Disseny d'un equalitzador de sistemes de PA (Public Adress) automàtic

DISSENY D’UN EQUALITZADOR DE SISTEMES DE P.A. (PUBLIC ADRESS) AUTOMÀTIC Grau: Grau en Enginyeria de Sistemes Audiovisuals Data d’entrega: 10 de gener de 2019 Estudiant: Cristian Torrente Guerrero Director: Néstor Berbel Artal 2 AGRAÏMENTS Als meus pares, a la meva germana i a la meva parella per tenir tanta paciència amb mi i per donar-me suport en els moments que més m’ha costat tirar endavant aquest projecte i en tots els projectes de la vida. Agrair sobretot al meu director de projecte Néstor Berbel, perquè sense ell aquest projecte no hagués sigut possible, ha sigut una peça clau d’aquest projecte. Gràcies per tenir tanta paciència amb mi, per buscar qualsevol espai de temps en els meus horaris ajustats i sobretot gràcies per tot el que he après amb tu. i INDEX 1. INTRODUCCIÓ .................................................................................................................................... 5 2. DISSENY DEL HARDWARE ................................................................................................................ 11 2.1. ETAPA D’ENTRADA DE LÍNIA ......................................................................................................... 12 2. 1. 1. AMPLIFICADOR D’INSTRUMENTACIÓ INA217..................................................................... 13 2. 1. 2. ETAPA DE CONDICIONAMENT. ........................................................................................... 17 2.2. ETAPA D’ENTRADA DEL MICRÒFON .............................................................................................. 20 2.3. ETAPA DE SORTIDA DE LÍNIA ......................................................................................................... 22 2. 3. 1. DISSENY DEL FILTRE PASSA BANDA ..................................................................................... 22 2. 3. 2. AMPLIFICADOR INVERSOR /AMPLIFICADOR NO IVERSOR .................................................. 23 2.4. PLACA DE DESENVOLUPAMENT TEENSY 3.6 ................................................................................. 27 2. 4. 1. MICROCONTROLADOR MK66FX1M0VMD18 ...................................................................... 28 2. 4. 2. CONNEXIONS UTILITZADES DEL TEENSY ............................................................................. 29 2.5. PANTALLA LCD .............................................................................................................................. 30 2.6. DISSENY FINAL .............................................................................................................................. 32 2. 6. 1. ALTIUM DESIGNER .............................................................................................................. 33 2. 6. 2. ESQUEMES FINALS .............................................................................................................. 34 2. 6. 3. PLACA DE CIRCUIT IMPRÈS .................................................................................................. 38 3. DISSENY DEL SOFTWARE .................................................................................................................. 41 3.1. CONFIGURACIÓ DEL ADC .............................................................................................................. 42 3. 1. 1. CONFIGURACIÓ DEL ADC DE LES ENTRADES DE LÍNIA ........................................................ 43 3. 1. 2. CONFIGURACIÓ DEL ADC DE L’ENTRADA DE MICRÒFON ................................................... 45 3.2. CONFIGURACIÓ DEL DAC .............................................................................................................. 45 3.3. CONFIGURACIÓ DEL TIMER .......................................................................................................... 46 3.4. TRANSFORMADA RÀPIDA DE FOURIER (FFT). ............................................................................... 47 3.5. PROGRAMACIÓ PANTALLA ........................................................................................................... 50 3.6. ESQUEMA DE PROGRAMACIÓ ...................................................................................................... 52 4. PRESSUPOST .................................................................................................................................... 53 5. RESULTATS EXPERIMENTALS............................................................................................................ 55 5.1. HARDWARE .................................................................................................................................. 55 5.2. PANTALLA LCD .............................................................................................................................. 63 ii 6. CONCLUSIONS .................................................................................................................................. 65 7. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................. 67 8. ANNEX ............................................................................................................................................. 69 8.1. ANNEX 1: CODI TEENSY ....................................................................................................................... 69 8. 1. 1. Lectura i escriptura de dades (ADC/dac) ............................................................................. 69 8. 1. 2. Transformada ràpida de fourier (fft) ................................................................................... 70 8. 1. 3. Analitzador d’espectres de 7 bandes ................................................................................... 72 8.2. ANNEX 2: DATASHEET ......................................................................................................................... 80 8. 2. 1. ina217 .................................................................................................................................. 80 8. 2. 2. tl972..................................................................................................................................... 81 8. 2. 3. MK66FX1M0VMD18 ............................................................................................................ 82 8. 2. 4. NEWHAVEN DISPLAY ........................................................................................................... 83 iii INDEX DE FIGURES FIGURA 1 – ESPECTRE FREQÜENCIAL DEL SOROLL ROSA .................................................................................................. 