Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

--- et:examples:digi:sound [2014/09/30 07:47] – raivo.sell
+++ et:examples:digi:sound [2020/07/20 09:00] (current) – external edit 127.0.0.1
@@ Line 1: / Line 1: @@
-~~PB~~
+<pagebreak>
 ====== Heligeneraator ======
 //Vajalikud teadmised:
-[HW][[et:hardware:homelab:controller]], [HW][[et:hardware:homelab:digi]] \\
+[HW][[et:hardware:homelab:digi]],
-[AVR][[et:avr:io]], [AVR][[et:avr:timers]], [AVR][[et:avr:dac]], [AVR][[et:avr:interrupts]] \\
+[AVR][[et:avr:timers]],\\ [AVR][[et:avr:dac]],
 [LIB][[et:software:homelab:library:buzzer]] //
 ===== Teooria =====
-[{{  :et:examples:digi:homelab_buzzer.png?220|Kodulabor II buzzer}}]
+[{{ :examples:sound:piezo.jpg?200|Piesoheligeneraator}}]
-[{{  :et:examples:digi:speaker.jpg?220|Kodulabor III kõlar koos võimendiga}}]
+[{{ :examples:sound:kingstate-kssg3108.jpg?200|Kõlar}}]
-Taimerite üheks praktiliseks rakenduseks on heligeneraatori juhtimine. Heligeneraator on tihti kasutusel juhtpaneelides, alarmseadmetes ja mujal nupuvajutuste või signaalhelide kuuldavaks toomiseks. Sellist heligeneraatorit kutsutakse tihti lihtsalt kõlariks, piiksujaks, või siis buzzeriks, mis on üle võetud inglise keelest. Tööpõhimõttelt võib buzzerid jagada kaheks piesoelektrilisteks ja elektromagnetilisteks.
+Taimerite üheks praktiliseks rakenduseks on heligeneraatori või kõlari juhtimine. Heligeneraator on tihti kasutusel juhtpaneelides, alarmseadmetes ja mujal nupuvajutuste või signaalhelide kuuldavaks toomiseks. Sellist heligeneraatorit kutsutakse tihti lihtsalt kõlariks, piiksujaks, või siis //buzzeriks//, mis on üle võetud inglise keelest. Tööpõhimõttelt võib heligeneraatorid jagada kaheks: piesoelektrilisteks ja elektromagnetilisteks.
-Piesoelektriline buzzer koosneb metallplaadist ja sellele kinnitatud piesokeraamilisest materjalist elemendist. Piesokeraamiline element muudab vastavalt pinge suurusele oma mõõtmeid. Selle tagajärjel metallplaat paindub. Rakendades buzzerile nelikantsignaali või vahelduvvoolu tekib võnkumine ehk heli.
+Piesoelektriline heligeneraator koosneb metallplaadist ja sellele kinnitatud piesokeraamilisest materjalist elemendist. Piesokeraamiline element muudab vastavalt pinge suurusele oma mõõtmeid, mille tagajärjel metallplaat paindub. Rakendades heligeneraatorile nelikantsignaali või vahelduvvoolu tekib võnkumine ehk heli.
-Elektromagnetiline buzzer sarnaneb oma tööpõhimõttelt valjuhääldile. Ka siin on magnetväljas pool, mille kohale on paigutatud metallist membraan. Kui lasta helisageduslik vool läbi pooli, hakkab membraan tekkiva magnetvälja ja püsimagneti välja koosmõjul liikuma. Analoogselt piesoelektrilise buzzeriga tekib heli.
+Elektromagnetiline heligeneraator sarnaneb oma tööpõhimõttelt valjuhääldile ehk kõlarile. Ka siin on magnetväljas pool, mille kohale on paigutatud metallist membraan. Kui lasta helisageduslik vool läbi pooli, hakkab membraan tekkiva magnetvälja ja püsimagneti välja koosmõjul liikuma. Analoogselt piesoelektrilisele heligeneraatorile tekib heli.
-Üldiselt on piesoelektrilised buzzerid võrdluses elektromagnetilistega suurema helirõhu, väiksema voolutarbe ja kõrgema võimaliku helisagedusega. Kõige tugevama heli kõige väiksema voolutugevuse korral saab siis, kui buzzer töötab oma resonantssagedusel. Sellisel juhul on membraani amplituud kõige suurem.
+Üldiselt on piesoelektrilised heligeneraatorid võrdluses elektromagnetilistega suurema helirõhu, väiksema voolutarbe ja kõrgema võimaliku helisagedusega. Kõige tugevama heli kõige väiksema voolutugevuse korral saab siis, kui heligeneraator töötab oma resonantssagedusel. Sellisel juhul on membraani amplituud kõige suurem. Elektromagnetiline heligeneraator ehk kõlar omab võrreldes piesoelektrilise heligeneraatoriga oluliselt paremat tonaalsust ja sobib lisaks lihtsate signaalhelide genereerimiseks ka muusika ja kõne edastamiseks.
