Модуль записи / воспроизведения звука ISD1820
ISD1820 - это микросхема предназначенная для записи и воспроизведения звуковых сигналов длительностью до 20 секунд. Она имеет миниатюрный размер и широко используется в различных электронных устройствах, таких как дверные звонки, автомобильные системы безопасности, а также игрушках, которые играют музыку.
Введение
ISD1820 состоит из аналогового входа, усилителя, АЦП, цифровой памяти и ЦАП. Она может работать с частотой дискретизации до 8 кГц и имеет 8 бит для записи и воспроизведения звука. Также она имеет вход для подключения микрофона и выход для наушников или динамика.
В работе с ISD1820 можно выделить несколько основных этапов: запись аудиофайлов на интегральную схему, воспроизведение аудиосигналов из памяти и управление выводом звука. Для записи звука необходимо подать на вход микрофона аудиосигнал, после этого вход будет заблокирован, чтобы предотвратить случайную запись. Затем с помощью кнопки «Запись» можно начать запись. После окончания записи аудиофайл сохраняется в памяти интегральной схемы.
Для воспроизведения аудиосигналов из памяти необходимо нажать кнопку «Воспроизведение». При этом на выходе появится аудиосигнал, который можно услышать через наушники или динамик.
Для управления выводом звука предусмотрен вывод Vref, который можно использовать для определения уровня громкости звука. Также можно подключить к выводу наушники или динамик с помощью усилителя мощности.
ISD1820 – это удобный и простой в использовании способ записи и воспроизведения аудиосигналов на микроконтроллере. Она имеет небольшой размер и низкое энергопотребление, что делает ее отличным выбором для различных электронных устройств.
Характеристики
- Питание 3 – 5 В
- Длительность записи или воспроизведения 10 с
- Предельное расстояние для записи голоса не более 0,2 м
- Динамик 0,5 Вт, 8 Ом
- Предельная температура окружающего воздуха 0 – 50 °C
- Размер платы 38 x 42,5 мм
Устройство модуля и его принципиальная схема
Основные компоненты модуля показаны на схеме ниже
- 12 пиновый разъем для подключения к микроконтроллеру и настройки режима работы
- микрофон
- Резистор регулировки длительности записи
- Светодиод индикации работы
- Микросхема ISD1820
- Разъем для подключения динамика
- Воспроизведение записи при удержании кнопки
- Воспроизведение всей записи при однократном нажатии кнопки
- Кнопка записи
Для управления модулем используется и подключения к микроконтроллеру используется 12 пиновый разъем.
Левый столбец контактов используется для подключения к микроконтроллеру, а правом установлены 2 джампера для переключения режимов работы.
Левый столбец контактов
- VCC - питание модуля
- GND - контакт заземления
- FT - вывод с микрофона на динамик во время подачи сигнала HIGH (режим мегафона)
- P-L - воспроизведение голосового сообщения во время действия сигнала HIGH
- P-E - воспроизведение голосового сообщения по сигналу HIGH
- REC - запись голосового сообщения с микрофона по сигналу HIGH
Правый столбец контактов
В нем установлено 2 перемычки
- Перемычка FT - при замыкании 1-2 контактов сверху сигнал с микрофона будет напрямую идти на динамик без записи в EEPROM микросхемы. При подсоединении внешнего усилителя к разъему динамика можно использовать как мегафон.
- Перемычка P-E - при замыкании 5-6 контактов снизу будет запущено циклическое воспроизведение записанного голосового сообщения
Принципиальная схема модуля представлена ниже
Длительность звучания для звуковой микросхемы регулируется величиной сопротивления резистора R4, смонтированного на печатной плате.
Изменяя номинал резистора от 80 кОм до 200 кОм, можно изменять длительность записи и, соответственно воспроизведения, от 8 секунд до 20 секунд с незначительным изменением качества записи.
