Řízení se provádí paralelním tlačítkovým rozhraním. Umožňuje to jednoduchým způsobem provádět následující funkce bez nutnosti použití dalších externích řídicích součástek:

• záznam zvukového hlášení, uvolňován úrovní,
• reprodukce hlášení, uvolňovaná hranou,
• reprodukce hlášení, uvolňovaná úrovní,
• změna rychlosti reprodukce zvuku,
• signalizace stavu obvodu.
  

Aktuální stav obvodu (prováděná operace) je signalizována pomocí diody LED. Po ukončení každé operace obvody ISD1600B přecházejí automaticky do režimu hlídání (ang. Power Down) se znatelně sníženým proudovým odběrem, s proudovým odběrem <1 uA.

Na obr.1 je uvedeno schéma zapojení MART1600 a na obr.2 umístění součástek na desce plošného spoje. Pro správnou činnost modulu potřebujeme následující extérní součástky:

• stabilizovaný napájecí zdroj s napětím v rozsahu +2,4 ... +5,5 V, připojen ke zdířce P1,
• reproduktor 1W/8 ohm připojen k liště P3 nebo reproduktor 0,5W/16 ohm, připojen k liště P2.
  

Obr.1. Schéma zapojení modulu MART1600.

Obr.2. Osazení součástek na plošném spoji MART1600

Výstupy modulu

Modul obsahuje elektromechanické součástky (tlačítka S1...S3, zkratospojky J1...J5 a J7, výstupní konektory audio P4, reproduktorové konektory P2 a P3) nutné pro realizaci všech funkcí obvodu. Navíc vstupy řídících signálů pro spouštění jednotlivých funkcí byly vyvedeny na konektor P5, paralelně k odpovídajícím tlačítkům S1...S3. Tímto způsobem je možné spouštění jednotlivých funkcí obvodu jak pomocí tlačítek, tak i pomocí externích signálů s odpovídajicími logickými úrovněmi.

Hlášení je nahráváno do obvodu pomocí mikrofónu M1 umístěného v modulu. Přehrávané hlášení je vyvedeno na reproduktorové výstupy typu PWM, do kterých, přes konektor P3, lze přímo připojit reproduktor. Současně je hlášení vyvedeno buď jako nezesílený analogový signál audio na konektor P4 nebo po zesílení výkonu na reproduktor připojen ke zdířce P2 (v závislosti na pozici zkratospojky J7).

Modul je přizpůsoben k napájení stabilizovaným napětím v rozsahu VCC = 2,4 ... 5,5 V přivedeným do konektoru P1.

 Všechny řídící signály: REC, PLAYE a PLAYL obvodu ISD1600B jsou číslicovými signály, přijímají dvě úrovně napětí: nízkou L (logický stav L) nebo vysokou H (logický stav H), v závislostí na napájecím napětí Vcc. Pro obvody řady ISD1600B tato napětí jsou vzhledem elektrické zemi:

•  vstupní napětí L: -0,3 V ... 0,3xVcc,
•  vstupní napětí H: 0,7xVcc ... Vcc,
•  výstupní napětí L: -0,3 V ... 0,3xVcc, max. 4 mA,
•  výstupní napětí H: 0,7xVcc ... Vcc, max. 1,6 mA.

V dalším popisu bude užíván rovněž alternativní zápis stavu uvedeného řídícího signálu (vstupy/výstupy): název signálu = L, H, LH, HL, kde: LH – nástupná hrana signálu, HL – sestupná hrana.

Všechny řídící vstupy REC, PLAYE a PLAYL obvodu ISD1600B mají vnitřní rezistor, zajišťující logický stav H na těch pinech a zároveň obsahují obvod eliminace zákmitů mechanických kontaktů. Aktivním stavem těchto signálů je L.

• S1 - tlačítko spouštění funkce REC (vstup signálu REC) - záznam hlášení uvolňované úrovníi.
• S2 - tlačítko spouštění funkce PLAYE (vstup signálu PLAYE) - reprodukce hlášení uvolňované hranou.
• S3 - tlačítko spouštění funkce PLAYL (vstup signálu PLAYL) - reprodukce hlášení uvolňované úrovní.

Stlačení libovolného z tlačítek S1...S3 způsobí objevení se logického stavu L na odpovídajícím řídícím pinu obvodu ISD1600B.

• P1 - konektor napájení DC standardu 2,1/5,5 - napájecí napěti v rozsahu 2,4...5,5 V, stabilizované.
• P2 - svorkovnice k připojení reproduktoru 16 ohm / 0,5W - výstup analogového zesilovače signálu audio.
• P3 - svorkovnice k připojení reproduktoru 8 ohm / 1W - přímý rozdílový výstup komplementárních reproduktorových signálů SP+ a SP- typu PWM (signály s modulovanou šířkou impulzu).
• P4 - konektor cinch pro výstupní analogový signál audio AUD.
• P5 - konektor řízení, jehož jednotlivé signálové linky jsou propojeny paralelně s odpovídajícími funkčními tlačítky S1...S3:
  • P5/1 - elektrická zem pro číslicové signály, (-) napájení.
  • P5/2 - vstup signálu REC (propojeno s S1).
  • P5/3 - vstup signálu PLAYE (propojeno s S2).
  • P5/4 - vstup signálu PLAYL (propojeno s S3).
• J1...J5 - zkratospojky k programování kmitočtu vzorkování (a tímto horního kmitočtu pásma) zaznamenavaného signálu a změny rychlosti jeho reprodukce. Požadovaný kmitočet vzorkování získáme spojením vhodné zkratospojky, další zkratospojky jsou otevřené. V závislosti na vybraném kmitočtu vzorkování získáme jinou dobu záznamu, podle verze obvodu ISD1600B. Přibližné hodnoty těchto časů jsou uvedeny v tabulce 1.