-~~CL~~
+Kõlarite juhtimiseks ei piisa tavaliselt digitaalväljundist vaid vaja on analoogsignaali. Selleks on kõige mugavam rakendada digitaal-analoog muundurit (inglise keeles //digital-analog converter//, lühend DAC). Digitaal-analoog muundur töötab vastupidiselt analoog-digitaal muundurile ja võimaldab mikrokontrolleril tekitada ka analoogväljundsignaali. Odavamatel ja lihtsamatel mikrokontrolleritel (sh ka ATmega128 ja ATmega2560) ei ole digitaal-analoog muundurit kiipi integreeritud. Sellisel juhul võib kasutada välist eraldiseisvat kiipi või tekitada analoogsignaal RC filtri ja võimendusskeemi abil. See nõuab aga mitmeid lisakomponente ja seetõttu on kõlari kasutamine koos mikrokontrolleriga mõnevõrra keerukam võrreldes muude digitaalsignaalidega opereerivate komponentige (nt lülitid, LED-id, andurid, jms).
+<pagebreak>
+===== Praktika =====
-===== Praktika Kodulabor III generatsiooni moodulitel =====
+Kodulabor II Kasutajaliidese moodulil asub piesoelektriline heligeneraator koos võimenduslülitusega. Heligeneraatorit juhitakse viiguga PG5.
+Heligeneraatori kasutamiseks on Kodulabori teegis olemas funktsioon //buzzer_sound//, mis toob kuuldavale valitud pikkuse ja sagedusega helisignaali. Heli sagedus antakse ette suhtelistes ühikutes 1-255. Heli kestvus on millisekundites.
-Kodulabori kasutajaliidese plaadil asub koos lihtsa võimendiga kõlar, mis on ühendatud kontrolleri DAC1 kanaliga 1.
+<code c>
+// Valitud sageduse ja pikkusega helisignaali genereerimine
+void buzzer_sound (unsigned char freq, unsigned int length)
+{
+	// Heligeneraatori viigu määramine
+	pin buzzer = PIN(G,5);
-Kõlari kasutamiseks on Kodulabori teegis olemas funktsioon buzzer_sound, mis toob kuuldavale valitud pikkuse ja sagedusega helisignaali. Helisadegus andtakse ette hertsides ning kestvus millisekundites. Lisaks on võimalik käsuga buzzer_volume muuta heli valjusust vahemikus 0-4095, mis on realiseeritud DACi amplituudiga.
+	// Heligeneraatori viigu väljundiks seadistamine
+	pin_setup_output(buzzer);
-XMega kontrolleriga kenereeritakse tarkvaraline PWM, millega juhitakse DAC mooduli pinge väljundit 0V ja volüümiga määratud pingenivoo vahel.
+	// Timer 0 kiire PWM režiimi seadistamine koos OCR0A ja COM0B1 väljundiga
+	TCCR0A |= (1 << COM0B1);
+	TCCR0A |= ((1 << WGM01)|(1 << WGM00));
+	TCCR0B |= (1 << WGM02);
+	OCR0A = freq;
+	// Timer 0 käivitamine koos jaguriga 1024
+	TCCR0B |= ((1 << CS02)|(1 << CS00));
+	// Heli pikkus
+	sw_delay_ms(length);
+	// Taimeri ehk heli genereerimise peatamine
+	timer0_stop();
+}
+</code>
+Kodulabor III Kasutajaliidese moodulil asub koos lihtsa võimendiga kõlar, mis on ühendatud kontrolleri DAC1 kanaliga 1.
+Kõlari kasutamiseks Kodulabori teegis olev funktsioon //buzzer_sound// toob kuuldavale valitud pikkuse ja sagedusega helisignaali. Helisagedus andtakse ette hertsides ning kestvus millisekundites. Lisaks on võimalik käsuga //buzzer_volume// muuta heli valjusust vahemikus 0-4095, mis on realiseeritud DACi amplituudiga.
+Xmega kontrolleriga genereeritakse tarkvaraline PWM signaal, millega juhitakse DAC mooduli pingeväljundit 0 V ja //buzzer_volume// funktsiooni parameetriga määratud pingenivoo vahel.
