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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Amplificatore a quattro canali per home theater con telecomando del lettore LG. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor L'amplificatore è realizzato su microcircuiti, quindi non necessita di regolazioni, è di facile utilizzo e presenta caratteristiche tecniche piuttosto elevate. Durante lo sviluppo e la produzione del dispositivo, l'autore ha proceduto dalle seguenti considerazioni. Quando si utilizza un home theater (DC), è consigliabile controllarlo dal telecomando e ce ne sono molti nella vita di tutti i giorni.
In questo design, il controllo viene effettuato dal telecomando del lettore DVD, utilizzando i pulsanti di controllo TV (vedi foto in Fig. 1). Dai "bei vecchi tempi" molti hanno lasciato vari altoparlanti e testine dinamiche, che sono entrambi un peccato da buttare via e non hanno un posto dove usare. Popolari all'epoca AC 35AC-01 o loro modifiche possono essere utilizzate con successo come frontali. In questo caso, il subwoofer diventa superfluo e gli altoparlanti della TV possono essere utilizzati con successo come altoparlanti centrali, soprattutto perché tutti i televisori moderni hanno un telecomando. Vale la pena notare che la qualità dei dischi sul mercato lascia molto a desiderare. Mi sono imbattuto in dischi in formato 5.1 (soprattutto con traduzione in russo), durante la riproduzione dei quali è stato necessario disattivare del tutto l'audio del canale centrale. Escludendo il canale centrale e il subwoofer (nelle impostazioni di riproduzione DVD), le informazioni audio vengono distribuite tra i canali anteriori. È noto che a causa delle caratteristiche strutturali dell'apparato uditivo umano, la localizzazione delle immagini sonore nel panorama stereo avviene nella gamma delle frequenze medie. Pertanto, quasi tutte le testine dinamiche a banda larga nel design acustico possono essere utilizzate come posteriori. È stato notato che sebbene entrambe le sorgenti sonore (sintonizzatore TV e lettore DVD) siano digitali con uscite analogiche, il loro timbro è comunque diverso, quindi si è deciso di rendere le impostazioni timbriche indipendenti per ciascuna sorgente sonora. Nel formato 5.1, i livelli sonori nominali nei canali anteriore e posteriore dovrebbero essere approssimativamente gli stessi. Nel formato 2.0, i canali posteriori sono usati come "retroilluminazione", quindi il livello in questi canali deve essere abbassato. Anche le regolazioni del bilanciamento dovrebbero essere indipendenti dalla modalità di funzionamento. In molte zone, soprattutto nell'entroterra, la qualità della rete elettrica lascia ancora molto a desiderare. Arresti improvvisi e accensioni ancora più improvvise della luce, squilibrio di fase, perdite dal soffitto, ecc. suggeriscono che non è consigliabile lasciare gli apparecchi elettrici costantemente collegati alla rete. Sebbene molti siano già abituati al fatto che tali dispositivi siano costantemente pronti per l'uso, ovvero sono in modalità standby. Pertanto, si è deciso, oltre alla modalità standby, di poter scollegare completamente il centro ricreativo dalla rete. E soprattutto per gli smemorati, è stato introdotto un timer di accensione commutabile. Inoltre, quando il dispositivo è in modalità standby per più di 5 minuti con il timer spento, sul display viene periodicamente visualizzata una notifica che il timer è spento e, pertanto, il dispositivo deve essere spento forzatamente. La gestione del centro ricreativo dovrebbe essere il più semplice possibile e l'indicazione sul display dovrebbe essere informativa e intuitiva. Si è quindi deciso di gestire velocemente il passaggio dalla modalità di funzionamento a quella di standby, regolare il volume generale, selezionare la sorgente sonora e la sua modalità. Altre regolazioni possono essere richiamate tramite il menu. Le parti devono essere disponibili ed economiche; infine, un design fatto in casa è sempre una tua scelta e preferenze, che vale molto per un radioamatore. Tutto questo è implementato nel progetto proposto. Layout del dispositivo Lo schema schematico del dispositivo è mostrato in fig. 2. L'inclusione di tutti i microcircuiti e moduli è tipica, consigliata dai produttori. Il microcircuito dell'UMZCH TDA7384 a quattro canali con una potenza massima a breve termine di 4x25 W con un carico di 4 ohm (con una tensione di alimentazione di 14 V) è popolare non solo tra gli automobilisti [1].
