Elektor Lab Notes 21: Digitale muziek, accutests, testapparatuur en meer
op
Saad Imtiaz (Senior ingenieur, Elektor)
Lab Notes: Accucontrolesysteem en autodashboard met sensoren
Accubewakingssysteem voor loodzuur UPS-batterijenEen van mijn laatste projecten is een accubewakingssysteem dat speciaal is ontworpen voor de loodzuuraccu's die mijn UPS van stroom voorzien. Het primaire doel van dit systeem is het bijhouden van belangrijke data zoals accuspanning, laad- en ontlaadcycli en zelfs het bewaken van de temperatuur van de accu's.
Loodzuuraccu's, vooral die in UPS-systemen, zijn niet onderhoudsvrij, waardoor het essentieel is om hun prestaties en gezondheidstoestand nauwgezet in de gaten te houden. Door belangrijke parameters zoals spanning, laad- en ontlaadcycli en temperatuur bij te houden, biedt dit monitoringsysteem realtime-inzicht in de status en conditie van de accu's.
Deze aanpak zorgt ervoor dat de operationele status van de accu's voortdurend wordt ingeschat, waardoor potentiële problemen in een vroeg stadium kunnen worden geïdentificeerd. Bovendien kunnen de prestaties van de accu's continu worden geoptimaliseerd, zodat ze efficiënt werken en een lange levensduur hebben. Dit is vooral gunstig in omgevingen waar een betrouwbare energie-back-up van cruciaal belang is, omdat het risico van onverwachte storingen wordt beperkt en het algehele nut van het accusysteem wordt gemaximaliseerd.
Autosensor-dashboard voor een 2001 Land Cruiser
Een ander spannend idee dat ik aan het onderzoeken ben, is het maken van een modern dashboarddisplay voor mijn 2001 Toyota Land Cruiser. Ondanks dat het een betrouwbaar beest is, mist het de verfijning van moderne autodashboards. Gelukkig heeft hij een OBD2-poort die toegang geeft tot de CAN BUS-data van het voertuig.
Het plan is om deze poort te gebruiken om sensordata (zoals motortemperatuur, brandstofverbruik, oliedruk, boost en meer) op te halen en weer te geven op een LCD-display in een strak, modern formaat. Hierdoor worden kritieke parameters beter zichtbaar.
Deze projecten bevinden zich nog in het beginstadium, maar ik kan nu al het potentieel ervan zien. Of het nu is om mijn UPS-batterijen in topconditie te houden of om mijn Land Cruiser een hoognodige technische upgrade te geven, ik ben enthousiast om de voortgang binnenkort met iedereen te delen!
Jean-François Simon (Ingenieur, Elektor)
Wat is er nieuw in het lab? Zoals ik in de vorige Lab Notes al vermeldde, heb ik onlangs een tweedehands Advantest R3132 spectrum analyzer aangeschaft. Het enige probleem? Hij werkt niet! Het leek me echter een interessante uitdaging om te proberen hem te repareren. Ik was op de hoogte van de problemen voordat ik hem kocht en daarom was de prijs laag. Het eerste probleem is de melding "BACKUP RAM FAIL". Dit is een typisch probleem dat wordt veroorzaakt door een lege back-upbatterij die vervangen moet worden – een relatief klein probleem. Het tweede probleem is echter ernstiger. Tijdens de zelfkalibratie meldt het systeem een "RF FAIL". Desondanks is er een kans dat het verholpen kan worden, want er zijn enkele bekende problemen met deze modelserie.
In de RF-module is de tweede local oscillator (LO) gebouwd op een substraat waarvan de diëlektrische constante na meer dan 20 jaar is veranderd. Op het EEVBlog forum heeft gebruiker Fraser deze problemen in detail bestudeerd en verschillende informatieve documenten gepost waarin een reparatieprocedure wordt beschreven. In het eenvoudigste geval, waarbij geen MMIC's (monolithische microgolf geïntegreerde schakelingen) defect zijn geraakt, kan het aanpassen van de diëlektrische trimmer voldoende zijn. Dit is echter niet eenvoudig, omdat de trimmer zo moet worden ingesteld dat er een oscillatie rond de 3,8 GHz aan de uitgang van de module ontstaat. De exacte frequentie – 3840 MHz met de RF-afscherming gesloten of 3805 MHz met het deksel verwijderd – hangt af van de specifieke procedure.
Om te helpen bij deze aanpassing zou een tweede spectrum analyzer handig zijn om de trimmer fijn af te stellen om zowel de juiste frequentie als het maximale uitgangsniveau te bereiken: dit is een klassiek kip-en-ei probleem... Een andere optie is om een frequentieteller te gebruiken met een frontend die zulke hoge frequenties aankan. Hiervoor heb ik de FA-3 frequentieteller van het Chinese merk BG7TBL aangeschaft, de 6 GHz versie.
De FA-3 is uitgerust met een 10 MHz OCXO die als referentie dient, een microcontroller-print die het tellen doet op kanaal 1 tot 300 MHz en een 6 GHz prescaler op kanaal 2. Uit nieuwsgierigheid probeerde ik het IC dat wordt gebruikt voor de prescaler te identificeren, maar dat lukte niet. Er staat "M 25037 MT" op, wat overeenkomt met de LM25037, een PWM-controller van Texas Instruments die ogenschijnlijk niets te maken heeft met een 6 GHz prescaler. Kan ik iets over het hoofd zien? Uitgewiste markeringen komen vaak voor bij geïmporteerde producten zoals deze, maar dit is de eerste keer dat ik een puur decoratieve markering tegenkom op een verder functioneel IC! Als u een idee hebt, vertel het me dan in de comments, en om uit te vinden of ik mijn R3132 heb kunnen repareren, kijk uit naar de volgende aflevering!
