Introducere
Proiectul consta in realizarea unui VU metru care poate fi folosit in display-urile audio, sau orice aparate muzicale, iar cu mici variatii se pot implementa matrici de leduri pentru cluburi.
Descriere generală
LED-metrul este o abordare mai simpla si dimensional mai mica decat abordarea analogica, abordare in care folosim doar convertoare analogice-digitale (CAD-uri). LED-metrul este folosit preponderent in echipamentele audio, dar de-a lungul timpului versiuni ale acestuia si-au facut aparitia si pe piata de entertainment. Versiunea prezentata mai jos se bazeaza pe componente furnizate de National Semiconductor IC, metru realizat pe baza versiunii logaritmice.
Fiecare LED opereaza la o diferenta de 3 dB fata de LED-ul anterior, iar un jumper este folosit pentru a activa/dezactiva afisajul punctiform (sunt activate LED-uri pe rand) sau afisajul liniar (LED-urile aprinse anterior isi pastreaza starea) - cu alte cuvinte, se formeaza o “bara” de LED-uri.
VU Metrul sta practic la baza unui proiect si mai mare, parte a analizatorului de benzi de frecventa (Radio, GPS - in special telecomunicatii). Pe langa aceasta abordare mai pot exista numeroase alte abordari precum in industria muzicala (mixere, amplificatoare, preamps), sau oricare alta aplicatie care necesita existenta unui anumit nivel de semnal.
Hardware Design
In figura de mai sus, se observa utilizarea unui singur IC furnizat de National Semiconductor, plus inca cateva alte componente discrete. Este inclusa si o extra dioda (D3) case sa asigure convertorul ca LED-urile nu sunt filtrare in prealabil.
Condensatorul C1 este introdus pentru a ne asigura ca IC-ul nu oscileaza si nici nu se comporta ca un filtru. Asta da posibilitatea inserarii unui curent mai mare pe LED-uri si totusi cu disipare de caldura/putere mai mica desi costul proiectului s-ar mari.
Primele 8 LED-uri L1..8 sunt de culuare verde si notifica utilizatorul de prezenta modului normal de operare, adica lipsa peak-urilor de semnal. LED-urile L9 si L10 sunt de culuare rosie si indica faptul ca s-a produs un overload. Adica, o margine de overload de 6 dB.
Senzitivitatea maxima a VU metrului cu VR1 la maxim este un peak maxim de 12V (aproape 8.5V RMS), adica se poate face astfel cuplarea la un difuzor sau amplificator, desi nu ar fi prea indicat.
Asa cum am mai precizat, jumperul J1 selecteaza modul de afisare: dot sau bar.
Software Design
Acest mic program ne furnizeaza un afisaj bar si un peak maxim pe o matrice de leduri 16*2. Rezolutia este de 32 de elemente pentru un range de 32 dB al convertorului A/D pe 8 biti.
Scara este cuprinsa intre -26 dB si +5 dB pentru un voltaj cuprins intre 0.125V si 5.000V. Ledurile vor fi updatate la fiecare 50ms pe baza intreruperii Timer0.
Conversia logaritmica se efectueaza folosind o tabela, care la initializare va stoca valoarea Vu(256). Vu metrul poate fi dezactivat prin intermediul flagului
Vu_flag = 0
Peak-hold-ul prin
Peak_hold_flag = 0
Setarea pentru 80C535 at 12 Mhz, VAREF = 5V, A/D input = P6.0 (channal # 0).
Compilatorul folosit este BASCOM-8051 de la MCS Electronics.
'---[ Compiler and Hardware related statements ]-------------------------------- ' $ramstart = &H8000 $ramsize = &H7FFF $large Config Lcdbus = 4 Config Lcd = 16 * 2 Config Timer0 = Timer , Gate = Internal , Mode = 2 '---[ Variables ]--------------------------------------------------------------- ' Dim Vu_flag As Bit ' VU meter on/off flag Dim Peak_hold_flag As Bit ' Peak Hold on/off flag Dim Odd_flag As Bit ' Odd/even flag Dim Ad_value As Byte ' A/D converter output Dim Vu_value As Byte ' Log conv. to bar elements Dim Count0 As Byte ' Interrupt counter Dim Temp_byte1 As Byte Dim Temp_byte2 As Byte Dim Temp_byte3 As Byte Dim Temp_byte4 As Byte Dim Temp_byte5 As Byte Dim Temp_count1 As Byte Dim Vu(256) As Xram Byte ' Log tabel array Dim Vu_bar As Xram String * 16 ' LCD row characters '---[ Constants ]--------------------------------------------------------------- ' Dim Vu_bars As Const 32 ' Number of bar elements Dim Int_counts As Const 199 ' 200 * 250uS = 50mS Dim Peak_hold As Const 29 ' 30 * 50mS = 1.5 Sec '---[ Interrupt