{"id":55,"date":"2019-06-06T12:02:02","date_gmt":"2019-06-06T10:02:02","guid":{"rendered":"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/ss2019mo\/?page_id=55"},"modified":"2019-07-09T13:32:12","modified_gmt":"2019-07-09T11:32:12","slug":"lcd-taster","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/Synthaffaere\/beispiel-seite\/lcd-taster\/","title":{"rendered":"LCD\/Taster"},"content":{"rendered":"

LCD\/Taster<\/strong><\/p>\n

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Abildung 1: Das Blockschaltbild f\u00fcr die LCD\/Taster Gruppe<\/p><\/div>\n

Bei der Abbildung 1 kann man das Blockschaltbild f\u00fcr die LCD\/Taster Gruppe betrachten. Dabei wird ersichtlich, dass wir als Eingang zum Mikrocontroller mehrere Taster verwenden, welche das Men\u00fc ansteuern und damit auch grunds\u00e4tzlich den Synthesizer. Zur Ausgabe nutzen wir ein LCD.<\/p>\n

Das LCD kann unseres Erachtens nach als Schmuckst\u00fcck des Synthesizers betrachtet werden. F\u00fcr die Visualisierung der Funktionen haben wir uns f\u00fcr die Verwendung eines LCDs entschieden. Als Grundfundament, um mit der Materie direkt vertraut zu werden haben wir uns Internetseiten wie https:\/\/www.mikrocontroller.net<\/em> angeschaut, damit uns das Programmieren des ATmega32 einfacher f\u00e4llt.
\nAls LCD haben wir das LCD-PM 2×16-6 D benutzt:<\/p>\n

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Abbildung 2: Das LCD 16×2, das wir als Kleingruppe benutzt haben<\/p><\/div>\n

Unsere Aufgabe war es mittels des ATmega32 das LCD anzusteuern. Direkt am Anfang musste man sich mit der Pinbelegung des ATmega32 vertraut machen. Daraufhin konnte mit dem Steckbrett die Verbindung (unten zu sehen) nachgebaut werden.
\nZudem ist noch hinzuzuf\u00fcgen, dass wir ausschlie\u00dflich mit 5V am Mikrocontroller arbeiten.<\/p>\n

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Abbildung 3: Schaltplan inklusive Pinbelegung mit dem ATmega32 und das LCD 16×2 im 4-Bit Modus<\/p><\/div>\n

Mittels der IDE Atmel Studio 7.0<\/strong> wurde der ATmega32 programmiert. Unsere Aufgabe als Kleingruppe war es zun\u00e4chst auf dem LCD „Hello ProLab<\/em>“ anzeigen zu lassen. Der Code, den wir erstellt haben, wurde nach dem Hinzuf\u00fcgen zus\u00e4tzlicher Bibliotheken mehrmals ausgef\u00fchrt, jedoch kam es bis zum 10.05.2019 noch zu keiner erfolgreichen Anzeige. Bei den Zusatzterminen am 14.05.2019 und am 15.05.2019 kamen wir zu einem Erfolg und konnten das LCD erfolgreich ansteuern (durch Ver\u00e4nderungen im Code und der Bibliothek). Schlussendlich konnten wir auch 6 Taster realisieren, welche vom Mikrocontroller beim draufdr\u00fccken erkannt wurden. Um zu sehen ob die Taster funktionieren haben wir zus\u00e4tzlich 6 Dioden verschaltet.<\/p>\n

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Abbildung 4: Taster Test-Schaltung<\/p><\/div>\n

Nachfolgend werden wir im folgenden Text den Ablauf der Schaltungsrealisierung und des Men\u00fcs beschreiben. Beim dritten Labortermin erfolgte die Gruppeneinteilung, sodass jede Kleingruppe eine bestimmte Aufgabe zum L\u00f6sen hatte. Die Aufgabe der Gruppe LCD\/Taster, die aus Oumaima, Dogan und Shorif, mit freundlicher Unterst\u00fctzung von Felix, besteht, ist es mit Hilfe des Mikrocontrollers das LCD zu steuern, sowie ein Men\u00fc mit Tastern zu realisieren. Als n\u00e4chstes wurde beim vierten Labortermin (13.5) die Schaltung bestehend aus LCD\/ Mikrocontroller\/ Potentiometer und Drahtbr\u00fccken auf dem Steckbrett aufgebaut. Um die Schaltung zu testen, wurde ein Code implementiert, der „Hello Prolab<\/em>“ auf dem LCD angezeigt hat. Beim f\u00fcnften und sechsten Labortermin (14.5 und 15.5) wurde die schon aufgebaute Schaltung erweitert. 6 Taster wurden hinzugef\u00fcgt, damit man ein Men\u00fc auf dem LCD realisieren kann. Beim siebten Labortermin (20.5) wurde die Schaltung mittels Eagle erstellt. Auch wurde die Grundstruktur des Men\u00fcs programmiert. Ab dem darauffolgenden Termin bis einschlie\u00dflich dem letzten Termin am 8.7. wurden Optimierungsma\u00dfnahmen durchgef\u00fchrt.
\nEin Plan f\u00fcr die Grundstruktur des Men\u00fcs ist in der folgenden Abbildung zu sehen:<\/p>\n