  Tabulka 1.

Zkratospojka	Kmitočet vzorkování [kHz]	Horní kmitočet pásma [kHz]	Maximální doba záznamu [s]
			ISD1610B	ISD1612B	ISD1616B	ISD1620B
J1	12	5,1	6,6	8	10,6	13,3
J2	8	3,4	10	12	16	20
J3	6,4	2,7	12,5	15	20	25
J4	5,3	2,2	15	18	24	30
J5	4	1,7	20	24	32	40

 

J7 - zkratosvorka k přepínání druhu výstupu signálu audio:

• spojené 1-2 - zesílený analogový signál audio je vyveden na reproduktor připojen k svorkovnici P2,
• spojené 2-3 - analogový signál audio je vyveden na konektor P4.

LED - dioda signalizující stav obvodu (druh prováděné operace):

• trvalý svit - záznam hlášení,
• blikání - reprodukce.

Princip činnosti

Obvody ISD1600B umožňují záznam jednotlivého zvukového hlášení do vnitřní nevyprchající paměti. Jednotlivé obvody mají rozdílnou velikost paměti, a tímto různou dobu záznamu při vybraném kmitočtu vzorkování - tab.1.

Modul je vybaven tlačítky S1...S3 umožňujícími vnutit logický stav L na jednotlivých řídících pinech, a tímto vyvolání odpovídajících funkcí obvodu. Místo těchto tlačítek k řízení lze rovněž využít externí řídící signály s odpovídajicími logickými úrovněmi L nebo H, přivedené na konektor P5.

V dalším popisu jednotlivých funkcí modulu je zjednodušeno to, že řízení se provádí pomocí tlačítek.

Programování kmitočtu vzorkování.

Před zapnutím modulu je nutno nastavit podle svých potřeb kvalitu nahrávky, závislou na vzorkovacím kmitočtu (skokově 5 hodnot v rozsahu 4...12 kHz). Za tímto účelem se zkratuje odpovídající zkratospojka J1...J5 podle tabulky 1. V závislosti na vybraném kmitočtu vzorkování získáme jinou dobu záznamu hlášení a jiné pásmo zaznamenavaného zvuku. Nejlepší kvalitu záznamu (horní hranice pásma 5,1 kHz) získáme při vzorkovacím kmitočtu 12 kHz. Pro získání přirozeného znění reprodukovaného zvuku kmitočet vzorkování v průběhu nahrávání hlášení a v době reprodukce musí být stejný. Pokud hlášení bude reprodukováno při vzorkovacím kmitočtu vyšším než při záznamu tak reprodukovaný zvuk bude rychlejší než zaznamenaný, bude mít vyšší tonaci. A opačně - pokud hlášení bude reprodukováno při vzorkovacím kmitočtu nižším než při nahravání, tak reprodukovaný zvuk bude pomalejší než zaznamenaný a bude mít nižší tonaci. Tímto způsobem lze získat zajímavé zvukové efekty.

Záznam hlášení (REC)

Tato funkce, spouštěna tlačítkem REC nebo signálem s úrovni L na konektoru P5/2, umožňuje záznam jednotlivého hlášení do paměti obvodu. Maximální doba záznamu je závislá na použitém typu ISD1600B. Zdrojem zvukového signálu pro nahravání je mikrofon M1 umístěný na desce modulu. Záznam je prováděn od začátku paměti a je řízen úrovni signálu REC , tzn. je iniciován hranou HL, trvá celou dobu udržování stavu L a končí v momentu objevení se hrany LH.

• Stlačení a přidržení tlačítka REC ( REC =L) odstartuje záznam hlášení, které trvá do momentu uvolnění tlačítka ( REC =H) nebo do momentu dosažení konce paměti. V této době dioda LED svítí trvale.

Ve chvíli ukončení záznamu hlášení, v paměti obvodu je automaticky zapisována vnitřní značka konce hlášení EOM, používaná při reprodukcí. Po ukončení záznamu obvod automaticky přechází do hlídacího stavu. Záznam má přednost před reprodukci, tzn. pokud v průběhu reprodukce bude vyvolána funkce záznamu, přehrávání se přeruší a spustí se záznam.

Reprodukce hlášení uvolňované hranou (PLAYE)

Tato funkce, spouštěna tlačítkem PLAYE nebo signálem s úrovni L na konektoru P5/3, umožňuje reprodukci jako celku zapsaného hlášení.