I circuiti di ingresso sono organizzati in modo tale che sia possibile selezionare la sorgente sonora e la sua modalità utilizzando il pulsante AV lungo l'anello D2-D4-S2-D2, ecc. La modalità D4 viene utilizzata durante la visione di film in DVD con colonna sonora 5.1 . La modalità D2 viene utilizzata durante la visione di film in DVD con audio 2.0 e l'ascolto di CD audio; in questo caso si realizza la modalità stereo con "retroilluminazione". La modalità S2 viene utilizzata durante la ricezione di canali da un ricevitore satellitare o da qualsiasi altra sorgente stereo. Il DC utilizza due chip del processore sonoro TDA7313 (DA1, DA2) con gli stessi indirizzi. Per realizzare i vantaggi di un bus a due fili, salvare le uscite della porta del microcontrollore e fornire la possibilità di regolare il bilanciamento anteriore e di profondità, i segnali all'amplificatore di potenza vengono inviati da diverse uscite dei microcircuiti TDA7313: ai canali anteriori - dalle uscite principali di un microcircuito (DA1) e dai canali posteriori - dalle uscite aggiuntive di un altro (DA2). Come si può vedere dallo schema, il modulo display a cristalli liquidi (LCD) è alimentato dalla corrente di uscita della porta del microcontrollore. Il consumo di corrente tipico del modulo applicato è di circa 1 mA e la capacità di carico delle uscite delle porte del microcontrollore è limitata a 20 mA. Questa soluzione consente di abilitare e disabilitare il modulo in modo programmatico e rimuove tutti i problemi con l'inizializzazione. Il tasto su VT1 controlla la retroilluminazione LED del modulo LCD. Corrente di retroilluminazione - non più di 50 mA; si imposta selezionando la resistenza R1. Conclusione 3 HG1 è progettato per regolare il contrasto dell'indicatore, nella mia copia si è rivelato sufficiente per collegarlo a un filo comune. L'uscita RB1 del microcontrollore viene utilizzata per la gestione automatica dell'alimentazione. Immediatamente dopo l'inizializzazione, il microcontrollore lo imposta su un livello alto. Quando il timer scade o l'alimentazione viene forzatamente spenta, il livello diventa basso. Questo segnale può essere utilizzato per controllare un relè di accensione elettromeccanico o elettronico. Come fonte di alimentazione è stato utilizzato un convertitore di tensione quasi risonante, descritto in [2], con alcune modifiche. Informazioni sui dettagli Non ci sono requisiti speciali per i dettagli della "reggiatura" dei microcircuiti, tuttavia non è consigliabile utilizzare condensatori ceramici con TKE non classificati dei gruppi H50-H90 nei circuiti di segnale di processori e amplificatori. I condensatori di ossido devono essere controllati per capacità, perdite e valori ESR consentiti. Gli stabilizzatori possono essere sostituiti da quelli a bassa potenza, compresi quelli basati su elementi discreti. Unità fotorilevatore - qualsiasi tipo; è solo importante che la sua frequenza di risonanza coincida con la frequenza portante dei segnali del telecomando. Il dispositivo utilizza un modulo LCD a riga singola con una dimensione di familiarità di 9,7x4,84 mm - BC1601DGPLCH. L'utilizzo di un modulo a linea singola è dettato dalla volontà di ridurre al minimo l'altezza del case del dispositivo. Questo modulo si basa sul controller KS0066 e presenta le seguenti caratteristiche. Una stringa di 16 caratteri in realtà è composta da due, 8 caratteri ciascuna. Ciò complica in qualche modo il controllo del programma del modulo, ma ne riduce i costi. Come HL1, è stato utilizzato un LED super luminoso di piccole dimensioni (ad esempio NVZV-448ABSA blu) con una corrente di incandescenza iniziale inferiore a 1 mA. Informazioni sul programma Il PIC16F84 è stato scelto come controller, in quanto uno dei più comuni, semplici e masterizzato da molti fan. Il programma è stato sviluppato e sottoposto a debug nel sistema Proteus_6.7sp3, non utilizza il watchdog timer e occupa circa l'80% della memoria del programma (c'è spazio per miglioramenti). La configurazione del controller ei dati per la EEPROM si trovano