otro modulo de sonido - decoder universal
#1
Bona tarda!

Como los más "viejos" del lugar ya nos conocemos, seguro que sabrán mi gusto por el sonido. ¿tendrá algo que ver que también sea aficionado a la música  ; ).

A propósito del sonido, todos hemos leido o sabemos de opinión que no es demasiado favorable a la incorporación de sonido en las maquetas y algunas de las razones que exponen quizá no les falte fundamento. Por ejemplo cuando refieren la baja calidad de los sonidos, especialmente en nuestra escala, donde los altavoces deberán ser por lo general muy pequeños comprometiendo severamente potencia y calidad. Los más reacios dicen que las locomotoras y material rodante solo emite "chirridos" ahogados y sin gracia. otros aducen que el sonido en si es molesto o distrae la atención.

No son malas razones, algo de cierto hay (sólo hace falta escuchar los más baratos decos digitrax con audio!); aún asi, si se consigue con algo de esmero la implementación del sonido en nuestra instalación, creo que el resultado es espectacular, de ese de caerse de la silla :-). Al fin,si nos aplicamos en alcanzar un ambiente lo más detallado posible en las maquetas para que los ellementos sean verosimiles hasta el más mínimo detalle de hierba, ¿no hay que procurar atención a las sensaciones acusticas que dan vida, que reflejan el vigor de una estación?

Bueno, al tema! valga esta introducción, si me permitis, como un elogio al sonido, a mi me entusiasma : ) (aún no sea HIFI!).

Al ya viejo proyecto de estación parlanchina, todavía inacabado, añado otro para sonorizar un ambiente. No es el primero! nuestro compañero Dani ClubNCales, crack del digital, ha trabajado en este tema consiguiendo resultados espectacualares.

En el que presento ahora,  la principal ventaja es su economia y sencillez, la idea es conseguir un módulo de sonido que con las teclas de función de la central seleccione hasta unos 20 mensajes con buena calidad y potencia. Todo ello por menos de 10 euros. (modulos de sonido ya los hay comerciales a partir de 50-60 euros).
   
La idea me vino hace ya unos meses, cuando me documentaba del protocolo DCC y andando con el objetivo de construir un decoder. Mirando por la red, parece que en este tema todos los caminos conducen a la Roma digital, no otra que el sitio web http://mrrwa.org/ de Alex Shepherd. Bajo licencia GNU Alex nos brinda una libreria para arduino con la que tenemos casí todo el trabajo hecho.

Viene muy bien documentada y con ejemplos. Una excelente base para nuestras necesidades. Aqui yo me he centrado en un módulo de sonido, pero como el que dice vamos a realizar y construir nuestro propio decoder asi que podemos usarlo para otras muchas tareas en la maqueta. Es el Poder del digital!

El esquema de bloques sería el siguiente:

[Imagen: modulo-so-dcc.jpg]



Vamos a explicar cada bloque.

Interface DCC-arduino
. Consta simplemente de un rápido optoacoplador que aisla al arduino de las vias, de paso adapata y conforma la señal (la escuadra o la integra como se suele decir en plan "tesnico" ;-) para el arduino que acepta sólo señal TTL. El circuito es el propuesto en la documentación de la libreria DCC.

[Imagen: interface-DCC-arduino.jpg]




Arduino mini. El cerebrito de todo el sistema. Y su software. Por un lado la libreria DCC y el programa de aplicación que efectua realmente el trabajo. En este caso, recibir las órdenes DCC y manejar un reproductor mp3. He elegido una placa arduino mini por un lado su economia (2,5 euros envio incluido!)  por otro su reducido tamaño.