6 FIGURA 2 – MICRÒFON DE MESURA ........................................................................................................................... 6 FIGURA 3 – ANALITZADOR D’ESPECTRES ...................................................................................................................... 7 FIGURA 4 – SMAART LIVE. ....................................................................................................................................... 7 FIGURA 5 – EQUALITZADOR GRÀFIC ........................................................................................................................... 7 FIGURA 6 – FILTRE PASSA BANDA............................................................................................................................... 8 FIGURA 7 – SISTEMA D’EQUALITZACIÓ DE P.A. TRADICIONAL .......................................................................................... 8 FIGURA 8 – ESQUEMA DEL HARDWARE ..................................................................................................................... 12 FIGURA 9 – LÍNIA BALANCEJADA .............................................................................................................................. 12 FIGURA 10 - XLR ................................................................................................................................................. 13 FIGURA 11 - XLR ................................................................................................................................................. 13 FIGURA 12 – SENYAL DIFERENCIAL A SINGLE ENDED .................................................................................................... 14 FIGURA 13 – INA217 .......................................................................................................................................... 14 FIGURA 14 – AMPLIFICADOR NO INVERSOR ............................................................................................................... 14 FIGURA 15 – AMPLIFICADOR RESTADOR ................................................................................................................... 15 FIGURA 16 – ESQUEMA ETAPA INA217 ................................................................................................................... 16 FIGURA 17 – SIMULACIÓ INA217 ........................................................................................................................... 16 FIGURA 18 – ETAPA D’ACONDICIONAMENT ............................................................................................................... 17 FIGURA 19 – SIMULACIÓ ETAPA D’ACONDICIONAMENT ................................................................................................ 19 FIGURA 20 – DISSENY FINAL ETAPA D’ACONDICIONAMENT ........................................................................................... 19 FIGURA 21 – ETAPA D’ALIMENTACIÓ PHANTOM ......................................................................................................... 21 FIGURA 22 – ETAPA D’ENTRADA DE MICRÒFON .......................................................................................................... 21 FIGURA 23 – FILTRE A LA SORTIDA DEL DAC .............................................................................................................. 22 FIGURA 24 – AMPLIFICADOR INVERSOR .................................................................................................................... 24 FIGURA 25 – AMPLIFICADOR NO INVERSOR ............................................................................................................... 24 FIGURA 26 – INVERSOR MÉS NO INVERSOR ................................................................................................................ 25 FIGURA 27 – DISSENY FINAL ETAPA DE SORTIDA DE LÍNIA .............................................................................................. 25 FIGURA 28 – SIMULACIÓ ETAPA DE SORTIDA DE LÍNIA .................................................................................................. 26 FIGURA 29 – TEENSY 3.6 ....................................................................................................................................... 28 FIGURA 30 – EXEMPLE MICROCONTROLADOR ............................................................................................................ 29 FIGURA 31 – ETAPA D’ENTRADA DE LÍNIA L ............................................................................................................... 34 FIGURA 32 – ETAPA D’ENTRADA DE LÍNIA R ............................................................................................................... 34 FIGURA 33 – ETAPA D’ENTRADA DE MICRÒFON .......................................................................................................... 35 iv FIGURA 34 – ETAPA DE SORTIDA DE LÍNIA L ................................................................................................................ 35 FIGURA 35 – ETAPA DE SORTIDA DE LÍNIA R ............................................................................................................... 36 FIGURA 36 – ALIMENTACIÓ .................................................................................................................................... 36 FIGURA 37 – PANTALLA ......................................................................................................................................... 37 FIGURA 38 – CONNEXIONAT TEENSY 3.6 ................................................................................................................... 37 FIGURA 39 – TOP LAYER ........................................................................................................................................ 39 FIGURA 40 – BOTTOM LAYER .................................................................................................................................. 39 FIGURA 41 – BLOCS DE PROGRAMACIÓ ..................................................................................................................... 41 FIGURA 42 – BIT RESOLUTION ................................................................................................................................. 43 FIGURA 43 – EXEMPLE FFT .................................................................................................................................... 48 FIGURA 44 – TEST PANTALLA .................................................................................................................................. 