Časovnici se nalaze svuda i potpuno smo priviknuti na njihovo prisustvo. Uglavnom, realizacija ovih uređaja ne daje pomoć hendikepiranim osobama (npr. osobama sa slabim vidom). U ovom radu prikazan je časovnik koji zvučnim prezentovanjem informacija može da pomogne osobama sa hendikepom. Uređaj omogućava snimanje reči neophodnih za reprodukciju zvukova o datumu i vremenu. Uz to moguće je snimiti jednu poruku u trajanju od 100 sekundi i postoji alarm sa zvučnom signalizacijom po izboru korisnika.
Uređaj pamti sve unešene parametre čak i po isključivanju sa napajanja. Uz ove dodatne mogućnosti realizovane su i sve uobičajene funkcije časovnika sa displejom.
Uvod
Danas susrećemo razne uređaje koji imaju dodatne funkcije kako bi bili od koristi i ljudima sa hendikepom. Npr. ljudima sa slabijim vidom značajno je da informaciju mogu primiti u zvučnom obliku, a ljudima sa slabijim sluhom je značajna vizuelna informacija. Govorni časovnik daje informacije o vremenu i datumu kako u vizuelnom tako i u zvučnom obliku. Cilj ovoga projekta je bio napraviti uređaj jednostavan za rukovanje, koji korisniku ostavlja mogućnost podešavanja što većeg broja parametara vezanih za način rada uređaja, a da pri tome bude relativno niske cene.
Mogućnosti uređaja i način rada
Izgled prototipa govornog časovnika je dat na slici 1. Na prednjoj strani se nalazi 6-cifarski LED displej koji služi za ispisivanje vremena i/ili datuma. Tu su i dve LED-ovke. Zelena svetli u normalnom režimu rada, a crvena kada je na uređaj priključen modul za programiranje. Na bočnoj strani se nalazi konektor za priključivanje modula kojim se programira časovnik, kao i ručica potenciometra kojom se podešava željena jačina zvuka. Na gornjoj strani se nalazi kondenzatorski mikrofon koji služi za snimanje audio poruka.
Zvuk se reprodukuje pomoću zvučnika otpornosti 8Ω i snage 0.25W, koji je smešten unutar kućišta. Ukoliko kvalitet zvuka nije zadovoljavajući mogu se priključiti dodatni zvučnici (na primer PC-zvučnici). Aktiviranje zvučne informacije o vremenu postiže se jednostavnim pritiskom na taster 3. Moguće je odabrati i automatsko aktiviranje zvučne informacije na svakih 1, 15, 30 ili 60 minuta. Interesantna je i mogućnost snimanja i reprodukcije jedne poruke u trajanju do 100 sekundi, kao i podešavanje alarma sa zvučnom signalizacijom po izboru korisnika.
Moguće su izmene i dorade softvera sa ciljem dodavanja novih mogucnosti kako bi se izašlo u susret potrebama i željama korisnika. Uređaj se napaja sa mreže preko adaptera 220V~/12V=, a vreme nastavlja da se meri i po isključivanju uređaja sa napajanja. Takođe, uređaj pamti i sve podešene parametre.
Slika 1. Izgled govornog časovnika
Interfejs i način korišćenja
Interfejs uređaja može se podeliti na dva glavna dela: interfejs pri normalnom radu i interfejs pri priključenom modulu.
Interfejs pri normalnom radu
Ovaj deo čine tri taster koja se nalaze sa gornje strane uređaja.
Taster1 – Ovaj taster se koristi za ulazak u režim nameštanja vremena i datuma.
Taster2 – Ovim tasterom se forsira izmena prikaza vremena i datuma.
Taster 3 – Aktivira govor vremena ili datuma u zavisnosti od toga šta je trenutno prikazano na dipleju.
Taster2 – Ovim tasterom se forsira izmena prikaza vremena i datuma.
Taster 3 – Aktivira govor vremena ili datuma u zavisnosti od toga šta je trenutno prikazano na dipleju.
Svaki od tastera ima dodatne mogućnosti koje se mogu naći u detaljnom uputstvu za upotrebu koji ide sa časovnikom. Snimanje poruke započinje se pritiskom na taster 1 i odmah potom na taster 2. Poruka se govori i snimanje traje dok se ne pritisne ili otpusti neki od tastera ili dok ne prođu dva minuta. Reprodukcija poruke aktivira se pritiskom na taster 1 pa zatim na taster 3. Reprodukcija traje dok se ne pritisne ili otpusti neki taster ili do završetka poruke.
