Elektronikinstrument till personer med syn/hörsel-skada

[E Kafeman]

Ang. ljudbiblitek är utbudet rätt magert då sådana ofta görs för ett särskilt ändamål. DTMF-signalerna finns gratis på diverse ställen och jag har de också som normala wav-filer. Tal-ljudfilerna jag använde är lite speciella i formatet och kan inte spelas upp med vanlig ljud-uppspelare. I grunden 1-bits sampling, 32 kHz.

Vill man göra något enkelt är det inte värre än att man själv läser in siffror i Windows och spara som wav-filer. Döp dom till 1.wav 2.wav....
Många multimetrar har enkelt serie-interface som lägger ut text typ "1.23 Volt". Genom att läsa varje enskild siffra och kalla på motsvarnde wav-fil så har man en talande multimeter.
Spara filerna på ett minneskort och sedan kan t.ex. en Arduino kopplas till multimetern och läsa ut texten via högtalare.
Det behövs sättas samman programkod, men det är väldigt enkelt då både serieinterfacet och wav-spelare finns färdigt att hämta på www.arduino.cc så det blir mest klippa och klistra samman delarna. Samma krets kan kopplas direkt till lysdioder och sumrar om man vill det och även detta finns det färdiga beskrivningar för på samma ställe. Att göra en VCO programmässigt är inte heller svårt. En Arduino har dessutom färdiga funktioner så att den kan läsa analoga spänningar 0-5 Volt så kan man helt hoppa över multimetern.
Likaså finns färdiga program-funktioner att ladda hem för att läsa av temperatur och andra sensorer.
Även om du ännu inte programmerat en enda rad så är det lätt att komma igång. Köp en Arduino UNO, och ladda hem startpaket som finns på Arduino.cc och jag törs utlova att om du följer de rätt enkla instuktionerna så har du lyckats komma igång med ett första fungerande blinka-lysdioder-program på 15 minuter. Första lysdioden sitter redan på kretskortet och vill du ha dit fler dioder eller en summer behövs inte ens lödning. Sedan är det bara att bygga på med fler funktioner.
Jag har av andra skäl använt ett mikro-sd minneskort som löddes direkt till IC-kapseln på en Arduino-variant, ATtiny, via motstånd för nivå anpassning. Snabblimmade faktiskt kortet direkt på kapseln. Fortsatte med att limma fast en knappcell CR2032. Programmet i denna vaknar var 5:e minut och läser av temperaturen samt sparar på minneskortet. Minnet och batteriet bör klara minst 2 år och totala storleken är ungefär som två knappceller, dvs 20*6 mm.

Apropå ljudfiler så finns Windows egna tal-filer för gratis hemladdning och är du trots allt intresserad av att syna min ljudfil, ca 1MB så kan jag skicka över detta. Har även DTMF-filer som vanliga wav-filer vilka t.ex. kan spelas i windows multimediaspelare eller från en Arduino med program för wav-filer inladdat.
Det finns komplett kretskort att köpa som passar att plugga in direkt på en UNO som innehåller SD-kortshållare, mikrofon och en liten ljud-förstärkare så i princip behöver man inte löda något alls. Länk
Blir lite klumpigare men ett enkelt sätt att komma igång.

[Magnus_K]

Har absolut inte glömt av eller lagt ner tanken på detta. Det tar lite tid mellan inläggen just nu pga att det är i planeringsstadiet. Mycket tänka och skissa och inte mycket att redovisa.

Tack för goda ord Lasp.

Många bra tips och ideér E Kafeman. Uppskattas mycket! Jag återkommer gärna angående ljudfilerna.

Funderar mycket på just multimeteruppläsningen men tankarna återgår hela tiden till att ha två funktioner per spänning/ström/resistans-mätning. En toppvärdes-utläsning där man ansluter proberna, trycker på en knapp (eller automatiskt) och efter x sekunder läser den värdet. Trycker man igen så väntar den x sekunder och läser igen.
Den andra funktionen är den med VCO-funktionen. Kan det fungera om den läser av värdet var y sekund, läser detta högt och har detta som utgångssignal för VCO'n? Efter en viss tid piper den till och tar ett nytt sample och därmed har en ny utgångspunkt för VCO'n.
Alternativt så trycker man manuellt där man vill att den ska ändra utgångspunkt/värde och på så sätt får man lite mer kontroll på det.