51 FIGURA 45 – ESQUEMA DE PROGRAMACIÓ ................................................................................................................ 52 FIGURA 46 – PROTOTIP CARA TOP ............................................................................................................................ 56 FIGURA 34 – PROTOTIP CARA BOTTOM ..................................................................................................................... 56 FIGURA 48 – CIRCUIT QUE INTRODUEIX 1,67 V .......................................................................................................... 57 FIGURA 49 – SENYAL D’ENTRADA A L’ETAPA DE LÍNIA DRETA .......................................................................................... 58 FIGURA 50 – SENYAL DE SORTIDA DE L’ETAPA ANALÒGICA ............................................................................................. 58 FIGURA 51 – SENYAL A L’ETAPA DE SORTIDA DRETA ..................................................................................................... 59 FIGURA 52 – FFT DE L’ETAPA DE SORTIDA DEL CANAL DRET ........................................................................................... 59 FIGURA 53 – SENYAL D’ENTRADA A L’ETAPA DE LÍNIA ESQUERRE .................................................................................... 60 FIGURA 54 – SENYAL DE L’ETAPA DE SORTIDA ESQUERRE .............................................................................................. 60 FIGURA 55 – FFT CANAL ESQUERRE.......................................................................................................................... 61 FIGURA 56 – CONSUM PROTOTIP ............................................................................................................................. 62 FIGURA 57 – PANTALLA LCD .................................................................................................................................. 63 v vi INDEX DE TAULES. TAULA 1 – ESPECIFICACIONS HARDWARE ................................................................................................................... 11 TAULA 2 – CONNEXIONS TEENSY 3.6 ........................................................................................................................ 30 TAULA 3 – CONNEXIONS TEENSY/PANTALLA ............................................................................................................... 32 TAULA 4 – TAULA DE RESULTATS 1 ........................................................................................................................... 61 TAULA 5 – TAULA DE RESULTATS 2 ........................................................................................................................... 62 vii 6 Figura 1 – Espectre freqüencial del soroll rosa El micròfon de mesura és un micròfon omnidireccional i de resposta en freqüència plana, aquest tipus de micròfons són de condensador i necessiten una alimentació suplementaria de 48 V, també coneguda com a alimentació phantom. Figura 2 – Micròfon de mesura Un analitzador d’espectres és un equip de mesura electrònica que permet visualitzar en una pantalla els components espectrals en un espectre de freqüències dels senyals en l’entrada. En altres paraules ens permet veure la freqüència i la mida d’una ona electromagnètica. En el nostre cas ens interessa visualitzar la freqüència i l’amplitud del soroll rosa captat pel micròfon de mesura. Com he esmentat abans també existeix software que ens fan d’analitzador d’espectres com el ”Smaart Live”. 7 Figura 3 – Analitzador d’espectres Figura 4 – Smaart Live. L’equalitzador gràfic és un dispositiu que processa senyals d’àudio i ens permet dividir aquest senyal en diferents bandes de freqüència, podent alterar el guany de cada banda de forma independent. Es compon de filtres passa banda. Figura 5 – Equalitzador gràfic 8 Figura 6 – Filtre passa banda Figura 7 – Sistema d’equalització de P.A. tradicional L’objectiu principal d’aquest projecte és implementar un equalitzador de “Public Adress” que faci el procés d’equalització totalment automàtic. Per poder fer això dividirem el projecte en dos grans parts diferencials: - La part de hardware - La part de software 9 La part de hardware estarà bàsicament constituïda per les etapes d’entrada (micròfon i línia), les etapes de sortida, la pantalla on es mostrarà la informació a l’usuari i el microprocessador central que farà el control de les etapes d’entrada, de sortida i de la pantalla. 10 11 2. DISSENY DEL HARDWARE En aquest apartat s’explica les diferents parts del disseny del hardware per poder fer possible l’equalitzador automàtic. S’analitzaran els esquemes de cada etapa, l’alimentació necessària i el hardware necessari per poder connectar la pantalla LCD. Les especificacions a complir pel disseny del hardware es mostren a la següent taula. Característica Valor Tensió de línia 1,736 V Tensió entrada/sortida Teensy 3,3 V Alimentació ±5 V Alimentació phantom 48 V Alimentació LCD 3,3 V Taula 1 – Especificacions hardware El disseny del hardware d’aquest projecte es divideix en: - Etapa d’entrada de línia - Etapa d’entrada del micròfon - Etapa de sortida de línia - Pantalla LCD 12 Figura 8 – Esquema del hardware 2.1. ETAPA D’ENTRADA DE LÍNIA En aquesta part explicarem el funcionament de les dues entrades de línia que tenim al nostre sistema. En ser un sistema estèreo necessitarem dos canals de línia, l’esquerre i el dret. Hem optat per posar línies balancejades a les entrades de línia de l’equalitzador. Una línia balancejada és aquella que porta dos senyals, una que porta el senyal en fase, anomenada viu, i l’altre desfasada 180 graus, anomenada contrafase. Aquests dos conductors van recoberts d’una malla connectada a terra. Les línies balancejades són utilitzades per tenir menys interferències electromagnètiques. Per aquest motiu son molt utilitzades a l’hora de fer tirades llargues de cables i sobretot per connectar micròfons. Figura 9 – Línia balancejada 13 El connector més comú utilitzat per fer les línies balancejades és el connector XLR o també conegut com a Canon. Del connector XLR (Figura 10 i Figura 11) surten tres conductors: positiu, negatiu i massa. Aquests aniran connectats de la següent manera: - Pin 1: Massa - Pin 2: Positiu - Pin 3: Negatiu Figura 10 - XLR Figura 11 - XLR El senyal de línia en l’àmbit professional té un nivell de +4 dBU, que si ho passem a voltatge lineal, obtenim un voltatge de pic de 1,736 V. Aquest serà el voltatge que obtindrem a l’entrada de línia. Un cop ja tenim els senyals balancejats, les haurem de passar a una sola senyal, ja que utilitzarem un conversor analògic-digital (“Analog to Digital Converter” o ADC) per llegir cada un dels nostres canals d’entrada de línia. Per tant aquí arribem a la primera part important de l’etapa d’entrada de línia. 