{"id":34,"date":"2014-02-06T17:40:58","date_gmt":"2014-02-06T15:40:58","guid":{"rendered":"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/?page_id=34"},"modified":"2014-02-19T19:31:14","modified_gmt":"2014-02-19T17:31:14","slug":"gruppe-4","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/gruppe-4\/","title":{"rendered":"Gruppe 4"},"content":{"rendered":"<p><span style=\"text-decoration: underline;font-size: small\"><strong>Gruppe 4: Anzeige + Lichteffekte<\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\"><a href=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/BSB.jpg\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-large wp-image-91\" alt=\"BSB\" src=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/BSB-1024x559.jpg\" width=\"625\" height=\"341\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/BSB-1024x559.jpg 1024w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/BSB-300x163.jpg 300w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/BSB-624x340.jpg 624w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/BSB.jpg 1402w\" sizes=\"(max-width: 625px) 100vw, 625px\" \/><\/a><\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Wir befinden uns nun im gr\u00fcnen Bereich<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Es gibt 3 verschiedene Anzeigen:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span style=\"font-size: small\">Anzeige f\u00fcr den Ton (C,D,E,F,G,A,H)<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: small\">Anzeige f\u00fcr die Tonabweichung<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: small\">Anzeige f\u00fcr die Oktave<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span style=\"text-decoration: underline;font-size: small\"><strong>1. Notenbestimmung<\/strong><\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Die Untergruppe Notenbestimmung besch\u00e4ftigt sich mit der Aufgabe, die aktuell gespielte Grundnote zu bestimmen. Hierzu wird das Signal nach dem Mixer abgegriffen, elektronisch aufbereitet und einem Mikrocontroller zugef\u00fchrt.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"text-decoration: underline;font-size: small\"><strong>2. Nulldurchgangserkennung<\/strong><\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Dieser Abschnitt besch\u00e4ftigt sich mit der Aufbereitung des Signals. Diese hat zum Ziel den Wechselspannungsanteil zu entfernen und die steigenden Flanken des sinusf\u00f6rmigen Signals scharf zu erkennen. Da die Frequenzbestimmung darauf basiert die Dauer einer Periode anhand der gleichartigen Flanken zu messen, ist es wichtig, dies bei einem genau definierten Signalpegel zu tun. Um zwei Zust\u00e4nde voneinander unterscheiden zu k\u00f6nnen ist es sinnvoll, das Signal an seiner steilsten Stelle abzutasten. Beim Sinus ist das genau dann, wenn die Amplitude gleich null ist. Hierzu wird eine sogenannte Nulldurchgangserkennung verwendet. Diese schaltet einen Logikpegel beim ersten Nulldurchgang einer Periode auf HIGH und beim n\u00e4chsten wieder LOW. Das erm\u00f6glicht dem Mikroprozessor, eine sehr steile Flanke an den internen Komparator zu legen.\u00a0<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Zun\u00e4chst wird das relativ schwache Signal mithilfe eines nichtinvertierenden Verst\u00e4rkers auf einen Pegel von ca 10 Volt angehoben. Dies ist n\u00f6tig, umden darauf folgenden Transistor sauber durchzuschalten. Der nichtinvertierende Verst\u00e4rker wird mit +\/- 12 Volt Betriebsspannung versorgt und sein invertierender Eingang auf Masse gelegt. An den nicht invertierenden Eingang wird das Signal angelegt.Das so verst\u00e4rkte Signal wird \u00fcber einen 10 kOhm Widerstand R1 zur Strombegrenzung auf die Basis des Transistors T1 gef\u00fchrt. Dazwischen geschaltet sind noch ein Kondensator C2 zur Auskoppelung der Gleichstromanteile und ein Potentiometer R8 um einen Basisstrom einzupr\u00e4gen. Dieser npn-Transistor in Emitterschaltung wird als Schalter betrieben und schaltet bei ca. +1Volt Basis-Emitter Spannung ganz durch, der Kollektor Emitter Widerstand wird nahezu null und es f\u00e4llt keine Spannung zwischen Kollektor und Emitter ab. Da diese Strecke parallel zum Ausgang gegen Masse geschaltet ist f\u00e4llt auch am Ausgang nahezu keine Spannung ab und der Pegel ist LOW. Wenn die Spannung an der Basis kleiner als 1 Volt ist sperrt der Transistor und der Widerstand wird n\u00e4herungsweise unendlich. Dadurch fallen die gesamten 5 Volt \u00fcber dem Ausgang ab und der Pegel ist HIGH. Die Zenerdiode D1 dient zum Schutz vor \u00dcberspannung am Eingangspin. Der OPV IC2B wird als Spannungsfolger beschaltet. Er dient keinem speziellen Zweck, sondern war &#8222;\u00fcbrig&#8220;, da es den gew\u00fcnschten OPV nur im Doppelpack gab. Um kein unn\u00f6tiges Schalten und damit St\u00f6rungen auf der Versorgungsleitung zu produzieren wurde der OPV nicht unbeschaltet gelassen.Die Schaltung basiert auf eigenen \u00dcberlegungen und wurde zun\u00e4chst ausgiebig in SIMetrix getestet.