Intefejs pri priključenom modulu
Slika 2. Izgled modula za programiranje
Programiranje uređaja aktivira se priključivanjem modula za programiranje. Ovaj mod omogućava sledeće:
1. Podešavanje trajanja prikaza vremena na displejima
2. Podešavanje vremena prikaza datuma na displejima
3. Snimanje i reprodukcija glasova neophodnih za govor datuma i vremena
4. Podešavanje intervala automatskog aktiviranja datuma i vremena.
5. Podešavanje dnevnog perioda u kome će se automatski izgovarati datum i vreme.
6. Podešavanje parametara vezanih za alarm
1. Podešavanje trajanja prikaza vremena na displejima
2. Podešavanje vremena prikaza datuma na displejima
3. Snimanje i reprodukcija glasova neophodnih za govor datuma i vremena
4. Podešavanje intervala automatskog aktiviranja datuma i vremena.
5. Podešavanje dnevnog perioda u kome će se automatski izgovarati datum i vreme.
6. Podešavanje parametara vezanih za alarm
Da bi uređaj pravilno radio neophodno je snimiti 104 reči na srpskom jeziku. Primeri reči su jedan, prve, januar, itd. Reči moraju biti snimljene tačno određenim redosledom datim u uputstvu. Uređaj koristi veoma mali broj tastera da bi olakšao rad korisnicima sa oslabljenim vidom. To je razlog za korišćenje raznih kombinacija tastera i dodatnog modula umesto dodavanja novih. Bitno je da pri uobičajenom radu broj tastera bude što manji. Tasteri na kutiji su razmešteni tako da ih desnoruke osobe intuitivno nalaze.
Kratak opis implementacije
Blok šema govornog časovnika je prikazana na slici 2. Centralno mesto zauzima mikrokontroler АТ89S8252 koji upravlja radom perifernih komponenti. Kontroler sadrži 8 kb EPROM-а, 256 bajta interne RAM memorije, četiri 8-bitna porta, 3 timer-a i podržava frekvenciju oscilatora do 24MHz. In-system programming čini ga odličnim izborom za razvoj uređaja.
Slika 3. Blok-šema govornog časovnika
Memorisanje zvučnih signala realizuje se uz pomoć Winbond ISD4004-12M čipa sa kapacitetom od 12 minuta. Postoje verzije ove memorije i sa kapacitetom 8, 10 i 16 minuta. Frekvencije semplovanja su 4, 5.3, 6.4 i 8 kHz u zavisnosti od kapaciteta memorije. Memorije sa manjom minutažom imaju veću frekvenciju i obrnuto. Semplovi se u memoriju smeštaju bez digitalizacije i kompresije (u analognom obliku). Osnovne osobine memorije su: mala potrošnja, SPI serijska komunikacija sa upravljačkom jedinicom, postojano 100-godišnje čuvanje poruka, sopstveni izvor takta i širok opseg radne temperature. Digitalna i analogna masa su razdvojene da bi se smanjio šum. Potrebno je oslabiti ulazni signal pomoću potenciometra, pošto on može biti i do 80mV, a maksimalan signal na ulazu memorije treba da je 30mV.
Za merenje vremena koristi se čip RTC-72423А. To je 4-bitni časovnik sa paralelnom komunikacijom. Osnovne osobine ovog čipa su: ugrađen kvarcni oscilator, ugrađeni tajmeri/brojači za vreme (sati, minute, sekunde) i datum (godina, mesec i dan), mala potrošnja i kompatibilnost sa mikroprocesorskom magistralom.
Izlazni pojačavač realizovan je uz pomoć kola TDA7052 na koji je priključen 8-omski zvučnik. Napajanje ovog čipa je 9V.
Displeji su povezani multipleksno. Sedmosegmentni su i ima ih šest tako da postoji šest vertikala koje je potrebno redom aktivirati.
Displeji su povezani multipleksno. Sedmosegmentni su i ima ih šest tako da postoji šest vertikala koje je potrebno redom aktivirati.
Komponente se napajaju sa 3V (ISD4004), 9V (TDA7052) i 5V (sve ostale komponente). Ovi naponski nivoi kao i njihova stabilizacija realizovani su uz pomoć integrisanih stabilizatora LM317, 7809, 7805. Ovi stabilizatori se napajaju iz adaptera koji daje nestabilisan napon od 12 V. Dok uređaj nije priključen na mrežu, sat realnog vremena radi uz pomoć baterije (3V).
Slika 4. Modul za programiranje
Na slici 4 prikazana je realizacija modula za programiranje. Kontroler detektuje priključenost modula tako što kontroliše pin 7 porta 1.
Ako modul nije priključen, tada je na pinu kontrolera visok naponski nivo. Kada se modul priključi, pin 7 spaja nožicu kontrolera na masu i pali se crvena LED dioda.
Zaključak
Govorni časovnik daje informacije o vremenu i datumu audio-vizuelnim putem. Moguće je snimanje govora i podešavanje alarma. Uređaj je jednostavan za rukovanje, a njegova relativno jednostavna struktura i fleksibilnost čine ga pogodnim za dalji razvoj.
Autori:
Dimitrije Crnokrak, Marko Olujić, Vladimir Rajs, Vuk Vranjković, Milan Nikolić, Miloš Slankamenac
Fakultet tehničkih nauka Novi Sad, Katedra za elektroniku