Interface arduino-minireproductor mp3. Como voy de tacaño y aprovechando la experiencia de la "estación parlanchina" propongo para este proyecto usar de nuevo un mini-reproductor mp3, de precio baratisimo (hasta sólo 1 euro con envio!). Es menos versátil que un shield mp3 especifico para el Arduino pero mucho más ecónomico. A pesar de ser el mini-mp3 una caja negra, podemos manejarlo a traves de lo que nos ofrece al exterior. Y en este caso y para más minimalismo aún se tratará sólo de ponerlo en marcha y actuar sobre su botón de 'avance'. El esquema del interface arduno al mini-mp3 es este:

[Imagen: interface-arduino-mp3.jpg]

Como podemos ver, dos sencillos transistores de señal (el extendidisimo BC 547 por ejemplo) controlan el mp3. El superior maneja el interruptor de encendido. El inferior proporciona pulsos que simulan la acción de apretar el botón de avance del mini-reproductor. El programa en el interior del arduino activa el pin 4 que está configurado como OUTPUT, durante 20 segundos, esto pone en marcha el mini-mp3. Como aprovechamos sus propias caracteristicas funcionales, al dar alimentación al mp3 éste automáticamente se pone a reproducir el primer fichero de audio que tenga almacenado. A su vez, el programa envia breves pulsos activando el pin 5 del arduino (de nuevo configurado como salida, como OÜTPUT) que provocan actuar sobre el botón 'avance'. Los pulsos se corresponderán con la tecla de función de nuestra central. Por ejemplo, si pulsamos la tecla F4, saltará el cuarto fichero de audio que contenga el mini.mp3.
 
En aras de la simplificación al usar un baratisimo mp3-player de uso general, y dado que lo trabajamos como "caja negra", es decir solo gobernando lo que el dispositivo nos ofrece al exterior (sus mandos y conectores) tenemos una limitación pero no es significativa.

Para hacer el sistema perfecto y como a priori no sabemos cuanto va a durar un fichero de audio (una locución puede ser de 20 segundos, otra de 10, otra de 15 ...) necesitariamos conocer cuando termina efectivamente dicho sonido. El mini-mp3 nos tendria que proporcionar una señal de cuando se produce este evento. Desafortunadamente no disponemos de ella al no conocer las interioridades del mini-mp3, asi que tenemos que ingeniar algún truco o convención.En este caso, tenemos que elaborar las locuciones con una duración fija y determinada, asi le facilitamos al arduino el trabajo de saber cuando termina un sonido. Es por ello que su pin 4 se activa durante unos 20 segundos, tiempo suficiente para cualquier locución de tipo general en una estación. Desde luego tenemos libertad para establecer otra duración con la condición que siempre sea la misma.

Amplificador y altavoz. El bloque final es el encargado de proporcionar potencia y calidad. Como en otras ocasiones lo más conveniente es utilizar un circuito integrado como el LM386, toda una estrella en estas aplicaciones y extremadamente común. La salida de auriculares del mini-mp3 la inyectamos previa adaptación al 386, en esta parte le podemos poner un pequeño potenciómetro ajustable para control de volumen. Podemos usar cualquier altavoz de 4 - 8 ohms, desde los pequeñisimos para instalar en las locomotoras de nuestra escala hasta los de 2 - 3 pulgadas que nos darán una gran sensación. Por lo general cuanto más grande sea el altavoz más calidad y potencia obtendremos. Y quizá lo mejor sea usar aquel viejo altavocito de desguace que tenemos en el cajón "desastre".

Como siempre en el audio, un recinto acústico o caja, por simple que sea (basta poner el altavoz en un carton) proporcionará un gran efecto.

[Imagen: minimp3-ampli-altaveu.jpg]




Por último, para alimentar todo el sistema, podemos usar la fuente que queramos. Se necesitan 5V para todos los bloques. Seguramente lo mejor será, ya que tenemos conexión a las vias para procesar la señal DCC, coger la alimentación directamente de ellas, tal como hacen los decos.Para ello tan sólo necesitamos un puente de diodos, 7805 y tres condensadores, con un esquema tan sencillo como este:

[Imagen: alimentador.jpg]


Asi le damos autonomia de alimentación a todo el sistema.

Por otra parte, el software a grabar en el arduino, podría ser algo como esto. El proyecto tiene que tener cargada la libreria NmraDcc.h. Con la libreria, el software de aplicación es realmente sencillo y se basa en procesar dos temporizadores según sea la tecla pulsada de la central. El sotware se encuentra en estado alfa, y como siempre, es posible perfeccionarlo, añadirle más funcionalidad ... a nuestro gusto o necesidad.

De momento, fin,  éste es el proyecto :-). Sólo restaría cargar al mp3 de las locuciones que deseemos, teniendo en mente que siempre tienen que durar 20 segundos (o el tiempo que tengamos establecido).