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Anschlie\u00dfend wurden die Bauteile erworben und die Schaltung auf einem Steckbrett in Betrieb genommen. Nachdem es beim beim ersten Aufbau zu einigen Schwierigkeiten kam wurde die Stromversorgung der einzelnen Komponenten getrennt, um die Spannungseinbr\u00fcche beim Schalten m\u00f6glichst gering zu halten. Da die Probleme damit beseitigt wurden konnte mit der Planung des Layouts begonnen werden.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\"><span style=\"line-height: 22px\">\u00a0<\/span><\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\"><a href=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/1.jpg\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-full wp-image-122\" alt=\"1\" src=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/1.jpg\" width=\"787\" height=\"359\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/1.jpg 787w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/1-300x136.jpg 300w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/1-624x284.jpg 624w\" sizes=\"(max-width: 787px) 100vw, 787px\" \/><\/a><\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"text-decoration: underline;font-size: small\"><strong>3.\u00a0Notenberechnung im Mikrocontroller<\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\"><a href=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/2.jpg\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone  wp-image-123\" alt=\"2\" src=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/2.jpg\" width=\"1400\" height=\"650\" \/><\/a><\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Aus dem aufbereiteten Signal sollen die Note und Oktave, denen die aktuelle Frequenz am ehesten entspricht, sowie die Abweichung von der exakten Frequenz als relativer Wert berechnet werden.\u00a0<\/span><span style=\"font-size: small\">Die gleichstufige Stimmung enth\u00e4lt 12 Halbtonschritte pro Oktave. Der h\u00f6rbare Bereich wird von Oktave 0 bis Oktave 9 abgedeckt 16,3516Hz bis 15804,28 Hz. Wir verwenden hierbei ausschlie\u00dflich die englische Oktavennummerierung, da die deutsche Nummerierung zur Unterscheidung der Oktaven Gro\u00df- und Kleinschreibung der Notennamen sowie hochgestellte und tiefgestellte Indizes verwendet und daher sowohl f\u00fcr den Laien verwirrend als auch schwieriger darzustellen ist.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><span style=\"font-size: small\">F\u00fcr eine saubere Frequenzerkennung wird das aufbereitete Signal, welches m\u00f6glichst einem Rechtecksignal zwischen 0 Volt und 5 Volt entsprechen sollte, dem Interrupt Eingang INT0 unseres ATmega32 zugef\u00fchrt. Dieser wird so konfiguriert, dass er bei steigende Flanke ein Interrupt ausl\u00f6st, welches nun vom Mikrocontroller zur Bestimmung der Periodenl\u00e4nge verwendet werden kann.\u00a0<\/span><span style=\"font-size: small\">Als Referenz verwenden wir den 16bit-Timer TIMER0. Der ATmega32 ist mit 8MHz getaktet, wir setzen den Vorteiler des Timer auf 8, der Timer ist also mit 1 MHz getaktet.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Jedoch k\u00f6nnen wir nicht bei der Auswertung einer einzelnen Periode bleiben. Bei h\u00f6heren Frequenzen k\u00f6nnen leichte Abweichungen des Zeitpunktes, zu dem der Interrupt registriert wird, sowie die begrenzte Timeraufl\u00f6sung das Ergebnis zu stark verf\u00e4lschen. Wir haben uns daher daf\u00fcr entschieden, die Anzahl der zu betrachtenden Perioden dynamisch zu w\u00e4hlen. Das mag erst etwas kompliziert klingen, erleichtert aber einige Dinge.\u00a0<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Da wir an der Frequenz nicht direkt interessiert sind, lassen wir diese au\u00dfer Acht und berechnen die Noten direkt. Jede Note entspricht einer Anzahl Ticks unseres Timers, die Noten einer Oktave lassen sich also durch zw\u00f6lf verschiedene Timerst\u00e4nde darstellen. Die Noten der n\u00e4chsth\u00f6heren Oktave werden durch dieselben Werte dargestellt. Der Unterschied dabei ist, dass wir die doppelte Anzahl steigender Flanken abwarten. Wir \u00fcberpr\u00fcfen also bei jeder steigenden Flanke, ob die Anzahl der bisher registrierten Flanken 2^n entsprechen und ob ein minimaler Timerstand erreicht ist. N ist unsere Oktave und der Timerstand wird mit der Tabelle zur Notenbestimmung abgeglichen. Der Timer wird zur\u00fcckgesetzt und die Notenbestimmung kann erneut beginnen.