Elaborato di Laurea di Alessandro LAZZARINI BARNABEI Università degli studi di Pavia Progetto e realizzazione di un sistema per la registrazione e riproduzione di sequenze ritmiche acquisite via microfono. Elaborato di Laurea di Alessandro LAZZARINI BARNABEI Relatore: Prof.ssa Carla VACCHI Correlatore: Ing. Daniele SCARPA

Specifiche di funzionamento Sequenza ritmica : impartita tramite battito di mani o tramite strumento a percussione Elaborazione da parte del sistema Riproduzione della sequenza: tramite le bacchette e il tamburo

Presentazione del lavoro Elaborazione del primo prototipo: parte circuitale Analisi delle performance e dei problemi riscontrati Elaborazione del secondo prototipo: microcontrollore Creazione del circuito stampato Montaggio del supporto

Acquisizione dei suoni e trattamento dei segnali Analisi delle caratteristiche dei segnali da acquisire: frequenza, distanza temporale tra gli impulsi ecc... Scelta della modalità digitale per l’elaborazione dell’informazione Sviluppo di un circuito di acquisizione dei segnali dal microfono: preamplificazione, digitalizzazione Segnale digitalizzato Distanza temporale Segnale audio

Registrazione della sequenza ritmica Scelta dei contatori binari come strumento di misura della distanza temporale Memorizzazione di numeri corrispondenti agli istanti in cui iniziano i battiti

Lettura dei dati in memoria Lettura dati Segnale di clock fissato Ai numeri memorizzati corrispondono i battiti da riprodurre

Riproduzione dei suoni Riproduzione tramite bacchette mosse da motori passo-passo raggiungimento di una certa posizione angolare e successivo ritorno alla posizione di partenza necessità di una coppia elevata e di alta velocità di esecuzione

Elaborazione del primo prototipo Parte hardware analogica Parte digitale realizzata con componenti discreti CARATTERISTICHE: Due battiti memorizzabili Un motore per la riproduzione

Elaborazione del primo prototipo Circuito di memorizzazione e lettura dati Circuito di pilotaggio motore Circuito di alimentazione motori Circuito di acquisizione suoni

Circuito di acquisizione suoni Microfono Stadio amplificatore Stadio comparatore

Circuito monostabile: conversione analogico-digitale Dispositivo antirilascio impulso all’accensione

Tecnica di pilotaggio motori Rotazione motore passo-passo Interruttore a BJT Dal circuito pilotaggio motori

Rotazione : forme d’onda

Circuito di pilotaggio motore Dispositivo per il cambio di rotazione Shift register

Circuito di memorizzazione-lettura dati Discriminatore fasi rec e play Dal monostabile Contatori di lettura Contatore di memorizzazione

Analisi delle performance e dei problemi riscontrati Circuito totale ingombrante e complesso 24 integrati per due battiti e un motore Circa 70 per dieci battiti e due motori

Elaborazione del secondo prototipo Acquisizione dei suoni e trattamento dei segnali invariati Parte digitale integrata in un microprocessore PIC Hardware di alimentazione dei motori invariato

Implementazione via software Interfaccia hardware Software PC PIC Programmazione in linguaggio jal

PIC: input e output digitali Segnale monostabile Input di clock Output

Circuito completo Acquisizione suoni + monostabile PIC Alimentazione motori

Disegno di Layout 22 cm Dimensioni compatibili al supporto fisico Piazzamento manuale dei componenti Posizione periferica dei connettori 11 cm

Creazione del circuito stampato Sviluppo dell fotoresist tramite il bromografo Attacco chimico fino ad arrivare alla creazione delle piste sulla basetta Foratura della basetta

Conclusioni Specifiche di progetto rispettate Validità didattica e progettuale del primo prototipo Validità pratica del secondo prototipo

Montaggio del dispositivo