Тест работы модуля
Небольшое видео с тестом работы модуля
Примеры использования
Разберем 2 простых примера использования данного модуля
Пример 1. Сигнализация при входе человека в запретную зону
Для проекта вам понадобятся:
- Плата Arduino Nano – 1 шт;
- Модуль ISD1820 – 1 шт;
- Динамик – 0,5 Вт, 8 Ом – 1 шт;
- Датчик расстояния HC SR-04 – 1 шт;
- Провода.
Далее собираем проект по схеме ниже
Запишем на модуль ISD1820 фразу для оповещения, например: "Внимание. Вы зашли в запретную зону, просьба срочно покинуть".
При обнаружении ультразвуковым датчиком расстояния объекта в радиусе 100 см, подаем сигнал HIGH на контакт 12. При этом будет воспроизводиться данная фраза. Следующий замер расстояния через 10 секунд.
Затем копируем в Arduino IDE данный скетч и загружаем его в Arduino Nano
// константы для выводов
#define PIN_TRIG 11
#define PIN_ECHO 10
#define PIN_PE 12
// расстояние обнаружения см
#define DIST_DETECT 100
// подключение библиотеки для HC SR04
#include "Ultrasonic.h"
// создание объекта Ultrasonic
Ultrasonic ultrasonic(PIN_TRIG, PIN_ECHO);
// переменная для хранения измеренного расстояния
float dist_cm=0;
void setup() {
// запуск последовательного порта
Serial.begin(9600);
// назначить P-E как OUTPUT
pinMode(PIN_PE, OUTPUT);
digitalWrite(PIN_PE, LOW);
}
void loop() {
// получить данные с дальномера
dist_cm = ultrasonic.Ranging(CM);
Serial.println(dist_cm);
// обнаружение объекта в зоне
if(dist_cm>0 && dist_cm<DIST_DETECT) {
// включить воспроизведения мелодии
digitalWrite(PIN_PE, HIGH);
// пауза на время воспроизведения
delay(6000);
digitalWrite(PIN_PE, LOW);
}
}
Пример 2. Голосовой информатор в автомобиль
В этом примере мы будем использовать ISD1820 как голосовой информатор о какои либо событии в вашем автомобиле. Например поднятый рычаг стоночного тормоза, низкое давление масла, включение заднего хода и т.п.
Для проекта вам понадобятся:
- плата звукового модуля на ISD1820 -1шт;
- пластмассовый корпус -1шт;
- громкоговоритель 0,5 Вт, сопротивление 8 Ом -1шт;
- понижающая плата на LM2596 или любая аналогичная--1шт;
- усилитель PAM8403-1шт;
- источник питания;
- соединительные провода -паяльник;
Для более качественной записи звука могут еще понадобится:
- разъем Джек 3,5мм-1шт;
- резисторы 500 кОм и 50 кОм -1шт;
Прежде всего настраиваем выходное напряжение LM2596 в диапазоне 3В - 5.5В
Соединяем компоненты по схеме
Если линейный вход для записи и передачи звука использовать не планируется, то упрощаем схему
Подключаем выводы 12в LM2596 параллельно концевику стояночного тормоза, фонарей заднего хода, концевику дверей или еще куда либо в зависимости от события которое вы хотите озвучить
Активируем концевик, подняв рычаг стояночного тормоза или включив задний ход. В общем все зависит от того куда вы подключили модуль. Нажав кнопку REC записываем сообщение. Например: "Поднят стояночный тормоз!". Либо же, если вы использовали схему с линейным входом, подключить модуль к выходу 3.5 мм телефона воспроизвести заранее скачанное сообщение с него.
Нажав кнопку P-E на модуле прослушайте записанное сообщение
Если результат вас устроил, то установите перемычку P-E на 5-6 контакты 2 столбца контактной группы модуля ISD1820
Теперь при срабатывании концевика на модуль будет подаваться напряжение, после чего будет постоянно произносится записанная вами фраза