\u00a0<\/span><span style=\"font-size: small\">Der interne Oszillator des Mikrocontrollers stellte sich als f\u00fcr unsere Zwecke zu ungenau heraus. In einem Test erhielten wir eine Abweichung von etwa 2% (der Kammerton von 440Hz wurde bei einer tats\u00e4chlichen Frequenz von etwa 448Hz registriert). Da zwischen zwei Halbt\u00f6nen ein Frequenzunterschied von etwa 6% besteht, ist eine solche Abweichung inakzeptabel. Daher verbauten wir einen 8Hz Quarz-Oszillator, welcher in folgenden Tests daf\u00fcr sorgte, dass keine merkliche Abweichung mehr bestand.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Es ist sinnlos, einen exakten Timerstand zu erwarten, da dieser so gut wie nie erreicht wird. Um unn\u00f6tige Berechnungen im uC zu vermeiden, speichern wir in unserer Tabelle statt exakter Werte die Grenzen f\u00fcr Bereiche ab. Au\u00dferdem soll die Abweichung vom Sollwert bestimmt werden, welches in Form einer Anzeige mit 7 diskreten Werten geschieht. Es ist also sinnvoll, in der Tabelle 7*12=84 Werte zu speichern. Hierf\u00fcr haben wir ein Scilab-Script geschrieben, welches die 84 Tabellenwerte und den Timer-Minimalwert ausgibt.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><span style=\"font-size: small\">Da sich der Timer genauso lange unterhalb des Minimalwertes befindet wie innerhalb des Auswertbereiches, kann es passieren dass der Auswertbereich wieder verlassen wird, bevor die n\u00e4chste Zweierpotenz aufgetreten ist, wenn sich die Frequenz verringert w\u00e4hrend wir uns im Auswertbereich befinden. Dies wird \u00fcberpr\u00fcft und beim Erkennen dieses Falls wird der Timerstand halbiert und die Oktave um eins verringert, dann wird mit den erhaltenen Werten die Notenbestimmung durchgef\u00fchrt.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\"><span style=\"line-height: 22px\">\u00c4ndert sich die Frequenz schnell genug, kann das oben beschriebene Problem dazu f\u00fchren, dass der Timer \u00fcberl\u00e4uft. In diesem Fall wird der Aktuelle Stand des Timers halbiert und 2^15, also die H\u00e4lfte des maximalen Timerstandes +1 addiert, sowie die Oktave um 1 dekrementiert. Diese Werte werden dann zur Berechnung verwendet.<br \/>\n<\/span><\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<div id=\"attachment_130\" style=\"width: 635px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/31.jpg\"><img aria-describedby=\"caption-attachment-130\" loading=\"lazy\" class=\" wp-image-130 \" alt=\"3\" src=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/31-1024x722.jpg\" width=\"625\" height=\"440\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/31-1024x722.jpg 1024w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/31-300x211.jpg 300w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/31-624x440.jpg 624w\" sizes=\"(max-width: 625px) 100vw, 625px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-130\" class=\"wp-caption-text\"><\/span> <span style=\"font-size: small\">Platinen Layout EALGE Board<\/span><\/p><\/div>\n<h1><span style=\"font-size: small\"><a title=\"Schaltplan EAGLE Schematic\" href=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/41.jpg\"><img loading=\"lazy\" class=\" wp-image-128\" title=\"Schaltplan EAGLE Schematic\" alt=\"4\" src=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/41-976x1024.jpg\" width=\"625\" height=\"655\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/41-976x1024.jpg 976w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/41-286x300.jpg 286w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/41-624x654.jpg 624w\" sizes=\"(max-width: 625px) 100vw, 625px\" \/><\/a><\/span><\/h1>\n<h1><\/h1>\n<h1><span style=\"text-decoration: underline;font-size: small\"><strong>4. Oktaven-Anzeige<\/strong><\/span><\/h1>\n<p><span style=\"font-size: small\">Der Entwurf der Schaltung f\u00fcr die Lichteffekte gliedert sich in mehrere Phasen:<\/span><\/p>\n<ol start=\"1\">\n<li><span style=\"font-size: small\">Gestaltung<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: small\">Planung der Ansteuerung<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: small\">Steuervorgang<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><span style=\"font-size: small\"><strong>\u00a04.1\u00a0Gestaltung<\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Die erste Phase ist ein Brainstorming in dem erste Ideen fuer die Gestaltung gesammelt werden. Folgende Ideen f\u00fcr die Umsetzung sind entstanden:<\/span><\/p>\n<ol>\n<li><span style=\"font-size: small\">Die erste m\u00f6gliche Umsetzung besteht aus drei 7-Segment-Anzeigen, die die Abweichung zum n\u00e4chsten Ton und den aktuellen Ton anzeigen, sowie die Oktave ausgeben.