Globaal Systeem
Figuur 1
Globaal Systeem
1.
MIC / Line-Out
Om het geluid op te vangen gebruiken we ofwel een
electret microfoon, ofwel een line-out
signaal. De electret is zeer goedkoop en zeer klein.
Dus uiterst geschikt om de integreren op het circuit board.
Het geluid dat wordt opgevangen door de electret
microfoon of de line-out aansluiting, wordt
vervolgens omgezet in een kleine spanningvariatie tussen
0V-5V (goed voor de PIC).
Figuur 2
Electret Microfoon
Figuur 3
Small Audio Jack
(mono)
2. Amplifier + Rectifier
Aangezien de spanningsvariatie afkomstig van de
electret microfoon zeer klein is, moet er een
versterking gebeuren. Bovendien moet dit audiosignaal ook
in het positieve gebied gebracht worden omdat de
µController geen negatieve spanningen wenst aan de
ingangen. Hiervoor plaatsen we een gelijkrichter
(rectifier) in de versterkerschakeling.
Voor het line-out signaal is een minder grote versterking
nodig, maar deze kan aangesloten worden op dezelfde
versterkerschakeling als die van het electret-signaal.
3. PIC Safety
De ingangen van de µController eisen een spanningsverschil
tussen 0V en 5V. Het is dus noodzakelijk dat we een
veiligheid (safety) inbouwen in de schakeling zodat aan dit
spanningsinterval voldaan kan worden. Dit is een eenvoudige
schakeling die ervoor zorgt dat eventueel te hoge spannigen
of negatieve spanningen begrenst worden.
4. µController
De µController (microcontroller) is het meest
multifunctionele element van het systeem. De µController
converteert het analoge audiosignaal naar een digitaal
signaal. Verder stuurt het de hele LED Tower aan via
serieel-parallelle schuifregisters. In de assemblercode van
de PIC zal ook een procedure geschreven moeten worden die
ervoor zorgt dat de LED-Tower niet teveel stroom zal
trekken uit de voeding. Dit zal gebeuren door middel van
clocken op de output-enable pin van de PIC. Als deze pin
een 1 ontvangt zal de uitgang doorgegeven worden, met als
gevolg de LED-rij brandt. Door dit snel aan en uit te
zetten beperken we op deze manier de stroom.
5. LED Tower (Serieel naar parallel
datatransitie)
Dit is de gehele LED-toren bestaande uit rijen LED's die
het audiosignaal visueel zal weergeven.
Op de toren zelf hangen de serieel naar parallel
schuifregisters met transistorversterking. Deze PCB's
zetten de seriële data van de µController om naar
parallelle data naar elke LED-rij. Er zijn 84 LED-rijen en
de schuifregisters met transistorschakeling kunnen elk 8
rijen aansturen. Er zijn dus in totaal 11 PCB's op de toren
bevestigd, allemaal aan elkaar doorgelinkt via een aantal
datalijnen met bijhorende voedingslijnen en/of
aardingslijnen. De LED-rijen zelf worden gevoed via een
apart analoog circuit. De ene kant van de LED-rij hangt aan
de +5V7A voedingslijn en de andere helft is verbonden met
de transistorversterkerschakeling (in dit geval de
ULN2803A) die de rij op het juiste moment met de aarding
schakelt. (sinken) Op deze manier is het digitale circuit
gescheiden van het analoge circuit.