Vad tycker ni, låter det på något som helst användbart?

Angående problemet som sm7tix nämner, att sätta proberna rätt utan att kortsluta, har jag funderat en hel del på.
Det finns ju ganska fina prober där ute med isolerade spetsar men jag har också funderat på om det kan fungera om spetsen är täckt av en gummiisolering. Isoleringen har dock många fina slitsar/skåror utmed hela spetsen så om man trycker/gnuggar mot det man vill mäta så glipar det och metallen från spetsen träder fram.
Vad tror ni om den idén?

EDIT: Rättat ca 300 stavfel...

[Ulf]

Ett sätt kan vara att ha flera frekvenser tex:

1 "Stor" minskning
2 liten sänkning
3 ingen förändring
4 liten ökning
5 stor ökning

1 har lägst frekvens.

Kanske att de genereras två och två, med 3 som första.
Detta ger även ett lättförstått interface, (3,1) = "Från samma nedåt mycket", (3,3) = "ingen förändring"

Det absoluta värdet "1,5 volt" kan ju talas ut med önskad samplefrekvens.
tex:
"1,5 Volt", (3,3), (3,3), (3,3),(3,2),(3,2),(3,2),(3,2),(3,2), (3,3), (3,3), "1,3 Volt",...

Bara en tanke...

[Magnus_K]

Trevligt med fler ideér Ulf, tackar för detta!

Jag har gått och grunnat lite på ditt förslag och försökt tänka mig hur det skulle låta. Det kan vara så att jag missförstår dig men blir inte den första frekvensen, alltså "3" i detta fall överflödig?
Eftersom den först läser värdet och sen använder frekvenserna för "från samma nedåt mycket".
Om man nu kapar den första frekvensen (siffran) och hela tiden utgår från det senaste upplästa värdet så borde detta bli ungefär som en VCO med låg upplösning, eller snubblar jag?

OBS: Du får inte ta detta som någon sågning. Jag vill bara se om jag förstår din idé rätt. Tråden är öppen för alla att spekulera/diskutera om hjälpmedel.

[MiaM]

En antagligen rätt given grej vore väl att kunna reglera talhastigheten. Vill man mäta exakt så vill man ha så låg hastighet att man garanterat hör varje uttal korrekt, men vill man detektera snabba förändringar så kanske det är bättre om talsyntesen "rabblar" snabbare?

Givetvis blir det också så att man förstår den talade rösten snabbare när hjärnan vant sig med rösten/uttalet.

[Lennart Aspenryd]

Fundera på hur man med fler aktiveringsknappar kanske kan få ett uppläst värde och med en annan knapp enbart en förändring från ett valt grundvärde.
Kan ibland vara så att man bara får ut "Lägre alt minus" resp "Högre alt plus"

Det är nästan alltid förändring som är intressant!

[Magnus_K]

@MiaM:
Jo kanske både reglera talhastigheten och upplösningen? Ibland är man bara intresserad av "Spänning eller ej" och ibland finlir ner till hundradelar kanske. Detta skulle ju i sin tur också påverka rabblandet en del.
Jag har sett en del på nätet nu med VCO:er med påkopplade högtalare och det är nog verkligen vägen att vandra. Till och med för en tondöv som mig så förstår man direkt med slutna ögon om spänningen ökar eller minskar, samt i vilken takt. Det var en utomordentligt bra idé av chille kläckte.

@Lasp:
Håller helt med dig. Det finaste vore nog med en knapp på proben där man kan sätta nytt grundvärde och på så sätt slipper föra bort händerna från kretsen.
Hmm, har inte det varit uppe innan? Nåja, det är en god idé!

Ingen som har en kommentar till min probe-idé längst ner i mitt senaste inlägg? Tror ni det hade fungerat?

