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Präsentation 4 Kanal SD-Karten Audioplayer

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Am 3.4.2011 habe ich folgendes Projektkonzept präsentiert:

Vorgaben

  • Spezialangefertigter Audioplayer mit 4 Ausgängen
  • 16-Bit Audio-Dateien abspielbar ab SD-Karte
  • Kleine Abmessungen
  • Sparsam im Stromverbrauch

Auftraggeber

  • Zürcher Hochschule der Künste, Vertiefungsrichtung Mediale Künste, Joris Stemmle
  • c1Audio.com
  • Iris Rennert

Mentor

G. Brügger, HSZ-T

Block-Diagramm Hardware

Block-Diagramm Software

Design Entscheide

Folgende Entscheide haben wir gefällt:

  • CPU: TMS-320
  • DAC: extern
  • Interface: SPI
  • MP3/Vorbis-Decoder bei verbleibender Zeit
20110922-154417.jpg

SampleMachine

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Diese Anwendung habe ich für eine Ausstellung im Auftrag von Iris Rennert erstellt. Es handelt sich dabei um einen “Teppich” mit Kontaktschaltern/Sensoren, die Audio-Samples ab einer SD-Karte mehrstimmig (polyphon) abspielen.

20110922-154510.jpg

Die Anlage besteht aus einer mehrschichtigen Kunststoffmatte, einer Steuerung und einem Verstärker- / Lautsprechersystem.

20110922-154441.jpg

Mit einem Laptop werden die letzten Programmupdates über USB auf die Steuerung übertragen.

20110922-154603.jpg

Die Steuerung besteht aus einem TMS320C5515 eZdsp USB Stick und dem Prototypen eines I/O Boards.

20110922-154637.jpg

Das I/O-Board ist bestückt mit 3 8-Kanal-CMOS-Multiplexern (4051) und hat 22 Eingänge für Sensoren.

20110922-154714.jpg

Eine Vorgängerversion des I/O-Boards arbeitete mit 4 Analogeingängen und “Analog-DACs” aus Widerstandreihen. Diese Idee habe ich nicht weiter verfolgt, weil die gemessenen Spannungwerte zu ungenau waren um die einzelnen Tastendrucke auseinanderzuhalten.

pcb1

DAC PCB 1

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Da die eZdsp-Hardware nur über einen zweikanaligen DAC verfügt, muss ich eine Erweiterungs-Platine (PCB) entwickeln. Hier der erste Entwurf des DAC-PCBs:

 

Samtec, der Hersteller des PCB-Steckers, der zu der eZdsp-Hardware passt, hat ein Skript zum Design des SMD/PCB-Steckers als Download zur Verfügung gestellt. Das Skript kann im Programm Eagle dazu verwendet werden, um Layoutvorlagen zu erstellen. Ich habe dieses Skript auf die passende Anzahl Pins modifiziert (Ausschnitte aus dem Skript):

#  MEC1-130-02-S-D-A.scr
#
# Library Script
#  
#  PCB Matrix
SET WIRE_BEND 2;
Grid mm;
SET COLOR_LAYER 29 3
...
Layer 52 bDocu;
Description '<b>PCB Matrix Packages</b><p>\n';

Edit MEC1-130-02-S-D-A.pac;
Description '1MM MIN-EDGE CARD ASSEMBLY';
Layer 1;
SMD '1' 1.88 0.61 -0 R90 (-9.5 -3.53049993515015);
...
SMD '58' 1.88 0.61 -0 R90 (19.5 3.53049993515015);

Change Drill 1.02;
...

DAC Evaluation

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Die noch bevorstehende Entwicklung der 4-kanaligen DAC Hardware setzt die Wahl eines passenden Bauelementes voraus. Es ist von Vorteil, einen Baustein zu verwenden, der bereits 4 DACs beherbergt. Vorausgesetzt wird, dass der Baustein über einen Mechanismus verfügt, der die Synchronisation der einzelnen DACs erleichtert. Zusätzlich wird eine sehr stabile Referenzspannung benötigt.

Folgende Bauteile wurden evaluiert:

TI/BB DAC 8534

plus REF02 (Referenszpannungsregler)

DAC8534IPWG4

LP 16Bit quad 16-TSSOP

focus.ti.com/docs/prod/folders/print/dac8534.html

focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ref02.html

 

Kandidaten:

TI TLV320AIC3204IRHBT 2xADA 32bit 192khz I2C 1.26…3.6V chf24.50 focus.ti.com/lit/ds/symlink/tlv320aic3204.pdf
TI PCM2707 2xDA 16bit 48khz USB / SPI 5V chf11.40 focus.ti.com/lit/ds/symlink/pcm2912.pdf
TI DAC8411IDCKT 1xDA 16bit 225kSpS SPI 1.8…5.5V chf10.50 focus.ti.com/docs/prod/folders/print/pcm2705.html
ANALOG DEVICES – AD5666BRUZ-1 4xDA 16bit 94kSpS SPI 2.7…5.5V chf1 www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/AD5666.pdf
BurrBrown PCM-63 chips in their best (K-) selection 20 bit verwendet im DAC von m.heijligers

Interessante Links zum Thema:
members.chello.nl/~m.heijligers/DAChtml/dactop.htm

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