In neueren Aufzügen sind Sprachmodule eingebaut, die beim Öffnen der Tür
aktustisch das Stockwerk ansagen, um behindertengerecht zu sein.
Um diese öden Ansagen etwas aufzuheitern, wurde dieses Sprachmodul entwickelt,
welches die Fahrgäste beim Eintreten in den Aufzug freundlich begrüßt, während
der Fahrt einige lustige Sprüche klopft und anschließend beim Öffnen der Tür
die Fahrgäste wieder verabschiedet. Das Modul ist kompatibel mit allen Aufzügen,
deren Steuerelektronik mit 24 Volt Gleichspannung betrieben wird.
Das Sprachmodul von vorne
Das Modul kennt drei verschiedene Arten von Sprüchen: Begrüßungssprüche, Sprüche
während der Fahrt und Verabschiedungssprüche. Die Sprüche sind auf einer
handelsüblichen SD-Speicherkarte gespeichert, wie sie auch in Digitalkameras
verwendet wird. Auf die hier verwendete 128 MB-Karte passen bei einer
Spruchlänge von fünf Sekunden knapp 800 Sprüche. Auf dem hier vorgestellten
Sprachmodul sind 101 Sprüche enthalten, die dem Einsatzort des Moduls angepasst
werden können.
Die Sprüche wurden freundlicherweise von
Thomas Kohn
gesprochen. Hier können einige der auf dem Modul enthaltenen Sprüche
probegehört werden. Aus rechtlichen Gründen können einige der Sprüche hier jedoch nicht vollständig dargestellt werden.
Durch Verwendung entspechend großer Speicherkarten kann dieses Modul mit nahezu
beliebig vielen Sprüchen ausgerüstet werden, es werden SD-Speicherkarten beliebiger
Größe unterstützt. Eine Fahrt im Aufzug läuft folgendermaßen ab: Die Tür des
Aufzugs öffnet sich und die Ansagerin sagt die Stockwerksnummer an.
Gleich darauf wird ein Verabschiedungsspruch abgespielt, um die
aussteigenden Fahrgäste zu verabschieden. Sobald sich die Tür schließt, ertönt
ein Begrüßungsspruch zur Begrüßung der neu zugestiegenen Fahrgäste. Während der
Fahrt wird nun noch ein Fahrtspruch abgespielt, und beim nächsten Öffnen der Tür
beginnt diese Prozedur von neuem.
Das Sprachmodul von hinten
Die Technik:
Das Modul enthält einen Atmel ATmega 128 Microcontroller, der mit 16 MHz gataktet
wird. Die Sprüche sind auf der SD-Karte mit einer Samplefrequenz von
32,25 kHz als 8 bit unsigned char gespeichert und werden per PWM ausgegeben.
Mit einem einfachen Tiefpassfilter (Widerstand und Kondensator) wird das
Trägersignal herausgefiltert und hinterher nochmals geglättet. Die Verstärkung
erfolgt mit dem 1-Watt-Audioverstärker TDA7052. Der Tiefpassfilter und die
Glättung des Audiosignals sind notwendig, da die Reste des Trägersignals sonst
mitverstärkt werden und der Stromverbrauch des Verstärkers sehr stark ansteigt.
Die Lautstärke des Moduls kann mit einem 50k-Poti auf den verwendeten Aufzug
angepasst werden. Die SD-Karte ist per SPI-Bus an den Microcontroller angebunden.
Die Wahl der Samplefrequenz ist nicht willkürlich gewählt, sie beträgt 16 MHz/512,
da die Pulsweitenmodulation des Microcontrollers im Systemtakt einen Zähler von
0 bis 255 und wieder zurück auf 0 zählt, und den Ausgang high setzt, wenn der
aktuelle Zählerstand größer als der modulierte Wert ist. Seit es den 16-MHz-AVR
gibt, ist eine Audioausgabe per Pulsweitenmodulation in relativ guter Qualität
möglich, da das Trägersignal mit 32,25 kHz nicht mehr hörbar ist (20 kHz können
noch sehr unangenehm sein!).
Die Spannungsversorgung erfolgt direkt aus dem Aufzug. Um nichts zu beschädigen,
wird ein galvanisch getrennter 3-Watt-Schaltregler eingesetzt, der die Spannung
von 24 Volt auf 5 Volt herunterregelt. Das Audiosignal des bereits vorhanden
Original-Sprachmoduls wird durch das neue Sprachmodul hindurchgeschleift, damit
letzteres erkennen kann, wann das Originalmodul spricht und darauf
reagieren kann. Die Ankopplung an den Microcontroller erfolgt über zwei 4,7 pF
Keramikkondensatoren an den internen analogen Comparator, wodurch eine extrem
große Empfindlichkeit ermöglicht wird (diese kann durch einen zum Comparator
parallel geschalteten Widerstand eingestellt werden).
Da sowohl das neue wie auch das alte Sprachmodul letztlich am gleichen Lautsprecher
hängen, dürfen nicht beide gleichzeitig auf den Lautsprecher geschaltet werden,
damit die Module sich nicht gegenseitig die Endstufe beschädigen können. Aus diesem
Grund werden zwei zweipolige Reedrelais verwendet. Diese sind besonders geeignet,
da sie direkt an die Ports des AVRs angeschlossen werden können, bereits eine
Freilaufdiode enthalten und eine vollständige galvanische Trennung ermöglichen.
Um eine doppelseitige Platine zu vermeiden, werden drei Drahtbrücken
verwendet, die nicht einseitig geroutet werden konnten. Diese sind auf
dem Foto als orangefarbene Drähte zu erkennen.
Das Platinenlayout des Sprachmoduls
Wen es interessiert, hier noch der
Schaltplan dieses Sprachmoduls.
