informationstechnik dozent: prof. j. walter y-pot mp3: benjamin meßmer, fredrik hailer - y-pot gps:...
TRANSCRIPT
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Abschlusspräsentation Informationstechnik Labor
Thema: Entwicklung eines MP3-GPS Player
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Problem- und Aufgabenstellung
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Problemstellung:
Der Umgang mit der Entwicklungsumgebung AVR Studio und dem kostenfreien C-Compiler avr-gcc sowie der Umgang mit den Mikrocontrollern von Atmel wird in keiner Vorlesung des Fachbereichs Mechatronik direkt behandelt.
Zum Kennen lernen der Atmel Mikrocontroller und der Programmiersoftware bilden sie den Kern unseres Projektes.
Aufgabenstellung:
Es ist ein Kombinationsgerät für den Freizeitbereich zu entwickeln, das MP3 Dateien abspielen und Positionsänderungen registrieren kann. Dabei soll es den zurückgelegten Weg und die benötigte Zeit aufnehmen und aufbereiten.
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Module
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Grafikdisplay
• 128x64 Pixel• Paralleler 8bit Datenbus• ASCII-Zeichensatz• Hintergrundbeleuchtung 60mA• Lauftext
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
SD-Karte
• MP3-Daten auslesen• GPS-Daten schreiben• SPI Bus• FAT-Bibliothek von Holger Klabunde
– FAT 16 (FAT32 möglich)– Paralleles Öffnen von Dateien zum Lesen– Lesen mit 50 Kb/s
• 1 Gigabyte getestet
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
JTAG Programmierung und Debugging
• Benötigte Anschlüsse
• TAP-Controller• On-Chip Debugging:
– Breakpoints– Verschiedene Stepping Möglichkeiten– Speicherbereiche darstellen
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
GPS-Empfänger Lassen iQ*)
• Bestimmung von Position und Momentangeschwindigkeit
• 12 Kanal Technik• Serielle Schnittstelle• Verbrauch 86mW • Abmessungen: 26x26x6mm• Protokolle: TSIP (binär) und NMEA (ASCII)• *) kostenloses Sample der Firma Trimble
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
GPS-Daten
• Anzeige von: - Koordinaten- Geschwindigkeit- zurückgelegter Strecke- Durchschnitts-
geschwindigkeit - Empfangsstatus
• Speichern der GPS-Daten auf SD-Karte zur Auswertung mit z.B. Routenplanern oder Google Earth
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Lithium Polymer Akku
• 1550mAh• 3V bis 4,2V• Cut-off Spannung 3V
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Spannungsregler
• MAX1672– Step-up/down DC-DC-Converter– 1,8V bis 11V Eingangsspannung– 3,3V Ausgangsspannung– 150mA Ausgangsstrom– Selbsthalteschaltung
• MAX1759– 5V Charge Pump– 1,6V bis 5,5V Eingangsspannung– für Hintergrundbeleuchtung
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Ladeschaltung
• MAX1555– Lade-IC für 1-Zellen Lithium-Polymer Akkus– Eingangsspannung 3,7V bis 7V (Netzteil)– USB Support (100mA Begrenzung)– On-Chip Temperaturüberwachung– Ladestatusanzeige
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
VS1011
Sample Rate 44,1kHz
Codierung 128 kbit/sec 196 kbit/sec220 kbit/sec
(VBR)
Kompressionsrate 11,025 7,2 6,4
Zeit um 32Byte an VS1011 zu senden 0,2ms
1 codiertes MP3 Byte in Audiospielzeit 0,0625ms 0,041ms 0,036ms
32 codierte MP3 Byte in Audiospielzeit 2ms 1,3ms 1,2ms
512 codierte MP3 Byte in Audiospielzeit 32ms 20,9ms 18,6ms
Schreibzyklen (je 32Byte) bis Audio FIFO Buffer voll 5 8 9
Dauer für diese Anzahl an Schreibzyklen 1ms 1,6ms 1,8ms
Spielzeit des Audio Buffer am VS1011 10ms 10,4ms 10,5ms
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
µController - Atmega64
• I/O ports• External interrupts• Sleep mode• 8-bit Timer/Counter0 with asynchronous operation• 16-bit Timer/Counter1• SPI – Serial Peripheral Interface• USART – serial communication• Analog to digital converter• Watchdog• JTAG interface and on-chip debug system
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Layout
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Flussdiagramm der main-Funktion
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Benutzerschnittstelle
• 5 Taster zur Steuerung des Players• Abfrage über externe Interrupts• Realisierung verschiedener Kombinationen:
– Taster kurz, lang, sehr lange gedrückt– Tastenkombinationen
Taster kurz lang
1 Play / Pause Bassverstärker ein/aus
2 Lauter nächste MP3
3 Leiser vorherige MP3
4 GPS an/aus GPS reset
5 --- Gerät ein/aus
Tastenkombination Funktion
Taster 1 + 4 lange gedrückt Tastensperre ein/aus
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Technische Daten des Y-Pot
Kopfhörer >30 Ohm
Versorgungsspannung:Player
LiPoly Akku2,8V bis 4,2V1550mAh
Versorgungsspannung:Ladeschaltung
4,5VMaximum 100mA
Speichermedium SD-Karte: 1 Gigabyte
Spielbare Dateitypen MPEG 1.0 & 2.0 audio layer III (MP3)variable and constant bitratebis zu 320 kbit/sec und 44,1 kHz
Spielzeit ohne GPS: 20hmit GPS: 15h
Displayauflösung 128x64
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Gehäusevorschlag
• Material: Plexiglas• Spritzwasserschutz durch Klebefolie• 4 Führungen zur Aufnahme in Draisine
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Ausblick
• Miniaturisierung des Y-Pot• Fertigung eines Gehäuses• Integration in Draisine• Verwaltung von Ordnerstrukturen• Kleineres Display• Solarpanelaufsatz
Informationstechnik
Dozent: Prof. J. Walter
Y-Pot MP3: Benjamin Meßmer, Fredrik Hailer - Y-Pot GPS: Thomas Werner, Christian Böge
Einleitung
Module
Software
Gehäusekonzept
Ausblick
Fazit
Fazit
- Sehr gute Unterstützung von Herrn Beck und Herrn Stumpf- Viel gelernt über Schaltungsentwicklung- Umgang mit zeitkritischen Funktionen in µControllern gelernt- Umgang mit On-Chip Debugging- Wahnsinnig viel Spaß- Dank an Trimble und Maxim für die kostenlosen Samples