En sucesivas entregas pondré todos los circuitos que se necesitan con diseño de placa y relación de componentes, links para adquirir componentes y lo que haga falta para completar el proyecto. Aparte de hacer una prueba :-). Aunque aqui el resultado está garantizado de antemano, el invento va a funcionar si o si. Por una parte debido al uso de la libreria de Alex Shephard y de otro por los circuitos comprobados de la "estación parlanchina" de cuyo proyecto he cogido partes.

asi que nada, seguiremos con el tema :-), creo que es una buena ocasión para familiarizarse con el tema digital.

Salutacions!
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#2
Otro pedazo de tutorial del maestro como cabría esperar.

Me vendrá muy bien ya que estoy iniciándome en el digital.


Luis Alberto
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#3
Como se nota que estas mejorando Carles!!
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#4
Hola Carles,


Primero de todo muchas gracias por compartir tus ideas, yo las he utilizado de base para muchos otros inventos mios.

Y a continuación una propuesta: y si en lugar de hacer un interfaz con un reproductor de MP3, y tener que "espatarrar" el reproductor para conectarlo, no usas un shield MP3 para arduino? Vale menos de 14€, y lo pinchas sobre el arduino sin cables ni soldaduras...

[Imagen: _DSC0134.JPG]

Aquí puedes ver en acción un Arduino convertido en un módulo de sonido y de 16 salidas digitales controlados por Loconet (cambiarlo a DCC es bien fácil). A las salidas, he conectado unos relés porque son para conmutar corriente alterna:




Aquí teneis mas información y el programa: http://www.*****.com/2015/01/loconet-out...-with.html

Saludos,

Dani
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#5
Bona tarda chicos!


gracias por los comentarios :-) la verdad es que tengo la afición un poco abandonada, hoy se lo comentaba a un buen compañero lo rápido que pasa el tiempo y lo que necesita cada cosa (trabajo, aficiones, intereses) y eso que en mi caso, solteron de esos del Rigoberto Picaporte, no tengo familia ni hijos. Aparte, estos dias con un gripazo ... mardito invierno!

Bueno, intentaremos seguir en el tema :-) Luis Alberto miles de tnx! nada! que me viene grande tu comentario :-)

Joaquin miles de gracias igualmente si! por suerte pude superar la crisis de salud, muy recuperado gracias sólo al cambio de dieta, hay que ver lo que llega a fastidiar esto del gluten.

Dani, idem de  gracies! :-)  tus experiencia  valiosisima en proyectos como este :-)

Y muy acertadas sugerencias puesto que usar un mini-mp3 "descuartizado" conlleva incomodidades. La más molesta es el retardo que puede llegar a darse en este proyecto de sonido.

Es debido a que se trata de gobernar el min-reproductor enviando pulsos al botón avance simulando la acción de un dedo humano. Si el mensaje elegido es el num. 18 hay un cierto retraso de unos 2 seg. máximo hasta que se escucha la locución, y eso estableciendo el ciclo de trabajo lo más óptimo (corto) para que los impulsos sean reconocidos como pulsaciones de tecla. Y ese "delay" para los últimos mensajes (a partir del 15 hasta el 20, que es el núm máximo de locuciones)  no es posible eliminarlo.

Aunque ya comento que no tengo demasiado tiempo para la afición, este efecto secundario lo observe con el prototipo que hice, ya con placa de CI elaborada y terminada:

[Imagen: modul-so-digital-proto.jpg]

Todas estas incomodidades y efectos secundarios se irian con un shield mp3. Pero es que ...  quiero ir como de tacaño Dani, jejeje, la idea es hacer un modulito más o menos decente con el coste y dificultad más barato y sencillo posible, el reto lo puse en los 10 euros. Todas las piezas tal cual están ahora tienen un coste de 8-9 euros :-).

De todas maneras, un mp3 para el arduino tampoco es excesivamente caro, 14 euros  esta muy bien de precio, asi podría situar el coste por menos de 20 euros y con muchas mas ventajas,  la verdad ... si que es para pensarselo!

Bueno, seguiremos en el tema, gracias por las respuestas, No dejemos de trabajar y conocer las librerias DCC para el arduino. Es todo un mundo con posibilidades ilimitadas para la afición.

Salutacions!
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