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Abbildung 5: Plan und Funktionsweise der Grundstruktur des Men\u00fcs<\/p><\/div>\n

Nachfolgend werden im folgenden Text zun\u00e4chst das Men\u00fc bzw. der Ablauf der Anzeige an das LCD erl\u00e4utert, welche in der Abbildung 5 dargestellt wird. Anfangs kommt es zu einem Einf\u00fchrungssatz, welcher „Hallo Prolab!<\/em>“ lautet. Daraufhin wechselt das LCD direkt automatisch in das Men\u00fc, welches zuerst in der ersten Zeile „Demo<\/em>“ und in der zweiten Zeile „Komposition<\/em>“ anzeigt. Leider konnte zun\u00e4chst nur auf den Punkt „Demo<\/em>“ zugegriffen werden.
\nMit der untersten Kreuztaste gelangt man auf die Komposition und beim erneuten Dr\u00fccken auf das Spiel. Zus\u00e4tzlich kann mit der obersten Kreuztaste das Men\u00fc in Umgekehrter Reihenfolge durchlaufen werden. Anschlie\u00dfend wird auf die weiteren Unterpunkte eingegangen. Von der Demo aus, mit der Taste zum Best\u00e4tigen, kann auf 4 fest definierte Lieder mit jeweils 8 T\u00f6nen zugegriffen werden.
\nUnter dem Men\u00fcpunkt Komposition gelangt man auf 4 weitere Auswahlm\u00f6glichkeiten. Diese sind benannt als Komposition 1-4. Hier k\u00f6nnen Lieder komponiert und abgespeichert werden. Der Unterschied zur Demo ist auch, dass die 4 Kompositionen jederzeit mit neuen Liedern \u00fcberschrieben werden k\u00f6nnen.
\nDie Komposition selbst erfolgt folgenderma\u00dfen: Nachdem man beispielsweise „Komp. 1<\/em>“ best\u00e4tigt hat, kommt man auf eine Anzeige bei der die 4 ersten Noten der Komposition ver\u00e4ndert werden k\u00f6nnen. Zudem ist immer ein Ausrufezeichen zu sehen, welches kennzeichnen soll, dass die auserw\u00e4hlte Note ver\u00e4nderbar ist. Dieses Ausrufezeichen kann von 1 bis 8 variiert werden. Aus Platzgr\u00fcnden konnten jedoch nicht alle 8 m\u00f6glichen ver\u00e4nderbaren Noten angezeigt werden. Daher wurde das Problem mit einer Aufteilung der Noten gel\u00f6st. Als erstes sieht man die Noten 1-4, wird die rechte Kreuztaste gedr\u00fcckt, gelangt man zu den Noten 5-8. Mit der linken Kreuztaste kommt man erneut zu den Noten 1-4. Soll eine Note ge\u00e4ndert werden, geschieht es mit der oberen und unteren Kreuztaste.
\nDer letzte Men\u00fcpunkt ist das Spiel. Hier kann ganz einfach mit den Noten gespielt werden und dies geschieht folgenderma\u00dfen: In dem Synthesizer ist ein Infrarotsensor integriert, der abh\u00e4ngig von der Entfernung der Hand zum Infrarotsensor diese Entfernung in eine bestimmte Note \u00fcbersetzt und diese anschlie\u00dfend auf das LCD ausgibt und speichert. Die gesamte Tonfolge wird zum Ende des Spiels in den Buffer eingereiht.<\/p>\n

Die Taster, welche oben links in der Abbildung 5 dargestellt werden, wurden \u00fcber die Verschaltungsmethode Active Low verschaltet, bei der, der mechanische Kontakt bzw. der Taster zwischen der Masse und dem Mikrocontroller liegt und der Widerstand zwischen der Versorgungsspannung und dem Mikrocontroller. Zudem ist es mit einem Pull-High Widerstand versehen, wie man beim folgenden Bild sehen kann:<\/p>\n

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Abbildung 6: Verschaltungsweise des Tasters<\/p><\/div>\n

Nachdem die Versuchsschaltung bez\u00fcglich des Tasters und des LCDs nun funktioniert hat, wurde das Layout f\u00fcr die endg\u00fcltige Schaltung erstellt. Davor musste aber noch das Eagle Schematic fertig gestellt werden, welches folgenderma\u00dfen aussah:<\/p>\n

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Abbildung 6: Eagle Schematic Abbildung<\/p><\/div>\n

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Abbildung 7: Front-Platine Eagle Board Top<\/p><\/div>\n

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Abbildung 8: Front-Platine Eagle Board Bottom<\/p><\/div>\n

Hier sehen wir die komplette Schaltung f\u00fcr das Men\u00fc und den Taster:<\/p>\n

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Abbildung 9: Finale Front-Platine<\/p><\/div>\n

Bauteilwerte:<\/strong><\/p>\n