2. 1. 1. AMPLIFICADOR D’INSTRUMENTACIÓ INA217 Per convertir el senyal diferencial que es rep del connector XLR a un senyal “single ended” o senyal referencial a massa, hem optat per utilitzar un amplificador d’instrumentació. L’amplificador diferencial rep el senyal diferencial i el converteix a un senyal “single ended”, i a més, pot aplicar un cert guany, controlat mitjançant un potenciòmetre. L’amplificador escollit és el INA217 [1] , el qual és un amplificador d’instrumentació de baix soroll i de baixa distorsió, són coses que interessen molt en el món de l’àudio. 14 Figura 12 – Senyal diferencial a Single Ended En la següent imatge podrem veure un esquema simplificat de l’amplificador d’instrumentació: Figura 13 – INA217 Com podem veure a la imatge anterior, el INA217 esta compost per dos circuits amb amplificadors no inversors i amb un amplificador restador. L’amplificador no inversor, com el seu nom ben ve indica, serveix per no modificar la polaritat del senyal d’entrada a l’amplificador. En aquest cas aquests dos circuits estan pensats per poder aplicar el guany de la resistència variable que podem posar als pins 1 i 8 del INA217. Figura 14 – Amplificador no inversor 15 Equació 1 – Guany amplificador no inversor En la formula anterior podem veure com calcular el guany d’un amplificador no inversor, i com podem observar aquest guany mai serà menor que 1. Un cop obtingut els dos senyals sense canviar la polaritat i amb el guany desitjat passarem a l’altre amplificador operacional, que ens farà de restador, per poder obtenir un sol senyal i en fase. Aquest amplificador utilitza ambdues entrades invertides amb un guany de 1, per produir una sortida igual a la diferència entre les entrades. Figura 15 – Amplificador restador Per tant a la sortida del INA217 tindrem un sol senyal amb la resta dels dos senyals d’entrada que venien del XLR. 22 2.3. ETAPA DE SORTIDA DE LÍNIA En aquest apartat explicarem el disseny i funcionament de l’etapa de sortida de línia dissenyada per aquest projecte. Per fer-ho s’ha utilitzat el mateix amplificador operacional que a les entrades, el TL972, però en aquest cas per una finalitat diferent que a les entrades de línia. En l’esquema realitzat per veure la simulació fem servir el TL971 però en el disseny final s’ha utilitzat el TL972 com ja s’ha explicat anteriorment. 2. 3. 1. DISSENY DEL FILTRE PASSA BANDA Un cop rebem el senyal del DAC (Digital to Analog Convert) del Teensy, primer de tot haurem de filtrar la tensió continua del senyal modulat, ja que si no la filtrem, obtindrem un senyal amb petits salts que ens modificarà el senyal d’àudio. Això és degut a passar el senyal de digital a analògic, en teoria la sortida del DAC serà 0 volts quan a l’entrada binaria siguin tots zeros, però a la pràctica hi haurà un voltatge de sortida petit produït per l’error de balanç de l’amplificador del DAC. Per tant haurem de filtrar aquest petit voltatge. Per fer-ho s’ha dissenyat el següent filtre: Figura 23 – Filtre a la sortida del DAC 23 Aquest filtre és del tipus passa banda, per tant s’han hagut d’escollir dues freqüències de tall per poder escollir els components per fer els filtres. Com que l’espectre d’àudio audible va des dels 20 Hz fins als 20 kHz, la primera freqüència de tall serà de 10 Hz i la segona serà de 24 kHz. Per el càlcul de C1, utilitzarem la següent formula: 𝑓𝐿= 1 2𝜋𝐶1(𝑅 +𝑅) 𝐶1= 1 2𝜋𝑓𝐿(𝑅+𝑅) Equació 3 – Càlcul de C1 Amb una freqüència de 10 Hz i amb una resistència de 10 kΩ, obtindrem un valor de C1 de 820 nF. Per el càlcul de C2, utilitzarem la següent formula: 𝑓𝐻= 1 2𝜋𝐶2(𝑅 2) 𝐶2= 1 2𝜋𝑓𝐻(𝑅 2) Equació 4 – Càlcul de C2 Amb una freqüència de 24 kHz i amb una resistència de 24 kΩ, obtindrem un calor de C2 de 1,5 nF. 2. 3. 2. AMPLIFICADOR INVERSOR /AMPLIFICADOR NO IVERSOR Com hem vist a l’apartat anterior 2.3.1, només rebem un senyal procedent del DAC amb la informació de l’àudio, però com hem estat parlant anteriorment, utilitzarem connectors XLR per fer les sortides, per tant necessitarem el senyal en fase i en contrafase. 24 Per poder realitzar-ho s’ha optat per fer dos amplificadors, un amplificador inversor, que ens donarà el senyal en contrafase i un amplificador no inversor, que ens donarà el senyal en fase. Figura 24 – Amplificador inversor Figura 25 – Amplificador no inversor 25 A l’ajuntar els dos amplificadors (inversor i no inversor) queda de la següent manera: Figura 26 – Inversor més no inversor Per tant el disseny final de l’etapa de sortida de línia, ajuntant el filtre passa banda i l’amplificador inversor/no inversor, quedaria de la següent manera: Figura 27 – Disseny final etapa de sortida de línia 26 Figura 28 – Simulació etapa de sortida de línia En la simulació podem comprovar com a la sortida de l’etapa obtindrem dos senyals, una en fase i l’altre en contrafase, per tant ja podrem connectar a la línia balancejada. També obtenim un voltatge de 1,736 V que és el que volíem per la sortida de línia. 27 2.4. PLACA DE DESENVOLUPAMENT TEENSY 3.6 En aquest apartat s’explica perquè es va escollir la placa de desenvolupament Teensy 3.6 i les diferents alternatives que hi havia abans d’escollir aquesta placa. Veurem que hi ha altres microcontroladors o altres plaques que són més potents, com DSP, però també veurem que per fer un prototip, la placa que ha sigut escollida és de les més potents en relació a qualitat preu. Abans de començar amb aquest projecte es van mirar altres plaques de desenvolupament més conegudes com són Arudino o Raspberry Pi. També hi havia la possibilitat de poder escollir entre algun DSP o FPGA, però aquestes opcions eren les de cost més elevat i per tant ja es van descartar. La primera placa de desenvolupament en la que vam pensar va ser l’Arduino MEGA, però ja vam veure directament que segurament necessitaríem alguna placa més potent per poder realitzar les operacions ràpidament i que no tingués problemes de saturació el microcontrolador. Després es va optar per l’opció de l’Arduino DUE, és similar a l’Arduino MEGA però més potent. Les principals diferencies entre els dos, eren la velocitat del rellotge i les entrades/sortides que tenien cadascú. Per últim, vam trobar la placa de desenvolupament Teensy 3.6 i en veure les especificacions ja vam veure que aquesta seria la placa ideal, tant per cost, com per qualitat. Per tant aquesta va ser la placa escollida. Les principals característiques de la placa de desenvolupament Teensy 3.6 són les següents [3]: - 180 MHz ARM Cortex-M4 with Floating Point Unit - 1MB de memòria Flash, 256KB de memòria RAM, 4KB de memòria EEPROM - Chip microcontrolador MK66FX1M0VMD18 28 - Port USB d’alta velocitat (480 Mbit/seg) - 2 CAN Bus Ports - 32 General Purpose DMA Channels - 22 PWM Outputs - 4 I2C Ports - 11 Touch Sensing Inputs - 62 I/O Pins - 25 entrades analògiques amb 2 ADC’s amb 13 bits de resolució - 2 sortides analògiques (DAC’s) amb 12 bits de resolució - Micro SD port Figura 29 – Teensy 3.6 2. 