Klangerzeugung

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Die Methode zur Geräuscherzeugung hängt natürlich von der Hardware und dem gewünschten Ergebnis ab. Im einfachsten Fall macht ein Piezo-Element an einer Messingmembran Piepsgeräusche, aber auch Sprachwiedergabe über Lautsprecher ist möglich.

Erzeugung der Tonfrequenzen[Bearbeiten]

Sinustabelle[Bearbeiten]

Man kann im Flash eine Sinustabelle ablegen, die schneller oder langsamer abgetastet wird und so eine PWM ermöglicht. Schon hat man Sinustöne variabler Frequenz, die sehr schön rund klingen. Mit etwas Rechenaufwand kann man noch Lautstärke-Hüllkurven draufmodulieren (AM) und somit glockenähnliche Sounds erzeugen.

Weblinks

  1. Doorbell bei www.microsyl.com (en, AVR, C)

Voltage controlled Oscillator (VCO)[Bearbeiten]

  • XR8038 oder MAX038
  • XR2206

Spezielle Klang-ICs[Bearbeiten]

Für spezielle Klänge werden ICs angeboten z.B.

Der klassische Gong-IC SAE800 -> Conrad, Reichelt, Bausatz bei ELV Desweiteren:

Mit Voice-Recorder lassen sich kurze Audiosequenzen über ein Mikrofon aufnehmen und auf Befehl abspielen.

  • ISD25xx z. B. ISD2560 -> Reichelt
  • ISD17xx z. B. ISD1730 -> ?
  • ISD14xx z. B. ISD1416 -> Conrad
  • Beispiel aus Roboternetz.de

DTMF, Telefongetute

  • MT 8880 -> Conrad
  • MT 8870 -> Conrad
  • CM 8870

Der Klassiker aus dem C64

  • MOS 6581/SID 6581 C64-Soundchip -> eBay
  • SID-Emulator mit AVR

Digital-Analog-Wandlung (DAC)[Bearbeiten]

Die Wechselspannung für Verstärker, Lautsprecher und elektronikfreies Piezoelement kann vom µC auf verschiedene Weise erzeugt werden.

Mit einem Kondensator in der Signalleitung kann ein eventuell vorhandener Gleichspannungsanteil (DC-Offset) entfernt werden.

R2R-Netzwerk[Bearbeiten]

Siehe Widerstandsnetzwerk, R2R-Netzwerk Samplerate direkt in der Ausgabe

PWM[Bearbeiten]

Für richtiges Audio: schnell laufendes PWM Der Controller schnell getaktet je nach gewünschter Samplerate (Samplerate x 256)

Wenn Piezo, dann PWM mit 50% Duty-Cycle. Die Toggle-Frequenz entspricht der halben Tonhöhe (zwei mal Umschalten pro Periode).

Meistens liefert eine Direktbeschaltung der Ausgangsstufe an einem Mikrocontroller nicht genügend Leistung. Bereits eine einfache Treiberstufe kann Abhilfe schaffen.

Pwm-wandler.svg

Die 20Ω Widerstand/ 4,7 µF Kondensator Kombination als Tiefpass entfernt die hohen Frequenzen des PWM-Signals aus dem Audiosignal.

Durch Verringern des Ausgangswiderstandes kann noch etwas mehr Leistung herausgeholt werden.

Weblinks

  1. Simple SD Audio Player with ATtiny85 (elm-chan.org)
  2. PIC18F SD WAV Audio Player ähnlich 1 zusätzlich mit Tiefpassfilter
  3. AVR-Synthesizer

Hardware[Bearbeiten]

Piezo-Element[Bearbeiten]

Piezo-Elemente sind einfach anzusteuern und als Buzzer/Summer von Reichelt, Conrad... erhältlich.

Es gibt hier zwei Typen:

  • Mit integrierter Elektronik; braucht nur mit Gleichspannung versorgt zu werden.
  • Ohne Elektronik; braucht eine Wechselspannung.

Die Piezo-Elemente haben eine Eigenresonanzfrequenz um 1,5 kHz ("Fiep"), und sind damit am lautesten. Fertige Module sind oft mit Resonanzkörper ausgestattet (Helmholtz-Resonator).

Piezo Elemente ohne integrierte Elektronik können direkt an die Pins eines AVR oder PIC angeschlossen werden. Um die Lautstärke zu erhöhen, kann man zwei Pins benutzen, die immer abwechselnd auf LOW bzw. HIGH gesetzt werden. Dadurch ergibt sich eine Wechselspannung um V_cc. (Prinzip der H-Brücke)

Bei selbsterregenden Elementen (die aus einer Gleichspannung ihre Frequenz selbst erzeugen) sollte man auf die Daten achten. Im Allgemeinen brauchen kleine Module aber auch nur einige mA.

Lautsprecher[Bearbeiten]

Um Lautsprecher an einem µC betreiben zu können, bedarf es in den meisten Fällen eines Verstärkers, da die Portpins des µC i.d.R. nur wenige mA Strom vertragen (Datenblatt!).

Weblinks[Bearbeiten]

(TODO: Sichten und den verschiedenen Methoden zuordnen)