<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: small\">Die zweite Umsetzungsm\u00f6glichkeit besteht aus einer 7-Segment-Anzeige fuer die Oktavenanzeige und Einzel LED&#8217;s fuer die anderen Anzeigen.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><span style=\"font-size: small\"><a href=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/7.jpg\"><img loading=\"lazy\" class=\" wp-image-131 alignleft\" alt=\"7\" src=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/7.jpg\" width=\"250\" height=\"150\" \/><\/a> <a href=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/8.jpg\"><img loading=\"lazy\" class=\"wp-image-132 alignright\" alt=\"8\" src=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/8.jpg\" width=\"250\" height=\"150\" \/><\/a><\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\"><strong>4.2 Planung der Ansteuerung<\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">In der zweiten Phase wird die Umsetzung der Ansteuerung diskutiert. Hierbei gibt es drei M\u00f6glichkeiten:<\/span><\/p>\n<ol start=\"1\">\n<li><span style=\"font-size: small\">eine direkte Einzelansteuerung der LEDs<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: small\">eine Logikschaltung, die die ben\u00f6tigten Pins des Mikrocontrollers reduziert und<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: small\">eine Kombination aus direkter Einzelansteuerung und Logik<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><span style=\"font-size: small\">Eine direkte Ansteuerung bietet die Vorteile einer einfacheren Umsetzung sowie einer robusteren, da simpleren Gesamtschaltung. Die Alternative, eine Logikschaltung die mit den Pin-Signalen gesteuert wird, stellt zwar einen Mehraufwand an Planung\u00a0 und Umsetzung dar, erm\u00f6glicht aber mehr Ports \/ Pins f\u00fcr andere Zwecke freizuhalten. Die dritte Alternative stellt einen Kompromiss\u00a0 aus beidem dar. Dabei wird der Abweichungs- und Tonteil mit einer Logik gesteuert und die 7-Segmentanzeige f\u00fcr die Oktave direkt durch die Pins.\u00a0 Diese M\u00f6glichkeit h\u00e4lt genug Pins frei f\u00fcr eventuelle Anwendungen und h\u00e4lt dabei den Aufwand m\u00f6glichst gering. Aus diesen Gr\u00fcnden wird die dritte M\u00f6glichkeit gew\u00e4hlt.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<h2><span style=\"font-size: small\">3. Steuervorgang<\/span><\/h2>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">In der dritten Phase wird der eigentliche Steuervorgang des Aktivierens beziehungsweise Deaktivierens entschieden. Folgende M\u00f6glichkeiten werden in Betracht gezogen:<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<ol>\n<li><span style=\"font-size: small\">eine Spannungsgesteuerte LED Aktivierung durch MOSFETS und<\/span><\/li>\n<li><span style=\"font-size: small\">als Alternative dazu eine Stromgesteuerte LED Aktivierung durch Bipolar-Transistoren<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Vorteile der MOSFET-L\u00f6sung sind die nicht vorhandene Stromaufnahme, da Spannungsgesteuert und die hohe Energieeffizienz. Da allerdings die Stromaufnahme des Darlinton-Arrays so gering ist, dass die Nachteile einer nicht Spannungsgesteuerten LED-Schaltung sich nicht auswirken und diese bereits in Form eines Darlington-Arrays verf\u00fcgbar ist, wird in diesem Projekt die Umsetzung mit Bipolar-Transistoren gew\u00e4hlt.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n<h2><span style=\"font-size: small\">Umsetzung &#8211; 7 Segment-Oktaven-Anzeige<\/span><\/h2>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">F\u00fcr die Umsetzung der Schaltung wird mit der Software Eagle ein Schaltungslayout entworfen. Das zentrale Bauteil der Umsetzung ist das Darlington-Array, das als Schaltwerk fungiert. Der grundlegende Aufbau eines solchen Arrays besteht aus mehreren Darlington Paaren. Ein Darlington Paar besteht aus zwei Transistoren, wobei die Basis des zweiten mit dem Emitter des ersten Transistors verbunden ist. Dabei fungiert die erste Stufe als Stromverst\u00e4rker, sodass die Basis der zweiten Stufe ges\u00e4ttigt wird und als Schalter f\u00fcr die LED dient. Wird ein Input-Pin auf High-Potential gesetzt, sorgt das Array daf\u00fcr, dass der jeweilige Output-Pin des Arrays auf Ground gelegt und somit der Stromkreis geschlossen wird. Vorwiderst\u00e4nde sind in diesem Fall nicht notwendig, da diese bereits in den Bauteilen integriert sind. Die genutzte Versorgungsspannung betr\u00e4gt +12.0V. Um die Anzeige in einem f\u00fcr das Auge angenehmen Helligkeitsbereich zu betreiben, wird die Spannung durch einen Spannungsregler (im Schaltbild unten rechts zu finden) auf 7.5V eingestellt.