Разработка устройств электроники, выполняющих автоматическую загрузку и последующее воспроизведение аудио-файлов новостей и анекдотов с Интернет-сайта, выполнена на 8-bit AVR микроконтроллере ATmega128 фирмы Atmel. Электронное устройство, выполненное в виде игрушечного робота (смотрите фото справа), подключается к сети Интернет, используя беспроводную технологию Wi-Fi или кабельное подключение Ethernet через местную локальную сеть, и позволяет проводить автоматический мониторинг появления свежих обновлений аудио-файлов новостей, анекдотов и другого содержимого на заданных Интернет-сайтах сразу по 30 каналам. Новости скачиваются в память электронного устройства и становятся доступны для многократного прослушивания пользователями. В разработанной системе имеется встроенный FM-тюнер с автоматической и ручной настройкой на радиостанции FM-диапазона, реализованный на микросхеме Si4702(Si4703), система содержит также встроенный MP3-плеер, два жидкокристаллических дисплея для отображения информации, два динамика для воспроизведения звука в режиме стерео, регулятор громкости звука и клавиши управления с подсветкой. Все скачанные аудио-файлы хранятся в специальных директориях, с номерами соответствующими каналу, на карте памяти SD, легко извлекаемой из слота при необходимости обмена файлами с компьютером. Внешний вид разработанной электронной платы устройства представлен на фотографии:
Принципиальная схема устройства «Говорящий электронный робот «Анекдоша» с автоматической загрузкой анекдотов из сети Интернет»
Разработка электроники этих устройств выполнена с применением следующих компонентов: микроконтроллер ATmega128-16AU, FM-тюнер Si4702 (Si4703), аудио-кодек VS1002 (VS1003), регистры с последовательной загрузкой M74HC4094, усилители мощности звука MC34119, мультиплексоры M74HC4051, линейный стабилизатор напряжения LM1117, импульсный стабилизатор напряжения LM2596, логика для управления ЖК-дисплеями 74HC02, микросхема часов реального времени DS1307. В состав системы включен компактный Web-сервер (смотрите «Проект N30» в разделе «Проекты») для реализации функций загрузки файлов по сети Интернет:
Общее описание выполненной разработки электронных устройств «Говорящий электронный робот «Анекдоша» с автоматической загрузкой анекдотов из сети Интернет»
Системе может быть назначен IP-адрес в группе 192.168.0.XXX, где XXX – от 2 до 255, маска подсети 255.255.255.0, IP-адрес шлюза должен быть установлен как 192.168.0.1. При включении питания система запрашивает DHCP-сервер локальной сети (или встроенный DHCP-сервер точки доступа Wi-Fi), который обязательно должен быть включен для назначения IP-адреса. В противном случае система подключится к сети, используя IP-адрес, который был ей назначен DHCP-сервером при последнем удачном подключении.
При запуске проверяется наличие SD-карты. При отсутствии карты в слоте система не запустится. Соответствующая информация будет выведена на индикатор. Необходимо выключить питание, вставить SD-карту в слот, и снова включить питание. Карта должна быть отформатирована в системе FAT (FAT16). Карты памяти, отформатированные в других системах, не поддерживаются. Максимальная емкость карты памяти – 2GB.
Система проверяет при включении наличие на SD-карте директорий F01, F02, F03 … F28, F29, F30, ARCHIVE, MUSIC. При отсутствии на карте указанных директорий, система создаст их сразу же после включения питания. Соответствующая информации будет отображаться на индикаторе во время процесса проверки наличия и создания директорий.
Размещение загружаемых аудио-файлов на сервере в сети Интернет
Директория для загрузки обновлений имеет имя “update” и должна быть размещена в корневой директории сайта, с которого производится загрузка обновлений аудио-файлов. В директории “update” размещаются 30 директорий с именами от F01 до F30. В каждой директории размещаются до 10 файлов обновлений с именами от “play01.mp3” до “play10.mp3”. Рекомендуемый BIT RATE файлов от 32 до 56 кбит/сек.
Загрузка обновлений аудио-файлов
Через 30 минут после подачи питания, если устройство находится в режиме STANDBY MODE и разрешены автоматические обновления, устройство запросит обновления с центрального сервера. При наличии файлов обновлений, отличающихся датой (календарное число) или временем загрузки на сервер (часы, минуты, секунды) от файлов, загруженных системой ранее, произойдет загрузка новых файлов в соответствующие директории F01, F02, F03 … F28, F29, F30 на карте памяти. Ранее загруженные файлы обновлений из директорий F01, F02, F03 … F18, F19, F20, замещенные новыми файлами, будут перемещены в директорию ARCHIVE. При этом соответствующие файлы из директории ARCHIVE будут удалены. Система формирует имена файлов в директории ARCHIVE в следующем формате: FDDNN.mp3, где DD – номер директории, NN – номер файла.