settings ]------------------------------------------------------ ' On Timer0 Timer0_int ' Execute subroutine Load Timer0 , 250 ' Auto reload value 250 (uS) Priority Set Timer0 ' Set highest priority Enable Interrupts Enable Timer0 '---[ Initialization ]---------------------------------------------------------- ' Cls Cursor Off Locate 1 , 1 : Lcd "VU-meter" ' Intro text Waitms 250 : Waitms 250 ' Show intro message Temp_byte1 = 0 ' 1 - 32 bar element Temp_byte2 = 0 ' Data value Temp_byte3 = 0 ' 0 - 255 Vu(temp_byte3) = 1 ' First array element = 1 Restore Log_table ' Create Log Array Tabel For Temp_byte1 = 1 To 32 ' 32 bar elements Read Temp_byte2 ' Read data Do Incr Temp_byte3 ' Next array element Vu(temp_byte3) = Temp_byte1 ' assign element to array Loop Until Temp_byte3 = Temp_byte2 ' Read next data Next '---[ Character Generator RAM ]------------------------------------------------- ' Deflcdchar 0 , 12 , 18 , 18 , 18 , 12 , 00 , 08 , 08 ' 0 Deflcdchar 1 , 02 , 06 , 02 , 02 , 07 , 00 , 00 , 08 ' 1 Deflcdchar 2 , 06 , 09 , 02 , 04 , 15 , 00 , 00 , 08 ' 2 Deflcdchar 3 , 00 , 00 , 07 , 00 , 00 , 00 , 00 , 08 ' - Deflcdchar 4 , 00 , 00 , 00 , 00 , 00 , 00 , 00 , 08 ' Marker Deflcdchar 5 , 27 , 27 , 27 , 27 , 27 , 27 , 27 , 00 ' Vu bar Deflcdchar 6 , 24 , 24 , 24 , 24 , 24 , 24 , 24 , 00 ' Vu bar Left Deflcdchar 7 , 03 , 03 , 03 , 03 , 03 , 03 , 03 , 00 ' Vu bar Right '---[ Draw scale: -26dB - +5dB ]------------------------------------------------ ' Cls Locate 1 , 1 : Lcd Chr(4) ; Chr(3) ; Chr(2) ; Chr(0) ; Chr(4) ; Chr(4) Locate 1 , 7 : Lcd Chr(3) ; Chr(1) ; Chr(0) ; Chr(4) ; Chr(4) ; Chr(4) Locate 1 , 13 : Lcd Chr(4) ; Chr(0) ; Chr(4) ; Chr(4) Temp_byte1 = 0 Temp_byte2 = 0 Temp_byte3 = 0 Temp_byte4 = 0 Temp_byte5 = 0 Ad_value = 0 Vu_value = 0 Vu_flag = 1 ' Enable Vu_meter Interrupt Peak_hold_flag = 1 ' Enable Peak Hold Start Timer0 '---[ Main loop ]--------------------------------------------------------------- ' Do ' Application program Loop End '---[ Vu meter Subroutine ]----------------------------------------------------- ' Vu_meter: Vu_bar = "" Ad_value = Getad(0 , 0) ' A/D Ch#1 ,range 0-5Volt Vu_value = Vu(ad_value) ' Get log value Temp_byte1 = Vu_bars - Vu_value Temp_byte1 = Temp_byte1 \ 2 ' Number of fill spaces Temp_byte2 = Vu_value \ 2 ' Number of Vu bars Temp_byte3 = Vu_value Mod 2 ' Bar position odd or even If Temp_byte2 > 0 Then Vu_bar = String(temp_byte2 , 5) ' Assemble Vu bar If Temp_byte3 = 1 Then Vu_bar = Vu_bar + Chr(6) ' Odd then add 1/2 Vu bar If Temp_byte1 > 0 Then Vu_bar = Vu_bar + String(temp_byte1 , 32) Locate 2 , 1 : Lcd Vu_bar ' Show Vu bar '---[ Peak Hold ]--------------------------------------------------------------- ' If Peak_hold_flag = 0 Then Return If Temp_count1 > Peak_hold Then ' Reset after 50mS * 30 Temp_count1 = 0 ' Reset peak hold timer Temp_byte4 = 0 ' Reset peak value End If If Ad_value >= Temp_byte4 Then ' New peak value Temp_byte4 = Ad_value ' Update peak value Temp_byte5 = Temp_byte2 ' Save peak bar position Temp_count1 = 0 ' Reset peak hold timer If Temp_byte3 = 1 Then ' Peak position odd Odd_flag = 1 ' Set odd flag Incr Temp_byte5 ' Position single bar element Else Odd_flag = 0 ' Reset odd flag End If Else If Temp_byte5 > Temp_byte2 Then Locate 2 , Temp_byte5 ' Set peak char position If Odd_flag = 1 Then Lcd Chr(6) ' Odd = left bar element Else Lcd Chr(7) ' Even = right bar element End If End If End If Incr Temp_count1 ' Increment Peak hold timer Return '---[ Interrupt counter ]------------------------------------------------------- ' Timer0_int: Incr Count0 ' Count interrupts If Count0 > Int_counts Then ' Count0 = 0 ' At 200, reset counter If Vu_flag = 1 Then Gosub Vu_meter ' Every 50mS (250uS * 200) End If Return '---[ Log tabel 1.00 dB/step Step factor 1.122 ]------------------------------ ' Log_table: Data 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 13 , 14 , 16 , 18 , 20 , 23 , 26 , 29 , 32 , 36 , 40 Data 45 , 51 , 57 , 64 , 72 , 81 , 90 , 102 , 114 , 128 , 143 , 161 , 181 , 203 Data 227 , 255 '-------------------------------------------------------------------------------
Bibliografie/Resurse
