Elaborato di Laurea di Alessandro LAZZARINI BARNABEI

1. 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

2. 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

3. 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

4. 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

5. 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

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

7. 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

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

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

10. Circuito di acquisizione suoni Microfono Stadio amplificatore Stadio comparatore

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

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

13. Rotazione : forme d’onda

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

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

16. 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

17. 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

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

19. PIC: input e output digitali Segnale monostabile Input diclock Output

20. Circuito completo Acquisizione suoni + monostabile PIC Alimentazione motori

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

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

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

24. Montaggio del dispositivo