В каждой из директорий F01, F02, F03 … F28, F29, F30 (на сервере и на карте памяти соответственно) может быть до 10 файлов с именами play01.mp3, play02.mp3 … play10.mp3. Система обновляет только те файлы, которые датой или временем загрузки на сервер отличаются от файлов, загруженных системой ранее.
При необходимости удаления любых файлов из директорий F01, F02, F03 … F28, F29, F30 на карте памяти системы, на сервер в соответствующие директории должны быть загружены «удаляющие» файлы с соответствующими именами, имеющие длину от 1 до 64 байт. Содержание такого файла не имеет значения, в нем может быть любой текст, не превышающий 64-х символов. Например, такой: «File for delete». Загрузка такого файла инициирует удаление соответствующего файла с карты памяти (или перемещение в архив для директорий F01 – F20). В том случае, когда ежедневные обновления состоят не из 10-ти файлов на каждую директорию, а из меньшего количества, которое изменяется время от времени, следует на место отсутствующих файлов загрузить «удаляющие» файлы. Обновлять удаляющие файлы не следует, дабы избежать потери времени и трафика от их ежедневной загрузки системой.
Если в какой-либо из директорий 01 – 30 был обновлен хотя бы один файл, то соответствующий светодиод будет включен до тех пор, пока не будет нажата кнопка прослушивания, соответствующая этой директории.
Нажатие кнопки AUTO в режиме STANDBY MODE позволяет включать и выключать автоматические обновления. После включения режима автоматических обновлений должен пройти полный период времени запроса обновлений, прежде чем система проверит обновление файлов.
При включенном режиме автоматической проверки файлы на сервере проверяются с интервалом в 30 минут. На индикаторе в режиме STANDBY MODE отображаются специальные знаки, показывающие включен или выключен режим автоматических обновлений. Знак <A> – автоматические обновления включены. Знак <M> – автоматические обновления выключены, но можно получить обновления, нажав кнопку MANUAL. После включения питания в течение некоторого времени на индикаторе будет показываться знак <->, означающий, что система находится в процессе запуска и соединения с сетью, а потому не готова к получению обновлений в режиме MANUAL. Все другие функции системы могут использоваться в это время без ограничений.
Нажатие кнопки MANUAL в режиме STANDBY MODE позволяет запустить процесс проверки обновлений, не дожидаясь истечения периода таймера для очередной проверки файлов на сервере. После нажатия этой кнопки в любом случае (не имеет значения, были ли получены обновления) произойдет переустановка таймера обновлений, и очередная проверка будет произведена через положенный для проверки файлов интервал времени.
Прослушивание анекдотов, новостей, архива анекдотов и музыки
Кнопки с номерами от 01 до 30 служат для выбора соответствующей директории и немедленного начала воспроизведения файлов из выбранной директории. Анекдоты располагаются в директориях от 01 до 20. Для приема новостей служат директории от 21 до 30. Файлы воспроизводятся в порядке play01.mp3, play02.mp3 … play10.mp3. Кнопка STOP служит для прекращения воспроизведения файлов и выхода в исходный режим STANDBY MODE. Кнопка PLAY/PAUSE позволяет остановить воспроизведение файлов в любой момент на какое-то время, а затем продолжить его с места остановки. Кнопки перехода [<<] и [>>] предназначены для немедленного перехода к воспроизведению предыдущего и последующего файла в текущей директории, соответственно. Информация о номере выбранной директории и номере воспроизводимого файла постоянно отображается на индикаторе.
Замыкание контактов ключа запрещает прослушивание файлов из директорий 01 – 20.
Для прослушивания файлов из директорий ARCHIVE и MUSIC служат кнопки с соответствующими названиями. Кнопки [<<] и [>>], STOP, PLAY/PAUSE работают во всех режимах прослушивания файлов аналогично, в независимости от того, какой тип файлов и из какой директории прослушивается.
Запрещается загружать в директорию MUSIC более 200 песен, суммарный объем не должен превышать 1Gb. Возможный BIT RATE файлов – от 32 до 256кбит/сек.
Прослушивание радиостанций FM-диапазона
Для включения режима радио предназначена кнопка RADIO. Для выбора заранее настроенных радиостанций служат кнопки с номерами от 31 до 46. Предварительно должна быть проведена автоматическая или ручная настройка на радиостанции. Нажатие кнопки AUTO в режиме RADIO позволяет выполнить автоматическую настройку, а кнопка MANUAL в режиме RADIO запускает процесс ручной настройки радиостанций.