[E Kafeman]

Talande apparater finns i många utföranden. Oväntade anordningar som jag stött på är rumstermostater och manöverpanel till WC-stol.
Möjlighet till snabb-tal finns i lite mer avancerade PC-program. Man kan öka talhastigheten till ca 4x och ändå få det begripligt och 10x om man vill skumma igenom text.
För att det inte ska bli Kalla Anka-röst görs diverse tricks. Ett exempel från det program jag gjorde var att dela upp ljudet i ca 5 mS långa block, kasta varannat block och sedan sammanfoga vid naturliga nollgenomgångar. Det är en enkel metod att dubbla talhastigheten utan att det blir KalleAnka. I synnerhet om dator-resurserna är små är det enkel metod. För att öka talhastigheten ytterligare krävs lite mer CPU-kraft för ljudfils-analys om man ska kunna göra ljudet begripligt.

Vill man göra enklare talande multimeter är detta en kul grej: https://www.youtube.com/watch?v=G8Ykj9qinpA
Talande funktionen får man gratis, då det finns färdigt i telefonen. Inget snabbtal dock. Nätverksanslutning av multimetern ger större frihet än BT då man i princip kan mäta varifrån som helst och sammkörning, datainsamling mm kan ske från valfri dator.
Tub-klippet är några år gammalt så numera finns multimetern även för Android och nya funktioner i programvaran har tillkommit.
Många har ändå smart-telefoner med sej, så då slipper man ifrån dubblering av hårdvara typ knappar, display, eller GPS.
Vill man lägga in tonförändring som nivåindikering är det relativt enkel programering om man nu vill det.
Addera lite nya funktioner i multimetern som en synskadad har nytta av är inga problem. Det är bara fantasin som sätter gräns och det är ändå rätt billigt. Lägg in t.ex. en ultraljuds avståndsmätare. Kostar en 10:a på Ebay. Plötsligt har man även ett talande måttband. Det förenklar om en synskadad ska mäta upp 2 meter elkabel. Använd den som rumsradar som ritar upp rummets konturer på telefonen eller annat som kan vara nyttigt.

Även Fluke hade funderingar på talande multimeter för några år sedan men blev tveksamma till vad som skulle hända om man skickade in en synskadad i högspänningsanläggningen. Dyrt med skadestånd i USA.
Många bättre multimetrar har serieport så det vore relativt enkelt att plugga in en omvandlare till WiFi där man sedan kan göra vad man önskar med datat. En sådan omvandlare är rätt generell och passar tilll det mesta som har serieport. Tekniskt är det ungefär samma sak som dessa micro USB till WiFi-donglarna.

Serieport till tal-dosa med samma format som Fluke multimeter fanns för något år sedan på marknaden. Den skulle knäppas fast som en ryggsäck på multimetern. Tror man vill ha för bra betalt, $1000-2000, så det gick i konkurs eler las ner.

[MiaM]

Man kanske kan korsbefrukta VCO med talsyntesen, så att talets tonhöjd moduleras?

Sidospår:
Det fanns VHS-videospelare i slutet av 70-talet som kunde konvertera tal så att det blev nästan begripligt utan att låta kalleanka trots att det spelades med dubbel hastighet.
http://www.radiomuseum.org/r/akai_vs_9800.html
(Egentligen tillverkades den av JVC, detta är en utveckling av den första VHS-spelaren, på den här tiden var det bara dels JVC som tillverkade VHS-video som OEM'ades åt en hel driva märken (Akai, Telefunken, Nordmende, Ferguson o.s.v.) och dels tillverkade Panasonic egna VHS'er som var om möjligt ännu mer klumpiga).

Jag tittade just i servicemanualen, de använde nån BBD (bucket bridge device) som heter MN3001, och en klase 4000-logik. Bland annat använder de 4066 som grindar

[E Kafeman]

MN3001 var en kul krets, den var ungefär som ett 512 byte seriellt minne som skiftade FIFO mellan en inport och en utport. Det speciella med minnet var att det var analoga nivåer som den skiftade runt. Genom att styra takten kunde man få variabel fördröjning av en analog signal. PLL 4046 användes ofta som takt-givare och 4066 kunde skifta mellan olika analoga signalvägar. Det är helt riktigt att man med dess hjälp kunde ta in korta snuttar höghastighets-ljud och sedan skifta ut det med halva frekvensen.
Genom att lätt modulera 4046 med den egna analoga signalen eller en yttre sinus typ 20Hz kunde man skapa märkliga ljudeffekter och genom att återmata lite av utsignalen så kunde man få eko eller en slags vandrande fasdistorsion, vilket var populära musiker-effekter.

