Universit degli studi di Pavia Progetto e realizzazione

Università degli studi di Pavia Progetto e realizzazione di un sistema per la registrazione e riproduzione di sequenze ritmiche acquisite via microfono. Elaborato di Laurea di Alessandro LAZZARINI BARNABEI Relatore: Correlatore: Prof. ssa Carla VACCHI Ing. Daniele SCARPA

Specifiche di funzionamento n n n Sequenza ritmica : impartita tramite battito di mani o tramite strumento a percussione Elaborazione da parte del sistema Riproduzione della sequenza: tramite le bacchette e il tamburo

Presentazione del lavoro n Elaborazione del primo prototipo: parte circuitale Analisi delle performance e dei problemi riscontrati n Elaborazione del secondo prototipo: microcontrollore n Creazione del circuito stampato n Montaggio del supporto

Acquisizione dei suoni e trattamento dei segnali n n n Analisi delle caratteristiche dei segnali da acquisire: frequenza, distanza temporale tra gli impulsi ecc. . . Scelta della modalità digitale per l’elaborazione dell’informazione Sviluppo di un circuito di acquisizione dei segnali dal microfono: preamplificazione, digitalizzazione Segnale Distanza audio Segnale temporale digitalizzato

Registrazione della sequenza ritmica n n Scelta dei contatori binari come strumento di misura della distanza temporale Memorizzazione di numeri corrispondenti agli istanti in cui iniziano i battiti

Lettura dei dati in memoria n n n Lettura dati Segnale di clock fissato Ai numeri memorizzati corrispondono i battiti da riprodurre

Riproduzione dei suoni n n n Riproduzione tramite bacchette mosse da motori passo-passo raggiungimento di una certa posizione angolare e successivo ritorno alla posizione di partenza necessità di una coppia elevata e di alta velocità di esecuzione

Elaborazione del primo prototipo n Parte hardware analogica n Parte digitale realizzata con componenti discreti CARATTERISTICHE: n n Due battiti memorizzabili Un motore per la riproduzione

Elaborazione del primo prototipo Circuitodidimemorizzazione pilotaggio e lettura dati suoni acquisizione alimentazione motori

Circuito di acquisizione suoni Microfono Stadio amplificatore Stadio comparatore

Circuito monostabile: conversione analogico-digitale Dispositivo antirilascio impulso all’accensione

Tecnica di pilotaggio motori Rotazione motore passo-passo Interruttore a BJT Dal circuito pilotaggio motori

Rotazione : forme d’onda

Circuito di pilotaggio motore Dispositivo per il cambio di rotazione Shift register

Circuito di memorizzazione-lettura dati Dal monostabile Discriminatore fasi rec e play Contatori di lettura Contatore di memorizzazione

Analisi delle performance e dei problemi riscontrati n n n Circuito totale ingombrante e complesso 24 integrati per due battiti e un motore Circa 70 per dieci battiti e due motori

Elaborazione del secondo prototipo n n n Acquisizione dei suoni e trattamento dei segnali invariati Parte digitale integrata in un microprocessore PIC Hardware di alimentazione dei motori invariato

Implementazione via software Software n PC Interfaccia hardware Programmazione in linguaggio jal PIC

PIC: input e output digitali Segnale monostabile Input di clock Output

Circuito completo Acquisizione suoni + monostabile PIC Alimentazione motori

22 cm Disegno di Layout 11 cm n n n Dimensioni compatibili al supporto fisico Piazzamento manuale dei componenti Posizione periferica dei connettori

Creazione del circuito stampato n n n Sviluppo dell fotoresist tramite il bromografo Attacco chimico fino ad arrivare alla creazione delle piste sulla basetta Foratura della basetta

Conclusioni n n n Specifiche di progetto rispettate Validità didattica e progettuale del primo prototipo Validità pratica del secondo prototipo

Montaggio del dispositivo