4. 1. MICROCONTROLADOR MK66FX1M0VMD18 Un microcontrolador és un circuit integrat programable, capaç d’executar les ordres enregistrades en la seva memòria. Està compost de diversos blocs funcionals, els quals compleixen una tasca especifica. Un microcontrolador inclou les tres principals unitats funcionals d’una computadora: 29 - Unitat central de processament - Memòria - Perifèrics d’entrada/sortida. Figura 30 – Exemple microcontrolador Els microcontroladors van ser dissenyats per a aplicacions per a sistemes encastats, en contraposició als microprocessadors utilitzats en els ordinadors personals per a aplicacions d’ús general. Gràcies a la seva mida i cost reduït, fan que siguin ideals per al control digital de molts dispositius. El microcontrolador que porta integrat el Teensy 3.6 és el MK66FX1M0VMD18 [4]. Aquest microcontrolador porta integrat dins seu un processador ARM Cortex-M4F de 180 MHz de velocitat de rellotge. La configuració de memòries és la següent: - Memòria Flash: 1,2 MB - Memòria SRAM: 256 KB - Memòria EEPROM: 4 KB 2. 4. 2. CONNEXIONS UTILITZADES DEL TEENSY En aquest apartat veurem totes les entrades i sortides necessàries per fer la connexió de les diferents etapes que tenim, etapes d’entrada de línia, etapes de sortida, etapa d’entrada de micròfon i la pantalla LCD. 30 Connexió Pin Teensy ADC0 14 ADC1 15 ADC2 16 DAC0 21 DAC1 22 3,3V 3V3 Pantalla LCD Veure apartat 2.5 Taula 2 – Connexions Teensy 3.6 2.5. PANTALLA LCD La pantalla LCD ens servirà per poder mostrar en tot moment les dades que la nostra placa de desenvolupament (Teensy 3.6) està rebent de les entrades de línia i de l’entrada del micròfon. La pantalla escollida és una Newhaven Display de 4,3”. Les característiques principals de la pantalla són les següents: - Pantalla de 4.3 “ - Panell tàctil resistiu - Alimentació de 3,3V Com podem veure podrem alimentar directament amb el Teensy 3.6, ja que té sortides de 3,3V integrades a la placa. 31 En la següent taula veurem les connexions entre la pantalla i la placa de desenvolupament. Pin Newhaven Display Pin Teensy 3.6 Símbol 1 3V3 3V3 2 GND GND 3 13 SCK 4 12 MISO 5 11 MOSI 6 10 CS 7 6 INT 8 5 NoPD 9 - AUDIO_L 10 - N.C. 11 - GPIO1 12 - GPIO2 38 2. 6. 3. PLACA DE CIRCUIT IMPRÈS Per fer aquesta placa de circuit imprès es va seguir una estratègia per poder col·locar tots els components correctament i que la placa no fos molt gran. El primer component que es va col·locar va ser el Teensy 3.6, ja que és el més gran de tot. Un cop col·locat el Teensy, ja haurem de començar a dissenyar la col·locació de les etapes d’entrades i sortides, i de l’alimentació necessària per poder alimentar tota la placa. Es va dissenyar una de les entrades de línia com a referència, per saber quin espai ocuparia. Un cop dissenyada, es va intentar comprimir al màxim perquè ocupes el mínim espai possible però que les pistes tinguessin suficient espai per passar. Un cop finalitzat el disseny de l’etapa d’entrada de línia, es realitzaran dos més iguals, corresponents a l’altra entrada de línia i a l’entrada de micròfon. A la de micròfon se li va afegir l’etapa d’alimentació phantom just a sobre de l’etapa. Tots els condensadors electrolítics estan col·locats a prop dels connectors d’entrada, tant de micròfon, com els d’alimentació. Després es va realitzar el disseny de l’etapa de sortida, seguint el mateix procés que amb les etapes d’entrada. Un cop dissenyada una de les etapes, es va fer el mateix per l’altra etapa de sortida. Per últim es va col·locar el connector de la pantalla, un connector de 20 pins. Un cop tots els components han estat col·locats a la placa, haurem de realitzar totes les pistes per comunicar tots els components. Molt important, no poden haver-hi pistes amb angles de 90º. La mida de les pistes se seguirà el comentat a l’apartat 2.6.1. 39 Aquest és el disseny final de la placa de circuit imprès de la capa TOP i la capa BOTTOM. Figura 39 – Top Layer Figura 40 – Bottom Layer 40 41 3. DISSENY DEL SOFTWARE En aquest apartat explicarem el software dissenyat per fer possible el procés d’equalització automàtica del que consta aquest projecte. Per fer aquesta programació utilitzarem l’entorn de programació Arduino. A continuació veurem un esquema a mode d’introducció per centrar-nos en els blocs principals de programació: Figura 41 – Blocs de programació En aquest esquema podem veure a mode de resum el procés que ha de passar un senyal d’àudio per ser equalitzat a nivell de programació. Primer de tot haurem de fer la lectura dels senyals de les diferents etapes d’entrades que tenim connectades a la nostra placa de desenvolupament Teensy 3.6, per tant haurem de fer una lectura de les 3 entrades que tenim al nostre sistema, les dues de línia mes la de micròfon. Un cop tenim la lectura de les dades haurem de passar-les al món digital, per això fem servir un ADC (Analog to Digital Convert), això ens permetrà fer la Fast Fourier Transform (FFT) de les 3 entrades que tenim, ja que ens permetrà veure l’espectre freqüencial de cada senyal i l’amplitud a cada banda de freqüència. Un cop tenim feta la FFT, haurem de generar un soroll rosa, ja que com hem dit a la introducció, el senyal rosa LECTURA DE DADES ADC FFT SOROLL ROSA APLICAR FILTRES DAC ESCRIPTURA DE DADES (LINE_OUTPUT) COMPARACIÓ DE SENYALS (MIC_INPUT + SOROLL ROSA) 42 és aquell que conté el mateix nivell a totes les bandes de freqüències, per tant per veure la resposta de la sala és el més ideal. Un cop generat el soroll rosa, el compararem amb la FFT que hem aplicat a l’etapa d’entrada del micròfon, per així poder veure la diferència entre un soroll rosa totalment pla (generat) i el soroll rosa que capta el micròfon, així es veuran les diferències entre un i l’altre i es podran corregir les deficiències aplicant l’equalització necessària. Un cop feta la comparació, haurem d’aplicar els diferents filtres per amplificar o atenuar el senyal d’entrada de línia, que és el que ens interessa. Un cop feta l’equalització, el senyal de línia l’haurem de tornar a passar al món analògic, ja que ara mateix està en el món digital, per tant haurem d’aplicar un DAC (Digital to Analog Convert). Un cop convertit el senyal en analògic l’únic que faltarà és escriure aquest senyal a les sortides corresponents perquè vagin cap a les etapes de sortides del nostre equalitzador. També haurem de fer la programació de la pantalla LCD. En aquest cas farem un analitzador d’espectres de 7 bandes de freqüències, (hem agafat l’exemple de gameduino 2), amb aquest espectre obtindrem l’amplitud de cada banda de freqüència de manera visual i així podrem anar monitorant en tot moment com és el senyal d’entrada del micròfon. 