В режиме AUTO местные радиостанции будут найдены и назначены на соответствующие кнопки автоматически, но при этом будут пропущены все радиостанции со слабым, некачественным сигналом. Если среди автоматически настроенных станций не оказалось вашей любимой радиостанции, то вы можете настроить и назначить её на любую кнопку в режиме MANUAL.
В режиме MANUAL кнопками [<<] и [>>] можно выбирать текущую частоту настройки и прослушивать сигналы радиостанций. После точной настройки на нужную радиостанцию следует нажать любую кнопку от 01 до 16 для запоминания настроенной радиостанции. Запоминание радиостанций можно проводить в любой последовательности. Выйти из процесса настройки можно кнопкой STOP.
Номера кнопок и их назначение в электронной системе
01 – 20 – воспроизведение анекдотов.
21 – 30 – воспроизведение новостей.
31 – 46 – выбор радиостанций.
47 – STOP
48 – PLAY/PAUSE
49 – [<<] – переход на предыдущий файл
50 – [>>] – переход на следующий файл
51 – RADIO
52 – AUTO
53 – MANUAL
54 – ARCHIVE
55 – MUSIC
56 – reserved
Номера светодиодов и их функциональное назначение
01 – 30 – соответствуют кнопкам с номерами 01 – 30 (воспроизведение файлов)
31 – 46 – соответствуют кнопкам с номерами 31 – 46 (выбор радиостанций)
47 – 48 – reserved
Подключение клавиатуры
Кнопки с номерами от 01 до 38 подключаются к разъему XP6. Кнопки с номерами от 39 до 56 подключаются к разъему XP7. Кнопки должны иметь нормально разомкнутые контакты, замыкающиеся при нажатии. Общий провод всех кнопок подключается к сигналу GND. Принципиальную схему подключения клавиатуры смотрите выше.
Подключение светодиодов
Светодиоды с номерами от 01 до 30 подключаются к разъему XP8. Светодиоды с номерами от 31 до 48 подключаются к разъему XP7. Общий провод всех светодиодов (катоды) подключается к сигналу GND. Принципиальную схему светодиодов смотрите выше.
Прочие подключения к системе
Ключ подключается к разъему LOCK. Динамики подключаются к контактам +SPKL- и +SPKR- для левого и правого динамика соответственно. При подключении следует соблюдать фазу динамиков, правильно подключая контакты [+] и [-]. LCD-модули подключаются к разъемам XP14 и XP4 – левый и правый соответственно. Для соединения плат MAIN и ETHERNET используются разъемы XP10 и XP3 соответственно.
Питание +5VDC для точки доступа Wi-Fi (фото слева) берется с разъема XP12, при подключении к которому необходимо соблюдать полярность. Питание системы производится от источника тока с напряжением +12VDC и подключается к разъему XT1 на плате MAIN. При подключении необходимо строго соблюдать полярность. Выход на усилитель – разъем XP16 (Jack 3,5mm). Регулировка громкости переменными резисторами в системе оказывает пропорциональное влияние на уровень выходного сигнала на разъеме XP16 для упрощения работы с внешним усилителем. Сигнал управления внешним усилителем SNDOFF выведен на разъем XP17. Этот логический сигнал 5V имеет уровень 1 (+5V) при выключении усилителя и уровень 0 при включении усилителя для воспроизведения сигнала. Разъем XP17 предназначен для расширения системы, на него выведены сигналы последовательного порта, входы аналого-цифровых преобразователей, выход канала PWM, вход порта с внешним прерыванием, а также напряжения питания +5VDC и +12VDC.
Автоматическое тестирование системы при запуске
Система после включения питания проводит тест на работоспособность некоторых компонентов. Например, проверяется наличие и работоспособность SD-карты, работоспособность микросхемы RTC, которая генерирует сигнал тактирования 32768Hz для микросхемы радиоприемника Si4702/03 и т.д. В случае их неисправности или отсутствия, если они не отвечают системе или отвечают с ошибками, система выведет на индикатор соответствующее сообщение.
Вы можете сделать заказ, и для вас будет проведена разработка устройств электроники любого назначения, включая электронные устройства для удаленного контроля и управления через сеть Интернет, использующие беспроводные Wi-Fi , Wi-Max, GPRS, EDGE соединения или местную локальную сеть (Ethernet), также вы можете заказать здесь контрактное производство электроники, электронных устройств и приборов с полной технической поддержкой проекта.
Разработка электроники для устройств автоматической загрузки и последующего воспроизведения аудио-файлов новостей и анекдотов из сети Интернет – говорящих электронных роботов «Анекдоша» – выполнена Протопоповым Александром Петровичем, город Москва.
Сайт автора: Razrabotka.Pro.
