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Sensorboard GLA
Detailbeschreibung
der Elektronik

Das GLA besteht im Grundausbau aus folgenden Teilen:
Die Basiseinheit liefert die ungeregelten Spannungen (8,5V, 17V) mit max. 2,5A.
Sämtliche Steckverbindungen laufen in dieser Box zusammen.
Der Controller basiert auf einem 80C535 mit 32K EPROM sowie 2K RAM.
Durch Einsatz eines Zero-Power-RAM (MK48Z02) konnte auf eine aufwendige Batteriepufferung verzichtet werden.
 
Im Bedienpult wird über den Decoder 74LS47 die Siebensegmentanzeige (Programm) angesteuert.
Der Volume-Regler verfügt zur Störunterdrückung über einen eigenen Spannungsregler (7805) und liefert 0-5V an den Controller.
Der Velocityschalter ist 3-stufig ausgelegt (64, 96, 127) und treibt (zur besseren optischen Kontrolle) eine eigene Siebensegmentanzeige.
Die Drehzahlsteuerung arbeitet mit einem als Rechteckoszillator beschaltetem Timer-IC NE555 mit einstellbarer Frequenz von 100-700Hz.
Die Schrittmotoren werden von der Treiberplatine mit 30-210UpM betrieben und werden im Standby-Betrieb wegen der Wärmeentwicklung stromlos geschaltet.
 
Die IR-Sendedioden werden zyklisch ca. alle 30ms mit 36kHz von einem Mikrocontroller AT89C2051 aktiviert.
 
Die IR-Empfänger basieren auf dem Empfänger-IC SFH506-36 von Siemens.
Dieses IC hat eine sehr gute Störunterdrückung (Fremdlicht) und beinhaltet außer der IR-Diode einen geregelten Vorverstärker, der auf 36kHz mit geringer Bandbreite begrenzt ist, sowie einen Demodulator, so dass am Ausgang des ICs das Empfangssignal als TTL-Signal (5V) zur Verfügung steht.
Die Auswertung des Empfangs findet wie die Senderansteuerung im Mikrocontroller AT89C2051 durch Prozentzählung statt.
Die Abtastung des Empfangssignales findet mit 72kHz statt.
Bei Empfang von weniger als ca. 70% des Sendesignales erkennt des Mikrocontroller das Signal als Störung.
Durch diese Art der Prozentzählung konnte eine erstaunlich hohe Betriebssicherheit erreicht werden.
 
Die Halbleiterrelais (S202S12 oder S202S02 von Sharp) verfügen zur Störunterdrückung über einen Nulldurchgangsdetektor. Dadurch kann jede Netzentstörung entfallen.
 
In der Software wurden die Bereiche der A/D-Wandler zur weiteren Störunterdrückung eingeschränkt.
Zusätzliche dynamische Sensoren (3 max.) werden selbstständig erkannt.
 
Die Programmumschaltung wurde zur besseren Bedienbarkeit besonders ausgelegt:
Wenn ein Sensorfeld aktiviert ist und ein neues Programm aufgerufen wird, bleibt das alte Programm solange aktiv, bis alle Sensoren inaktiv sind. Gleichzeitig wird im Display der Bedienbox das neue Programm blinkend angezeigt.
Hierdurch werden ungewollte neue Töne während der Programmumschaltung unterdrückt.
 
Die Programmierung (Eingabe der gewünschten Noten) erfolgt über ein angeschlossenes Keyboard und wurde bewusst einfach gehalten:
Sobald am Keyboard das Sustain-Pedal gedrückt wird, geht der Controller in den Programmiermodus und bleibt dort, bis alle 8 Noten (Feld 1 bis Feld 8) auf dem Keyboard gedrückt worden sind. Anschließend werden die Noten automatisch im momentan aktiven Programm gespeichert und der Programmiermodus verlassen.
Während des Programmiervorganges leuchtet im Display zur optischen Anzeige der Dezimalpunkt.
 
Datenblätter der verwendeten Halbleiter im PDF-Format:
 
74LS221 (2-fach TTL Monoflop)
AT89C2051 (Atmel Mikrocontroller)
BD241 (NPN Leistungstransistor)
L297 (Schrittmotoransteuerung)
L298 (Schrittmotortreiber)
LD271 (IR-Sendediode)
M48Z02 (2k-RAM mit Backup-Batterie)
NE555 (Timer)
PC900 (Optokoppler)
S202S12 (Halbleiter-Relais)
80C535 (Mikrocontroller mit A/D-Wandler)
SFH506-36 (IR-Empfänger)
TLLR4400 (Low-Current LED)