3.1. CONFIGURACIÓ DEL ADC En aquest apartat s’explicarà la configuració del ADC, que ens permetrà fer la lectura de dades de les etapes d’entrada de línia i micròfon, i la transformació al món digital per poder treballar amb aquests senyals dins del nostre microcontrolador. Per fer aquest procés haurem de configurar alguns paràmetres del ADC. Primer de tot haurem de mirar les característiques del microcontrolador, per poder veure quina resolució màxima pot tenir el nostre ADC. Com podem veure al datasheet del microcontrolador MK66FX1M0VMD18 [4] la resolució màxima és de 16 bits, per tant és la màxima resolució que podrem configurar als ADC per poder fer la transformació al món digital. 43 Figura 42 – Bit resolution En aquesta imatge podem veure dos ADC’s, un que treballa amb 3 bits de resolució i un altre amb 16 bits. Com podem veure a més resolució, més fidel serà el senyal digital amb el senyal analògic. En el nostre cas configurarem els ADC’s a una resolució de 12 bits, ja que si configurem els ADC’s a 16 bits, els bits 14, 15 i 16 es posen a 0 per poder omplir els valors fins a arribar a 16. 3. 1. 1. CONFIGURACIÓ DEL ADC DE LES ENTRADES DE LÍNIA Primer de tot haurem de crear les variables necessàries per guardar els valors de lectura del ADC, per tant crearem dos variables tipo integer: int read_ADC_L, read_ADC_R; També haurem de configurar quins són els pins d’entrada, per tant haurem de declarar els pins A1 i A2 (corresponents als ADC’s necessaris) i dir que són entrades: 44 const int readPin = A1; const int readPin = A2; void setup(){ pinMode(readPin, INPUT); pinMode(readPin2, INPUT); ...} En el setup del programa haurem de declarar els paràmetres de la resolució de lectura del analogRead que com ja hem dit anteriorment serà de 12 bits [7]: void setup(){ ... analogReadResolution(12); ... } Un cop definides les variables necessàries i la configuració requerida del ADC, haurem de fer la lectura de les dades en els pins corresponents: void lectura_ADC_DAC(){ ... read_ADC_L = analogRead(readPin); read_ADC_R = analogRead(readPin2); ... } Un cop tenim definits aquets paràmetres ja tenim l’ADC configurat i ja ens permetrà llegir les dades que tenim els pins A1 i A2 del Teensy, que corresponen a les dues entrades de línia. 45 3. 1. 2. CONFIGURACIÓ DEL ADC DE L’ENTRADA DE MICRÒFON Per fer la configuració del ADC per l’entrada de micròfon hem utilitzat la llibreria Teensy Audio Library [8]. Com que a l’entrada del micròfon és a la que aplicarem la Fast Fourier Transform, utilitzarem la mateixa llibreria per fer la lectura de dades d’aquesta entrada. Per configurar l’ADC per l’entrada de micròfon haurem de declarar l’entrada d’àudio necessària, en aquest cas el pin del Teensy que ens interessa és el A0. AudioInputAnalog adc0(A0); Per tant amb aquest comando ja estem declarant el pin A0 com a entrada i ja li estem aplicant el ADC per tenir les dades en digital. 3.2. CONFIGURACIÓ DEL DAC En aquest apartat s’explicarà la configuració del DAC, que ens permetrà l’escriptura de dades a les etapes de sortida del nostre equalitzador, el DAC serveix per transformar senyals digitals a analògics, és el contrari que el ADC. En aquest cas també mirarem el datasheet del microcontrolador per veure les característiques que presenta el DAC i llavors farem la configuració. La resolució màxima del DAC és de 12 bits, per tant no podrem pujar la resolució a més bits. Aquesta serà la resolució màxima que aplicarem al nostre conversor digital analògic. Primer de tot configurarem quins són els pins de sortida del Teensy, en aquest cas hem escollit els pins A21 i A22, ja que són els dos únics pins de la placa de desenvolupament que inclouen els DAC. const int writePin_L = A21; const int writePin_R = A22; En el setup del programa haurem de crear la configuració necessària del DAC, en aquest cas només haurem de dir quina resolució ha de tenir el conversor. Com ja hem dit a l’inici d’aquest apartat la resolució del DAC serà de 12 bits: 46 void setup(){ ... analogWriteResolution(12); ... } Per últim, haurem d’escriure les dades cap a les variables creades anteriorment, que són el writePin_L i el writePin_R: void lectura_ADC_DAC(){ analogWrite(writePin_L, read_ADC_L); analogWrite(writePin_R, read_ADC_R); } Amb el comando analogWrite, escriurem les dades rebudes de la variable read_ADC_x cap a les variables writePin_x. 3.3. CONFIGURACIÓ DEL TIMER En aquest apartat explicarem la configuració del Timer i el motiu pel qual utilitzarem un. Utilitzarem el Timer per fer lectures del ADC i per generar el soroll rosa, ja que així el nostre sistema no està sempre actiu. Per configurar el Timer primer de tot haurem d’inicialitzar-lo, llavors haurem de crear un objecte de IntervalTimer: IntervalTimer ADC_DAC_Timer; El paràmetre més important que ha de tenir el Timer és el temps d’activació i de parada, per tant li haurem de passar un temps perquè arranqui cada x segons. En el nostre cas farem el càlcul a partir de la freqüència de mostreig. Definim una freqüència de mostreig de 50000 Hz i a partir d’aquí calculem el període. 47 const double samplingFrequency = 50000; unsigned int sampling_period_us; ... void setup(){ ... Sampling_period_us=round(1000000*(1.0/samplingFrequency) ); ... } Un cop calculat el període de mostratge, ja li podem passar al Timer, cada període de mostratge s’activarà el Timer en la rutina que nosaltres vulguem. Per tant: ADC_DAC_Timer.begin(lectura_ADC_DAC, sampling_period_us); Per activar la interrupció o per parar-la, ho haurem d’indicar amb dos comandos: - noInterrupts(); -> Desactiva la interrupció - interrupts(); -> Activa la interrupció - 3.4. TRANSFORMADA RÀPIDA DE FOURIER (FFT). En aquest apartat s’explicarà el perquè s’utilitza la transformada ràpida de Fourier i quin és el codi que executa aquest càlcul. La transformada rapida de Fourier (“Fast Fourier Transform” o FFT), és un algorisme que permet calcular la transformada de Fourier discreta i la seva inversa. Les aplicacions més comunes de la FFT són a tractament d’imatges, tractament d’àudio, reducció de soroll als senyals, anàlisis en freqüència de qualsevol senyal discreta... 