonen ein. Dieser Zeitunterschied wird Laufzeitdifferenz genannt und ist, bezogen auf die beiden Mikrofone, ein Maß für die Richtung zur Schallquelle.
Als Mikrocontroller kommt der ATMEL mega8 zum Einsatz. Er hat ein für diese Anwendung ausreichend großes RAM. Der Systemtakt wird über das Fuse-Low-Byte auf 2 MHz eingestellt. Ein Quarz ist nicht notwendig.
Zusätzlich erfolgt die Datenausgabe über eine zweistellige 7-Segment-Anzeige mit gemeinsamer Kathode. Es werden zwei handelsübliche, aber unbedingt baugleiche ECM's benötigt. Sie müssen in einem Abstand von genau 19 cm zueinander montiert werden. Die Mikrofonleitungen müssen abgeschirmt sein. Die Verstärkung erfolgt auf einfache Weise mit einem Zweifach-Operationsverstärker.
Elektronisches Drehzahlenschloss (AT tn13)
Die notwendigen Bauteile sind aus dem Schaltplan ersichtlich. Insbesondere wird ein Potentiometer mit Schalter und ein Potiknopf mit Skalierung benötigt.
Bedienungsanleitung:
Nach jedem Batteriewechsel ertönt zunächst 15sec lang ein Alarmsignal.
Dies dient dazu, dass man bei Falscheingaben nicht einfach nur die Batterien herausnehmen könnte.
Danach muss die erste Zahl der unter dem Label ZAHLEN_CODE gespeicherten Geheimzahl eingegeben werden (hier: 8-2-9-1-5). Dies erfolgt durch Drehen.
Die Geheimzahl kann aus bis zu 255 Stellen bestehen. Diese müssen durch jeweiliges Hin- und Zurückdrehen erreicht werden können. (z.B.: 1-2-3 geht nicht!)
War die Code-Eingabe erfolgreich, ertönt nun ein längerer Ton und die Rote LED schaltet sich für ca. 10sec an. An diesem Kontakt könnte der Türöffner angeschlossen werden. Nach dem Öffnen schaltet sich das Gerät automatisch ab.
Das Gerät verbraucht im inaktiven Zustand nur maximal ca. 0,8µA.