Jens Nickel (Hoofdredacteur Elektor Magazine)
Een houten behuizing met uitwisselbare accu
In Lab Notes #15 vertelde ik over een project dat ik samen met een vriend doe: monoversterkerstations op accu’s, op afstand bediend en met een draadloze verbinding voor audio afkomstig van een muziekspeler of DJ. Destijds gebruikten we kant-en-klare plastic dozen als behuizing, maar nu wilden we een ventilator integreren en de ruimte efficiënter gebruiken. Eerst dachten we aan 3D-printen, maar voor een lengte van ongeveer 30 cm heeft men een XXL-printer nodig. Toen kwamen we op het idee om in plaats daarvan hout te gebruiken, en inmiddels hebben we al verschillende houten behuizingen gebouwd (op de foto is ons eerste prototype te zien, met 10 mm MDF, we zitten nu op 5 mm). Omdat we het deksel permanent willen sluiten om een robuuste oplossing te hebben, is het uitwisselen van de accu (in het veld) een uitdaging. Ons idee is een soort achterdeur, maar het rommelen met de draden kan lastig zijn en we moeten nog een goed mechanisme vinden om de deur te vergrendelen.
Digitale audiotransmissie
Voor de draadloze audiotransmissie gebruiken we nog steeds de goede oude FM-radio (hetzelfde systeem dat ze gebruiken voor koptelefoonparty's en voor rondleidingen). Ik heb wat geëxperimenteerd met de nieuwe Bluetooth LE Audio standaard, maar de eerste resultaten over de latentie waren niet bevredigend. De eisen zijn hoog, wanneer DJ's de beats van een "lokale" koptelefoon en een draadloze luidspreker moeten matchen. Mismatches van 25 ms zijn duidelijk te horen, dus de latentie van de draadloze audiotransmissie moet 20 ms of lager zijn. Ik deed veel onderzoek en ontdekte dat Phil Schatzmann, de maker van de beroemde Arduino Audio Tools, wat experimenten deed met het streamen van audio via ESP-NOW: een protocol met lage latentie dat is gebouwd bovenop de fysieke laag van Wi-Fi, maar zonder de TCP/IP-overhead. Dat wekte mijn interesse, en na de aanschaf van een aantal verschillende I2S-modules en ESP32-gebaseerde audiokaarten en heel wat bestede uren, bereikte ik ten minste een transmissie van 32 kHz/16 bit niet-gecomprimeerde audio, wat niet slecht is voor een protocol dat (met een pakketbeperking van 250 bytes) niet bedoeld was voor continue audiotransmissie. De afbeelding toont een van mijn succesvolste tests, er is een latentie van minder dan 20 ms zien. Dit is echter maar een kanaal, en ik heb hier en daar nog steeds kraken en ruis, dus ik ben nog ver verwijderd van een goed werkende oplossing. En ik zit nog steeds met de uitdaging dat de transmissie van het linkerkanaal gesynchroniseerd moet zijn met het rechterkanaal. Ik heb de afgelopen dagen echter al succesvol geëxperimenteerd met het synchroniseren van verschillende draadloze apparaten met een precisie van ongeveer 1 of 2 ms - en ik gebruik daarvoor ook ESP-NOW. Meer hierover volgt!
Brian Tristam Williams (Redacteur)
Het geluid van muziek
Met wat vrije tijd tijdens Kerstmis en Nieuwjaar ga ik met muziek spelen. Ik heb net een artikel afgemaakt over hoe ik een Raspberry Pi audio kan laten synthetiseren voor een MIDI-keyboard zonder synthesizer, en nu ben ik aan het experimenteren met AI om dingen interessant te maken. Kunt u zich geen reservespeler veroorloven? Misschien kan het met edge-computing.
Perhaps a GUI, for Once
Eens kijken hoe dat gaat... Misschien een GUI, want ik gebruik mijn Raspberry Pis liever headless, dus zonder monitor, toetsenbord of muis, en voor deze taak is dat prima. Meestal wordt er alleen audio uitgevoerd en wordt de bediening gedaan via het muziektoetsenbord. Mocht ik echter besluiten dat een gebruikersinterface nodig is, dan zou deze officiële Raspberry Pi Touch Display 2 geschikt kunnen zijn:
Informatie-Overload
Ik ben ook aan het experimenteren met een gigantische digitaliseringsopdracht. Ik heb honderden videobanden met veel zeldzaam beeldmateriaal dat men nergens anders kan vinden. Digitaliseren is één ding (het is wel ingewikkeld), maar wat heeft men aan duizend uur beeldmateriaal als men niet weet wat waar staat? Het moet doorzoekbaar zijn. Dus probeer ik weer verschillende AI-tools te gebruiken om te transcriberen, detecteren, herkennen, tekst van het scherm te lezen, enzovoort.
dus men zal er waarschijnlijk een vinden zonder afdekking gedurende gebruik.
dat gemakkelijk kan worden verwijderd.
de audio van een radiozender – genoeg om daar te transcriberen.
BeagleY-AI
Ik kies meestal standaard voor de Raspberry Pi als er een geschikt projectidee opkomt, maar ik wil de BeagleY-AI van BeagleBoard.org deze decembermaand eens aan de tand voelen, vooral zijn AI-functionaliteit aan boord.
Discussie (0 opmerking(en))