nel testo del programma. Va notato che nel simulatore Proteus_6.7sp3 è presente un modello di modulo LCD a una riga chiamato LM020L, ma presenta numerose differenze rispetto a BC1601. In primo luogo, ha un'unica riga di 16 caratteri, in secondo luogo, il bit di controllo dello spostamento dello schermo è invertito e, in terzo luogo, la tabella dei codici non corrisponde. È possibile minimizzare le differenze nel modo seguente: nella finestra di modifica del componente LM020L, sostituire la riga {ROW1=80-8F} con la riga {ROW1=80-87 C0-C7}; sostituire il file LCDALPHA.DLL nella cartella MODELS di Proteus 6 Professional con il file TOPICMODELLCDALPHA.DLL presente nella cartella nei materiali aggiuntivi. Nello stesso posto, nei materiali aggiuntivi, nella cartella TOPICMODEL, c'è il codice sorgente del programma (unch.asm), il file HEX corrispondente (UNCH.HEX) e il modello del dispositivo per il sistema Proteus (unch.DSN) . Il modello può essere eseguito cliccando sull'esecuzione e vederlo in azione. L'alimentazione viene attivata premendo brevemente il pulsante PSU "POWER" (non mostrato in figura) sul pannello frontale del dispositivo. In questo caso, il LED HL1 si accende e il dispositivo passa in modalità standby. Il pulsante POWER commuta la CC in modalità standby (ST-BY). Premendo nuovamente questo pulsante, se il dispositivo è in modalità standby, si spegne l'alimentazione CC tramite un timer o immediatamente (se il timer è spento). L'ultimo minuto di funzionamento del timer è indicato sul display con un conto alla rovescia. Il passaggio del centro ricreativo dalla modalità standby alla modalità di lavoro viene effettuato utilizzando qualsiasi pulsante del telecomando (ovviamente nella zona di controllo) in qualsiasi momento mentre il LED HL1 è acceso, che indica la modalità standby (ST-BY). Il pulsante AV commuta gli ingressi e la modalità di ingresso in un anello (vedi sopra). Allo stesso tempo, ad ogni interruttore, il volume aumenta gradualmente fino al livello precedentemente impostato e vengono caricate le impostazioni di bilanciamento e tono corrispondenti. Utilizzare i pulsanti PR- / PR+ per scorrere le voci di menu in avanti e indietro. Se sul lato sinistro del display compare il segno S2 o D2/4, significa che l'impostazione è individuale per la modalità selezionata. Utilizzare i pulsanti VOL- / VOL+ per modificare il valore del parametro di controllo, il cui nome è attualmente visualizzato sul display. Se il parametro ha un valore digitale, viene visualizzato sul lato destro del display, in decibel per i livelli (nei passi previsti per il TDA7313) e in secondi per i parametri temporali. Le cifre insignificanti vengono soppresse. La posizione dei controlli del tono viene visualizzata con un segno e il bilanciamento come differenza nei livelli condizionali (ad esempio, il livello anteriore è 5 dB più alto del livello posteriore). La direzione di regolazione viene assegnata come segue. Utilizzare il pulsante VOL+ per spostare il punto di localizzazione del suono verso destra o verso la parte anteriore e il pulsante VOL- rispettivamente verso sinistra o verso la parte posteriore. Se il dispositivo è in modalità di funzionamento e non vengono impartiti comandi dal telecomando, dopo un periodo di tempo determinato dal parametro WIPE, verranno visualizzati ciclicamente tutti i parametri disponibili per la modifica (una sorta di splash screen). Nella modalità "salvaschermo", quando viene dato il comando VOL- o VOL +, il programma passerà al controllo del volume, tramite i comandi PR- o PR +, rispettivamente alla funzione precedente o successiva da "VOLUME". La voce di menu BASS può essere impostata su ON o OFF. Questo attiva / disattiva la correzione della risposta in frequenza nella regione delle basse frequenze (pensione sottile). Il timer ha anche due stati: ON (circa 5 minuti) o OFF. Il parametro WIPE determina il periodo di modifica delle informazioni sul display in modalità salvaschermo e il tempo di visualizzazione della notifica del timer di spegnimento, vedere sopra. Può