54 C 100pF 0,151 10 1,51 € C 10 uF 0,329 5 1,65 € C 22 uF 0,366 2 0,73 € Potenciòmetre 1K 2,79 3 8,37 € INA217 6,54 5 32,70 € PANTALLA 41,01 1 41,01 € DIODES 0,165 12 1,98 € XLR FEMALE 1,97 3 5,91 € XLR MALE 1,43 2 2,86 € Teensy 3,6 44,29 1 44,29 € PCB 20 3 60,00 € TOTAL 231,78 € 55 5. RESULTATS EXPERIMENTALS En aquest apartat del projecte veurem els resultats obtinguts de totes les parts realitzades en aquest projecte, veurem el prototip muntat, com funcionen les etapes d’entrada i les de sortida i el funcionament de la pantalla LCD. Com es pot comprovar no es parla de resultats en relació amb l’equalització automàtica, això és degut a que per falta de temps no s’han pogut realitzar totes les parts desitjades en aquest projecte. Més endavant, a les conclusions, ja desenvoluparem el perquè. 5.1. HARDWARE Començarem amb els resultats obtinguts de tot el hardware. Per realitzar les proves al hardware del prototip, es van utilitzar: - Font d’alimentació: per alimentar el circuit a ±5V - Generador de funcions: per introduir senyals sinusoidals a les diferents etapes d’entrada del prototip - Analitzador d’espectres: per poder visualitzar tant els senyals d’entrada, com els de sortida. Abans de mostrar els resultats, mostrarem el prototip un cop soldat a la placa de circuit imprès. 56 Figura 46 – Prototip cara top Figura 47 – Prototip cara bottom 57 La primera prova que vam fer, va ser quan s’estava soldant la placa. Cada cop que teníem una etapa nova soldada, alimentàvem el circuit per veure com es comportava el consum de la placa, al veure que el consum era molt baix (aprox. 0,01 A), vam seguir soldant fins a tenir tota la placa preparada. Es pot veure que els footprints dels condensadors electrolítics no coincideixen amb les mides del component. Per fer el footprint vam mirar el datasheet del fabricant per veure les mides que tenia el component i quan van arribar els components ja vam veure que les mides no coincidien, però a l’hora de soldar no hi ha agut cap problema, ja que el footprint que es va dissenyar era més gran que les mides del component real. Per poder mostrar els resultats, es van realitzar captures de l’analitzador d’espectres de diferents situacions, també es mostrarà una taula amb les diferents etapes d’entrada i de sortida, introduint un senyal sinusoidal a vàries freqüències, per veure el comportament de cadascuna d’aquestes etapes. Figura 48 – Circuit que introdueix 1,67 V En aquesta imatge podem observar com el circuit que ens dona els 1,67 V de continua, funciona correctament. 58 Ara ens centrarem en el canal dret del nostre sistema: Figura 49 – Senyal d’entrada a l’etapa de línia dreta En aquesta imatge podem veure el senyal d’entrada que introduirem a l’etapa d’entrada de línia dreta. Tenim un senyal de 5 kHz i amb 200 mV de pic a pic. Figura 50 – Senyal de sortida de l’etapa analògica Aquí podem observar la sortida de l’etapa analògica, abans de passar pel Teensy, es a dir abans de passar pels conversors analògics digitals. Obtenim un senyal de 5 kHz amb una tensió aproximada de pic a pic de 2 V. Com podem veure l’etapa analògica funciona correctament. 59 Figura 51 – Senyal a l’etapa de sortida dreta En aquesta imatge podem observar el senyal de 5 kHz un com ha passat pel Teensy, es a dir, s’ha convertit del món analògic al digital i del digital a l’analògic. Com podem veure aquest senyal ja comença a tenir petits salts en la seva forma d’ona, això es degut per culpa de la resolució. En tenir una resolució baixa del DAC i quan introduïm senyals a partir de 5 kHz, comencem a tenir certs problemes amb el senyal de sortida. Si només ens fixem en la part del circuit analògic, deixant de banda els conversors, podem veure que funciona correctament, a la sortida obtindríem un senyal de 5 kHz amb una tensió de pic a pic aproximadament de 2 V. Figura 52 – FFT de l’etapa de sortida del canal dret 60 També es va realitzar la FFT del canal a una freqüència de 1 kHz i es pot veure que el resultat és molt satisfactori. Com podem veure en les imatges anteriors, el canal dret del nostre prototip funciona correctament i com es pot esperar el canal esquerre i el de micròfon funcionen igual, ja que són el mateix disseny, exceptuant l’etapa de phantom del micròfon, a continuació es mostraran captures del canal esquerre del prototip. Figura 53 – Senyal d’entrada a l’etapa de línia esquerre Figura 54 – Senyal de l’etapa de sortida esquerre 61 Figura 55 – FFT canal esquerre Per veure els diferents voltatges de sortida de cadascuna de les etapes d’entrada i de sortida s’han fet unes taules per veure els valors d’amplitud a diversos valors de freqüència. També podrem veure el guany de cascuna de les bandes. Com veureu a continuació tots els valors són molt semblants. Freqüència [Hz] Vin [Vpp] LEFT [Vpp] Guany_LEFT RIGHT [Vpp] Guany_RIGHT MIC [Vpp] Guany_MIC 20 0,2 2,28 11,4 2,2 11 2,2 11 50 0,2 2,28 11,4 2,2 11 2,2 11 100 0,2 2,28 11,4 2,2 11 2,2 11 500 0,2 2,28 11,4 2,2 11 2,2 11 1000 0,2 2,28 11,4 2,2 11 2,2 11 5000 0,2 2,28 11,4 2,28 11,4 2,2 11 10000 0,2 2,24 11,2 2,28 11,4 2,26 11,3 20000 0,2 2,18 10,9 2,2 11 2,2 11 Taula 4 – Taula de resultats 1 62 Freqüència [Hz] Vin [Vpp] OUT_L [Vpp] OUT_R [Vpp] Guany 20 0,2 2,88 2,88 14,4 50 0,2 3,16 3,16 15,8 100 0,2 3,2 3,2 16 500 0,2 3,2 3,2 16 1000 0,2 3,2 3,2 16 5000 0,2 3,16 3,16 15,8 10000 0,2 2,8 2,8 14 20000 0,2 Taula 5 – Taula de resultats 2 Com podem veure a la freqüència de 20 kHz no tenim valor de Vpp, això és perquè es distorsiona la sortida, per obtenir algun valor hauríem de pujar la freqüència de mostreig al doble, però això també comporta més potencia que necessitarem al microcontrolador. Per tancar el capítol dels resultats en la part de hardware, dir que el consum que hem tingut de totes les etapes funcionant, amb el Teensy i la pantalla connectades, ha sigut de 0,08 A. Figura 56 – Consum prototip 63 5.2. PANTALLA LCD Com hem vist a l’apartat 3.5, s’ha agafat un exemple d’analitzador d’espectre de 7 bandes i s’ha adaptat al nostre sistema. A continuació veurem el resultat: Figura 57 – Pantalla LCD Com es pot veure en la imatge, tenim un analitzador d’espectre de 7 bandes de freqüències, amb un visor de forma d’ona just a sota. L’analitzador són 7 barres verticals que van pujant o baixant en funció de l’amplitud de cada banda de freqüència. 70 ADC_DAC_Timer.begin(lectura_ADC_DAC, sampling_period_us); // ADC_DAC_Timer to run every Ts seconds analogReadResolution(12); analogWriteResolution(12); // Configurar los ADC // init_ADC(); } void loop() { } void lectura_ADC_DAC() { analogWrite(writePin_L, read_ADC_L); analogWrite(writePin_R, read_ADC_R); read_ADC_L = analogRead(readPin); read_ADC_R = analogRead(readPin2); } 8. 1. 