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Der Schaltplan der entstandenen Platine ist in der folgenden Abbildung zu finden.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\"><a href=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/9.jpg\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-full wp-image-133\" alt=\"9\" src=\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/9.jpg\" width=\"698\" height=\"722\" srcset=\"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/9.jpg 698w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/9-290x300.jpg 290w, https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-content\/uploads\/sites\/6\/2014\/02\/9-624x645.jpg 624w\" sizes=\"(max-width: 698px) 100vw, 698px\" \/><\/a><\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Die Zuordnung der Pins des Mikrocontrollers in Bin\u00e4rdarstellung zu den LED&#8217;s der 7-Segment-Anzeige, also die Liste welche Pin-Kombinationen den einzelnen Ziffern der Oktaven-Anzeige entsprechen, kann der unten stehenden Tabelle entnommen werden.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Zuordnung Pins &#8211; Ziffern:<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">0\u00a0 =\u00a0 0b01110111<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">1\u00a0 =\u00a0 0b01000100<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">2\u00a0 =\u00a0 0b01101011<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">3\u00a0 =\u00a0 0b01111100<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">4\u00a0 =\u00a0 0b01011100<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">5\u00a0 =\u00a0 0b00111110<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">6\u00a0 =\u00a0 0b00111111<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">7\u00a0 =\u00a0 0b01100100<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Die Zuordnung der Pins des Mikrocontrollers in Binaerdarstellung zu den LED&#8217;s der 7-Segment-Anzeige, also die Liste welche Pin-Kombinationen den einzelnen Ziffern der Oktaven-Anzeige entsprechen, kann der unten stehenden Tabelle entnommen werden.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">Zuordnung Pins &#8211; Ziffern:<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">0\u00a0 =\u00a0 0b01110111;<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">1\u00a0 =\u00a0 0b01000100;<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">2\u00a0 =\u00a0 0b01101011;<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">3\u00a0 =\u00a0 0b01111100;<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">4\u00a0 =\u00a0 0b01011100;<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">5\u00a0 =\u00a0 0b00111110;<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">6\u00a0 =\u00a0 0b00111111;<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">7\u00a0 =\u00a0 0b01100100;<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">8\u00a0 =\u00a0 0b01111111;<\/span><\/p>\n<p><span style=\"font-size: small\">9\u00a0 =\u00a0 0b01111110;<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Gruppe 4: Anzeige + Lichteffekte Wir befinden uns nun im gr\u00fcnen Bereich Es gibt 3 verschiedene Anzeigen: Anzeige f\u00fcr den Ton (C,D,E,F,G,A,H) Anzeige f\u00fcr die Tonabweichung Anzeige f\u00fcr die Oktave 1. Notenbestimmung &nbsp; Die Untergruppe Notenbestimmung besch\u00e4ftigt sich mit der Aufgabe, die aktuell gespielte Grundnote zu bestimmen. Hierzu wird das Signal nach dem Mixer abgegriffen, [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":5,"comment_status":"closed","ping_status":"open","template":"","meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/34"}],"collection":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=34"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/34\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":134,"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/34\/revisions\/134"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/theribaby\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=34"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}