essere modificato da Off a 60 secondi con incrementi di 5 secondi. I parametri vengono scritti automaticamente nella memoria non volatile allo spegnimento dell'alimentazione e la lettura nella RAM viene eseguita dopo l'accensione. Per salvare la risorsa del microcontrollore, nella memoria non volatile vengono aggiornati solo i parametri che sono cambiati nella sessione corrente. Tutti i messaggi di testo, ad eccezione di alcuni caratteri generati dal software, si trovano in EEPROM. Il programma utilizza l'indirizzo del testo e il numero di caratteri in esso contenuti, questo deve essere preso in considerazione quando si sostituisce l'iscrizione. Il protocollo I2C fornisce uno speciale segnale di riconoscimento (ACK), che viene generato dal ricevitore (TDA7313) dopo aver ricevuto con successo le informazioni dal trasmettitore (microcontrollore). In questo progetto, il segnale ACK viene generato dal software. Tale decisione si basa sulle seguenti considerazioni. Il bus di controllo I2C è abbastanza versatile ed è progettato per funzionare con un numero diverso di dispositivi master e slave, che possono avere frequenze di clock, velocità, tecnologie di produzione, tensione di alimentazione diverse, quindi le problematiche dell'immunità ai disturbi e dell'affidabilità sono di fondamentale importanza . Il segnale di conferma serve come uno degli elementi per garantire questi requisiti. Ma nel nostro caso abbiamo il controllo esclusivo del dispositivo master da parte di quasi uno slave e trasmettitore e ricevitore si trovano sulla stessa scheda a una distanza minima l'uno dall'altro. Pertanto, l'immunità al rumore è fornita qui in modo costruttivo. Il bus digitale I2C è descritto in dettaglio in [3]. A proposito di telecomando Questo design è stato sviluppato per il lettore DVD LG DF599X con un decoder audio multicanale integrato. Se il modello del lettore DVD corrisponde a quello dell'autore, è necessario tenere conto del fatto che il produttore del lettore fornisce nove tipi di codifiche per controllare televisori di diversi produttori. Nella versione dell'autore viene utilizzata la codifica n. 9 (è anche cablata nel modello del sistema Proteus). La scelta di questa particolare codifica è dovuta al fatto che la struttura dei suoi comandi è fondamentalmente diversa dalla stragrande maggioranza degli altri.
Sulla fig. 3 mostra gli oscillogrammi dei comandi per tutti i pulsanti utilizzati nella progettazione del telecomando. Un'analisi visiva della struttura di questi segnali è stata possibile utilizzando il programma di editing sonoro Audacity. Dalla fig. 3 mostra che i comandi sono piuttosto brevi: solo 12 impulsi di informazione, di cui solo 8 sono, in effetti, il codice del pulsante. Le durate degli impulsi sono correlate come 4:2:1. Pertanto, l'impulso più breve viene interpretato come 0, due volte più lungo di 1 e quadruplo come inizio. Gli ultimi quattro impulsi possono essere utilizzati per l'immunità ai disturbi e l'identificazione dell'arresto (alto). In assenza di una portante, all'uscita del fotorilevatore è sempre attivo un livello alto, quindi sarà attivo un livello basso. L'immunità ai disturbi è garantita inviando il comando tre volte. Quando si tiene premuto il pulsante, vengono generati i comandi stessi e non una combinazione di codici speciale, come in altre codifiche. I valori numerici dei codici dei pulsanti, ad eccezione di uno, formano una serie sequenziale, il che rende molto facile organizzare una transizione calcolata nel programma. Pertanto, la decodifica dei comandi è estremamente semplice e affidabile, durante l'operazione (più di un anno) non si è verificato un singolo errore. Ovviamente puoi usare altri telecomandi con una codifica diversa. Per fare ciò, è necessario studiare la struttura dei comandi, misurare i parametri di temporizzazione e decidere la loro interpretazione. Un archivio con materiali aggiuntivi è disponibile su ftp://ftp.radio.ru/pub/2009/11/domkino.zip. Letteratura
Autore: G. Vorontsov
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