• Krátké stlačení tlačítka PLAYE (krátký impulz L v signále PLAYE ) spustí reprodukci hlášení od začátku paměti, které končí dosažením konce hlášení nebo konce paměti.
• V průběhu reprodukce dioda LED bliká s frekvencí několika bliků za sekundu.
• Opětovné krátké stlačení PLAYE (další impulz L) po ukončení reprodukce spustí reprodukci hlášení od začátku.
• Krátké stlačení PLAYE v průběhu reprodukce způsobí okamžité přerušení této operace.
  Po ukončení reprodukce obvod přechází automaticky do hlídacího režimu.

Reprodukce hlášení uvolňované hladinou (PLAYL)

Tato funkce, spouštěna tlačítkem PLAYL nebo signálem s úrovni L na konektoru P5/4, umožňuje reprodukci zaznamenaného hlášení od začátku paměti, po celou dobu aktivity signálu PLAYL .

• Stlačení a přidržení tlačítka PLAYL ( PLAYL=L) spustí reprodukci hlášení, které trvá celou dobu udržování se hladiny L na tomto signálu.
• V průběhu reprodukce dioda LED bliká s frekvencí několika bliků za sekundu.
• Reprodukce končí v následujících případech: v momentu uvolnění tlačítka PLAYL ( PLAYL =H), v momentu dosažení konce hlášení nebo dosažení konce paměti.
  Po ukončení reprodukce obvod přechází automaticky do hlídacího režimu.

Alarm nahrání (vAlert)

Toto je volitelná signalizační funkce, způsobující, že po ukončení operace záznamu dioda LED pomalu bliká (každých několik sekund) a tak signalizuje přítomnost nového hlášení v paměti. Po reprodukci hlášení dioda přestane blikat a vrací se do normálního stavu signalizace.
Obvody, u kterých je tato funkce dostupná, jsou označeny ISD1600B...01 ( na speciální objednávku).

Základní technické parametry modulu MART1600

• Napájení: +2,4 ... +5,5V, stabilizované.
• Doba záznamu závislá na typu obvodu: 10...20 s při vzorkovacím kmitočtu 8 kHz
• Nevyprchající záznam v obvodu ISD1600B, trvalost záznamu 100 let bez napájení.
• Možnost provedení až 100 000 cyklů záznamu.
• Řízení pomocí tlačítek nebo externích signálů.
• Výkon na reproduktorových výstupech (signály SP+ i SP- typu PWM na svorkovnici P3): 670 mW při napájecím napětí 5,5 V a impedanci reproduktoru 8 ohm.
• Napětí výstupního analogového signálu audio AUD (konektor P4): max. 1,5 Vpp.

Seznam součástek:

Rezistory (0,125 W):
R1	2,2 k
R2, R3	4,7 k
R4	60 k
R5	80 k
R6	100 k
R7	120 k
R8	160 k
R9	680
R10	390
R11, R12	1 k
Kondenzátory:
C1	100 uF/16V	elektrolytický
C2, C3	100 nF	foliový MKT
C4	4,7 uF/35V	elektrolytický
C6, C8, C10	10 uF/35V	elektrolytický
C5, C7, C9, C11	100 nF	keramický
C12	1 uF	fóliovýMKT
Integrované obvody:
U1	ISD16xxB	libovolný obvod z řady ISD16xx
Tranzistory:
T1	BC337	skupina 25
Diody:
D1, D2, D3	1N4148	impulzní křemíková
LED	LTL4231NLC	zelená, nízkoproudová, 3 mm
Ostatní:
M1	CM-18W	elektretový mikrofon
S1	DTS-63R	mikropřepínač 6x6 mm, NO
S2, S3	DTS-63K	mikropřepínač 6x6 mm, NO
P1	PC-GK2.1	konektor napájení DC do pl. spoje, typ 2,1/5,5
P2, P3	TB-3.8-P-2P-BL nebo
	TB-3.8-P-2P-GY	svorkovnice 3,81 mm, 2-pin
P4	PHS-2B	konektor chinch do pl. spoje
P5	22-27-2041	svorkovnice samec přímá 2,54 mm, 4-kontaktová
J1, J2, J3, J4, J5	MX-90120-0122	svorkovnice 2,54 mm horizontální, 2-pin
J7	MX-90120-0123	svorkovnice 2,54 mm horizontální, 3-pin

Některé použité součástky, hlavně mechanické (přepínače, konektory, lišty), mohou být nahrazeny jinými typy.

Download & Odkazy

• Zdroj článku - http://www.elektronika.cz/mart1600
• Popis modulu MART1600 v PDF - mart1600cz.pdf
• Další materiály o obvodech ISD řady ISD1600 na stranách výrobce - http://www.winbond-usa.com/mambo/content/view/36/140/
• Distributor WINBOND pro ČR a SR - www.marthel.pl
• Informace o dalších produktech WINBOND - www.elektronika.cz/winbond
• Popis obdobného modulu pro obvody řady ISD17xx - MART1700
• Více o zvukových obvodech ISD