 <code c>
@@ Line 38: / Line 67: @@
 	if( CH1_Output == 1)
 	{
-		// Sea väljundpinge vastavalt volüümile 1
+		// Väljundpinge määramine vastavalt volume-ile 1
 		DAC_Channel_Write( &DACB, volume, CH1);
 		CH1_Output = 0;
 	}
 	else
 	{
-		// Sea väljundpinge 0V
+		// Väljundpinge määramine 0 V
 		DAC_Channel_Write( &DACB, 0, CH1);
 		CH1_Output = 1;
@@ Line 50: / Line 80: @@
 }
-//
+// Genereeritakse heli sagedusega freq (8 Hz - 500 kHz) ja pikkusega length (ms)
-// Genereeri heli sagedusega freq (8Hz - 500kHz) ja pikkusega length (ms)
+// kui length = 0, siis jäädaksegi heli väljastama
-// kui length = 0, siis jäägi heli väljastama
-//
 void buzzer_sound (uint16_t freq, unsigned int length)
 {
 	// DAC seadistamine
-	// AVCC Pingereferentsiks DAC moodulile
+	// AVCC on pingereferentsiks DAC moodulile
 	DACB.CTRLC = ( DACB.CTRLC & ~DAC_REFSEL_gm) | DAC_REFSEL_AVCC_gc;
-	// Vali kanalid
+	// Kanali valimine
 	DACB.CTRLB = ( DACB.CTRLB & ~DAC_CHSEL_gm ) | DAC_CHSEL_DUAL_gc;
-	// Käivita kanal 1 ning DACB moodul
+	// Kanal 1 ning DACB mooduli käivitamine
 	DACB.CTRLA = DAC_CH1EN_bm | DAC_ENABLE_bm;
 	// Taimeri E0 seadistamine
-	// Luba ületäituvuse katkestus keskmise prioriteediga
+	// Ületäituvuse katkestus lubamine keskmise prioriteediga
 	TCE0.INTCTRLA = ( TCE0.INTCTRLA & ~TC0_OVFINTLVL_gm ) | TC_OVFINTLVL_MED_gc;
-	// Sea taimeri E0 sageduseks 32MHz/64 = 500kHz
+	// Taimeri E0 seadistamine sagedusega 32 MHz/64 = 500 kHz
 	TCE0.CTRLA = ( TCE0.CTRLA & ~TC0_CLKSEL_gm ) | TC_CLKSEL_DIV64_gc;
-	// Luba keskmise taseme katkestused
+	// Keskmise taseme katkestuste lubamine
 	PMIC.CTRL |= PMIC_MEDLVLEN_bm;
 	sei();
-	// Sea Taimeri tekitatav sagedus
+	// Taimeri tekitatava sageduse lubamine
 	TCE0.PER = (uint32_t)250000/freq;
-	// Kontrolli, kas on vaja taimer ka välja lülitada, ning vajadusel oota.
+	// Kontroll, kas on vaja taimer välja lülitada, ning vajadusel oodata
 	if(length)
 	{
@@ Line 82: / Line 110: @@
 		TCE0.CTRLA = ( TCE0.CTRLA & ~TC0_CLKSEL_gm ) | TC_CLKSEL_OFF_gc;
 	}
-}
-</code>
-===== Praktika Kodulabor II generatsiooni moodulitel =====
-Kodulabori kasutajaliidese plaadil asub piesoelektriline buzzer koos võimenduslülitusega. Heligeneraatorit juhitakse viiguga G5.
-Heligeneraatori kasutamiseks on Kodulabori teegis olemas funktsioon buzzer_sound, mis toob kuuldavale valitud pikkuse ja sagedusega helisignaali. Heli sagedus antakse ette suhtelistes ühikutes 1-255. Heli kestvus on millisekundites.
-<code c>
-//
-// Valitud sageduse ja pikkusega helisignaali genereerimine.
-//
-void buzzer_sound (unsigned char freq, unsigned int length)
-{
-	// Seadista heligeneraatori viik
-	pin buzzer = PIN(G,5);
-	// Seadista heligeneraatori viik väljundiks
-	pin_setup_output(buzzer);
-	// Seadista Timer 0 kiire PWM režiimi koos OCR0A ja COM0B1 väljundiga
-	TCCR0A |= (1 << COM0B1);
-	TCCR0A |= ((1 << WGM01)|(1 << WGM00));
-	TCCR0B |= (1 << WGM02);
-	OCR0A = freq;
-	// Käivita Timer 0 koos preskaleriga 1024
-	TCCR0B |= ((1 << CS02)|(1 << CS00));
-	// Heli pikkus
-	sw_delay_ms(length);
-	// Peata taimer ehk heli genereerimine
-	timer0_stop();
 }
 </code>
@@ Line 122: / Line 115: @@
 Järgmine näide illustreerib heligeneraatori teegi kasutamist. Kuuldavale tuuakse 500 millisekundi pikkune piiksatus.
 <code c>
+// Kodulabori heligeneraatori kasutamise näidisprogramm
+// Genereeritakse 500 ms pikkune piiksatus
 #include <homelab/module/buzzer.h>
+// Põhiprogramm
 int main (void)
 {
-	buzzer_sound(50,500);
+	// Kodulabor III helivaljususe määramine
+	buzzer_volume(1000);
+	// 1 kHz 0,5 s pikkuse heli genereerimine
+	buzzer_sound(1000,500);
 }
 </code>

et/examples/digi/sound.1412063226.txt.gz · Last modified: 2020/07/20 09:00 (external edit)