2. TRANSFORMADA RÀPIDA DE FOURIER (FFT) #include <Audio.h> #include <Wire.h> #include <SPI.h> #include <SD.h> #include <SerialFlash.h> // Create the Audio components. AudioInputAnalog adc0(A0); AudioAnalyzeFFT1024 myFFT; AudioConnection patchCord1(adc0, myFFT); 71 void setup() { // Audio connections require memory to work. AudioMemory(12); // Configure the window algorithm to use myFFT.windowFunction(AudioWindowHanning1024); } void loop() { float n; int i; if (myFFT.available()) { // each time new FFT data is available // print it all to the Arduino Serial Monitor Serial.print("FFT: "); for (i=0; i<100; i++) { n = myFFT.read(i); if (n >= 0.01) { Serial.print(n); Serial.print(" "); } else { Serial.print(" - "); // don't print "0.00" } } Serial.println(); } } 72 8. 1. 3. ANALITZADOR D’ESPECTRES DE 7 BANDES #include <EEPROM.h> #include <SPI.h> #include <GD3.h> char TX[50]; int Lectura; int Valor; const int maxlecturas = 35; int lectura[maxlecturas]; int k, j; //Posición base de la gráfica int xinicial = 160; int ybaseT = -2; //Posición base de la gráfica int DiamPT = 1; int separacion = 3 + (DiamPT * 1.5); //Posición del listado de la base de datos int xTextoT = 375; int yTextoT = 10; //Millis en lugar de delay para gráfica lineal long previousMillis = 0; long interval = 0; int left[7], R[7]; int band; int sepY = 10, sepX = 20, largoX = 30; 73 int xi = 0, yi = 185; //xi=75 int segmentos = 14; void readMSGEQ7() { for (band = 0; band < 7; band++) { left[band] = analogRead(A2); } } void barrasVSegmentadas() { GD.Begin(LINES); GD.LineWidth(35); GD.ColorRGB(0xffffff); //color de los segmentos for (int j = 0; j < band; j++) { int dato = map(left[j], 0, 1023, 0, segmentos); for (int i = 0; i < dato; i++) { GD.Vertex2ii(xi + (j * largoX + j * sepX), yi - (i * sepY)); // inicio GD.Vertex2ii(xi + ((j + 1)*largoX + j * sepX), yi - (i * sepY)); // fin } } } void LecturaMSGEQ7() { 74 // readMSGEQ7(); Lectura = left[1]; //canal selecciionado // Lectura=(left[0]+left[1]+left[2]+left[3]+left[4]+left[5]+left[6])/7; //canal seleccionado Valor = Lectura / 15; //ajuste para que el gráfico quede dentro de la ventana } void lineabaseMSGEQ7() { for (int k = 0; k < maxlecturas; k++) { LecturaMSGEQ7(); lectura[k] = Valor; } k = maxlecturas; } void setup() { lineabaseMSGEQ7(); //Solo genera la linea base Serial.begin(115200); GD.begin(); GD.cmd_setrotate(0); analogReadResolution(12); menuPrincipal(); } void loop() {} int DeltaXR = 250; int XbaseD = 15, Xdelta = 30; //15, 30 void fondopantalla() 75 { //GD.Vertex2ii(0, 0, 15); //fondo de pantalla GD.Vertex2ii(XbaseD + Xdelta * 0, 300, map(left[0], 0, 1024, 0, 15)); // de 0-1024 pasas a 0-15 GD.Vertex2ii(XbaseD + Xdelta * 1, 300, map(left[1], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(XbaseD + Xdelta * 2, 300, map(left[2], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(XbaseD + Xdelta * 3, 300, map(left[3], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(XbaseD + Xdelta * 4, 300, map(left[4], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(XbaseD + Xdelta * 5, 300, map(left[5], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(XbaseD + Xdelta * 6, 300, map(left[6], 0, 1024, 0, 15)); GD.SaveContext(); GD.VertexTranslateX(16 * 260); GD.Vertex2ii(500 - 180, 300, map(R[0], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(500 - 150, 300, map(R[1], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(500 - 120, 300, map(R[2], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(500 - 90, 300, map(R[3], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(500 - 60, 300, map(R[4], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(500 - 30, 300, map(R[5], 0, 1024, 0, 15)); GD.Vertex2ii(500, 300, map(R[6], 0, 1024, 0, 15)); GD.RestoreContext(); GD.VertexTranslateX(8 * 140); //centra elementos restantes 16*140 // Diseño de marco/fondo para gráfica GD.ColorA(75); //transperencia GD.ColorRGB(255, 0, 0); //Color del texto GD.cmd_text(240, 12, 28, OPT_CENTER, "Spectrum analyzer"); GD.ColorRGB(255, 255, 255); //Color del texto 76 GD.cmd_text(xi, yi + 8, 16, 0, " 63 400 1000 2500 6250 16000 Hz"); GD.cmd_text(xi + 55, yi + 8, 16, 0, "160"); GD.ColorA(40); //transperencia GD.ColorRGB(0x00ff00); GD.LineWidth(1 * 16); GD.Begin(LINES); marcadoresverticales(); marcadoreshorizontales(); GD.ColorA(255); //color solido } int option = 0; void seleccion() { if (option == 0) { GD.cmd_button(5, 5, 50, 35, 26, 0, "MP"); //boton 3D } if (option == 1) { GD.cmd_button(5, 5, 50, 35, 26, OPT_FLAT, "PM"); //boton plano } } void menuPrincipal() { GD.cmd_fgcolor(0x954500); //color del boton do { GD.Clear(); GD.Begin(BITMAPS); 77 readMSGEQ7(); fondopantalla(); Baseactual2(); // Gráfica lineal barrasVSegmentadas(); GD.get_inputs(); GD.swap(); } while (1); } // Diseño de marco para gráfica int RectWidth = 178, RectHeight = 70; int XGT = 157, YGT = 200; void fondografica() { GD.Vertex2f(XGT * 16, (YGT) * 16); //Esquina superior izquierda GD.Vertex2f((XGT + RectWidth) * 16, (YGT + RectHeight) * 16); //esquina inferior derecha } void marcadoresverticales() { for (int k = 0; k < 15; k++) { GD.Vertex2f((XGT + (k * 10)) * 16, YGT * 16); //starting coordinates GD.Vertex2f((XGT + (k * 10)) * 16, (YGT + RectHeight) * 16); //ending coordinates } } void marcadoreshorizontales() 78 { for (int k = 0; k < 8; k++) { GD.Vertex2f((XGT) * 16, (YGT + (k * 10)) * 16); //starting coordinates GD.Vertex2f((XGT + 140) * 16, (YGT + (k * 10)) * 16); //ending coordinates } } // Diseño de marco para gráfica void Arraydatos2() { for (j = 0; j < 13; j++) { GD.ColorRGB(0, 255, 0); sprintf(TX, "%02d", j); GD.cmd_text(xTextoT, (yTextoT + 15 * j), 16, 0, TX); sprintf(TX, "%02d", lectura[j]); GD.cmd_text(xTextoT + 40, (yTextoT + 15 * j), 16, 0, TX); } } void insertadatos1() { // Esta función debe recorrer los datos hacia atrás y luego insertará el dato actual al final de la lista // La base nueva corresponde a la base previa -1 dato unsigned long currentMillis = millis(); if (currentMillis - previousMillis > interval) { previousMillis = currentMillis; 79 for (j = 0; j < maxlecturas - 1; j++) { lectura[j] = lectura[j + 1]; // genera la base de datos previa, recorriendo un dato hacia atrás } LecturaMSGEQ7(); //Toma la lectura actual del sensor lectura[maxlecturas - 1] = Valor; //base de maxlecturas puntos } } void Baseactual2() // lineas { //lee la base de datos actual //Gráfica lineal GD.ColorRGB(0xFF, 0xFF, 0xFF); GD.Begin(LINE_STRIP); for (j = 0; j < maxlecturas; j++) { GD.Vertex2f(((j * separacion) + xinicial) * 16, (272 + (ybaseT) - (lectura[j])) * 16); } lectura[maxlecturas - 1] = Valor; GD.ColorRGB(255, 255, 0); sprintf(TX, "%02d", lectura[maxlecturas - 1]); GD.cmd_text(318, 240, 26, 0, TX); //Presenta lectura actual GD.ColorRGB(0, 255, 0); sprintf(TX, "%04d", Lectura); GD.cmd_text(305, 225, 16, 0, TX); j = 0; //al salir deja j=0 para empezar la matriz en (0,0) insertadatos1(); //Inserta la lectura actual en la base previa }