Progetto e realizzazione di un Progetto e realizzazione di un sistema per la registrazione e sistema per la registrazione e

riproduzione di sequenze ritmiche riproduzione di sequenze ritmiche acquisite via microfono.acquisite via microfono.

Elaborato di Laurea di Elaborato di Laurea di Alessandro LAZZARINI BARNABEI Alessandro LAZZARINI BARNABEI

Relatore:Relatore:

Prof.ssa Carla Prof.ssa Carla VACCHIVACCHI

Correlatore:Correlatore:

Ing. Daniele Ing. Daniele SCARPASCARPA

Università degli studi di Università degli studi di PaviaPavia

Specifiche di funzionamentoSpecifiche di funzionamento

Sequenza ritmica : Sequenza ritmica : impartita tramite impartita tramite battito di mani o battito di mani o tramite strumento a tramite strumento a percussionepercussione

Elaborazione da parte Elaborazione da parte del sistemadel sistema

Riproduzione della Riproduzione della sequenza: tramite le sequenza: tramite le bacchette e il tamburobacchette e il tamburo

Presentazione del lavoroPresentazione del lavoro

Elaborazione del primo prototipo: parte Elaborazione del primo prototipo: parte circuitalecircuitale

Analisi delle performance e dei problemi Analisi delle performance e dei problemi riscontratiriscontrati

Elaborazione del secondo prototipo: Elaborazione del secondo prototipo: microcontrolloremicrocontrollore

Creazione del circuito stampatoCreazione del circuito stampato

Montaggio del supportoMontaggio del supporto

Acquisizione dei suoni e Acquisizione dei suoni e trattamento dei segnalitrattamento dei segnali

Analisi delle caratteristiche dei Analisi delle caratteristiche dei segnali da acquisire: frequenza, segnali da acquisire: frequenza, distanza temporale tra gli distanza temporale tra gli impulsi ecc...impulsi ecc...

Scelta della modalità digitale Scelta della modalità digitale per l’elaborazione per l’elaborazione dell’informazione dell’informazione

Sviluppo di un circuito di Sviluppo di un circuito di acquisizione dei segnali dal acquisizione dei segnali dal microfono: preamplificazione, microfono: preamplificazione, digitalizzazionedigitalizzazione

Distanza Distanza temporaletemporaleSegnale audioSegnale audioSegnale Segnale digitalizzatodigitalizzato

Registrazione della sequenza Registrazione della sequenza ritmicaritmica

Scelta dei contatori Scelta dei contatori binari come binari come strumento di misura strumento di misura della distanza della distanza temporaletemporale

Memorizzazione di Memorizzazione di numeri numeri corrispondenti agli corrispondenti agli istanti in cui iniziano istanti in cui iniziano i battitii battiti

Lettura dei dati in memoriaLettura dei dati in memoria

Lettura datiLettura dati

Segnale di clock Segnale di clock fissatofissato

Ai numeri Ai numeri memorizzati memorizzati corrispondono i corrispondono i battiti da battiti da riprodurreriprodurre

Riproduzione dei suoniRiproduzione dei suoni

Riproduzione tramite Riproduzione tramite bacchette mosse da bacchette mosse da motori passo-passomotori passo-passo

raggiungimento di una raggiungimento di una certa posizione certa posizione angolare e successivo angolare e successivo ritorno alla posizione di ritorno alla posizione di partenzapartenza

necessità di una coppia necessità di una coppia elevata e di alta elevata e di alta velocità di esecuzionevelocità di esecuzione

Elaborazione del primo Elaborazione del primo prototipoprototipo

Parte hardware analogicaParte hardware analogica

Parte digitale realizzata con componenti Parte digitale realizzata con componenti discretidiscreti

CARATTERISTICHE:CARATTERISTICHE:

Due battiti memorizzabiliDue battiti memorizzabili Un motore per la riproduzioneUn motore per la riproduzione

Elaborazione del primo Elaborazione del primo prototipoprototipo

Circuito di Circuito di acquisizione acquisizione suonisuoni

Circuito di Circuito di alimentazione alimentazione motorimotori

Circuito di Circuito di pilotaggio motorepilotaggio motoreCircuito di Circuito di memorizzazione e memorizzazione e lettura datilettura dati

Circuito di acquisizione suoniCircuito di acquisizione suoni

MicrofonoMicrofono Stadio Stadio amplificatoreamplificatore

Stadio Stadio comparatorecomparatore

Circuito monostabile: Circuito monostabile: conversione analogico-digitaleconversione analogico-digitale

Dispositivo Dispositivo antirilascio antirilascio impulso impulso all’accensioneall’accensione

Tecnica di pilotaggio motoriTecnica di pilotaggio motori

Rotazione motore passo-passoRotazione motore passo-passo

Interruttore a BJT

Dal circuito Dal circuito pilotaggio pilotaggio motorimotori

Rotazione : forme d’ondaRotazione : forme d’onda

Circuito di pilotaggio motoreCircuito di pilotaggio motore

Shift registerShift register

Dispositivo per Dispositivo per il cambio di il cambio di rotazionerotazione

Circuito di memorizzazione-Circuito di memorizzazione-lettura datilettura dati

Dal monostabileDal monostabile

Discriminatore Discriminatore fasi rec e playfasi rec e play

Contatore di Contatore di memorizzazionmemorizzazionee

Contatori di Contatori di letturalettura

Analisi delle performance e dei Analisi delle performance e dei problemi riscontratiproblemi riscontrati

Circuito totale Circuito totale ingombrante e ingombrante e complessocomplesso

24 integrati per due 24 integrati per due battiti e un motorebattiti e un motore

Circa 70 per dieci Circa 70 per dieci battiti e due motoribattiti e due motori

Elaborazione del secondo Elaborazione del secondo prototipoprototipo

Acquisizione dei suoni e trattamento Acquisizione dei suoni e trattamento dei segnali invariatidei segnali invariati

Parte digitale integrata in un Parte digitale integrata in un microprocessore PICmicroprocessore PIC

Hardware di alimentazione dei motori Hardware di alimentazione dei motori invariatoinvariato

Implementazione via Implementazione via softwaresoftware

Programmazione in linguaggio jalProgrammazione in linguaggio jal

SoftwarSoftwaree

PCPCInterfacciInterfaccia a hardwarehardware

PICPIC

PIC: input e output digitaliPIC: input e output digitali

Segnale Segnale monostabilemonostabile

Input diInput di clockclockOutputOutput

Circuito completoCircuito completo

Acquisizione suoni + Acquisizione suoni + monostabilemonostabile PICPIC

Alimentazione Alimentazione motorimotori

Disegno di LayoutDisegno di Layout

Dimensioni Dimensioni compatibili al compatibili al supporto fisico supporto fisico

Piazzamento manuale Piazzamento manuale dei componentidei componenti

Posizione periferica Posizione periferica dei connettori dei connettori

22 22 cmcm

11

cm

11

cm

Creazione del circuito Creazione del circuito stampatostampato

Sviluppo dell Sviluppo dell fotoresist tramite il fotoresist tramite il bromografobromografo

Attacco chimico fino Attacco chimico fino ad arrivare alla ad arrivare alla creazione delle piste creazione delle piste sulla basetta sulla basetta

Foratura della Foratura della basetta basetta

ConclusioniConclusioni

Specifiche di progetto rispettateSpecifiche di progetto rispettate

Validità didattica e progettuale del Validità didattica e progettuale del primo prototipoprimo prototipo

Validità pratica del secondo prototipoValidità pratica del secondo prototipo

Montaggio del dispositivo Montaggio del dispositivo