[baron3d]

Varför krångla med röstsyntes när man kan använda en ISD17120 ?

[E Kafeman]

ISD17120 är typ digital bandspelare. Går i enklare sammanhang använda för att t.ex. läsa siffror vilket kanske duger i detta projektet. Det var så gamla tiders fröken ur fungerade. Undrar föresten när det försvann.
För processande talsyntes går det inte. Det är en omväg för att klippa ihop fonetiska ljud på ett sätt där andra ljudbiten ska måste dynamiskt bearbetas för att passa i intoning osv med den föregående ljudbiten.
För variabel uppspelningshastigheten blir det en fördröjning om man först ska läsa ut analog-ljudet ur chippet och köra D/A på ljud-stycket innan man kan börja bearbeta det för frekvenstransponering.
Tangentbords-eko (vanligt önskemål för synskadade) tål inte lång fördröjning innan det blir oduglig funktion. Dessutom vill man dra ut på ljudet så att sista delen av ljudet inte avslutas innan tangenten släpps upp, vilket också kräver lite processning för att skapa en ljudloop.
Annat exempel är om man vill optimera begripligheten trots hög uppspelningshastighet, en regel är att man inte ska reducera bort dynamiken för mycket, t.ex. kan man korta vokaler mer än konsonanter för kvarstående begriplighet.
För att snabbtal ska fungera kan man inte ha ljudet lagrat på en krets som läser ljudet i normaltakt innan man kan påbörja processningen. Även om man kan öka klockhastigheten på utklockningen av data från lagringskretsen så är det ändå en fördröjning.
Däremot kan man mycket väl tänka sej att ha ljudet lagrat digitalt i minneskrets då det ger snabb access till den data man vill bearbeta. Den talsyntes jag gjorde använde en del av grafikkortets minne för att buffra delar av ljud-databasen, vilket gav snabb åtkomst.

[MiaM]

MN3001 var en kul krets, den var ungefär som ett 512 byte seriellt minne som skiftade FIFO mellan en inport och en utport. Det speciella med minnet var att det var analoga nivåer som den skiftade runt. Genom att styra takten kunde man få variabel fördröjning av en analog signal. PLL 4046 användes ofta som takt-givare och 4066 kunde skifta mellan olika analoga signalvägar. Det är helt riktigt att man med dess hjälp kunde ta in korta snuttar höghastighets-ljud och sedan skifta ut det med halva frekvensen.

Den verkar bestå av två separata seriella analoga minnen/skiftregister. Jag tror att kopplingen i videobandaren helt enkelt gör så att den växlar mellan att "spela in" i ena halvan och "spela upp" genom andra halvan, och då växlar klockfrekvens samtidigt som den växlar mellan in/uppspelning.

Videon har även slowmotion men då återges inget ljud. Det hade kanske inte blivit så bra, men det borde inte varit omöjligt att modda kretsen så att den gett "ljud" även vid lägre hastigheter. Fast nu var ju slow motion-hastigheten analogt ställbart med en skjutpot, och tonhöjdkretsen styrd digitalt, så det hade väl varit svårt att "gratis" göra anpassningen av rätt frekvens.

Genom att lätt modulera 4046 med den egna analoga signalen eller en yttre sinus typ 20Hz kunde man skapa märkliga ljudeffekter och genom att återmata lite av utsignalen så kunde man få eko eller en slags vandrande fasdistorsion, vilket var populära musiker-effekter.

Kul. Det påminner mig om att Allt om Elektronik hade "knaspratare" som byggprojekt på 80-talet, där kördes tal genom en XR2206. Praktiska studier visar att man bör nog ha en riktigt bra limiter före kretsen, och förutom den önskade förvrängningen så gör den också andra otrevligheter så att den var inte praktiskt användar rakt av som "skoj-grej" till PA-anläggningar eller liknande. När jag provbyggde den så hade jag givetvis inte dagens kunskap om elektronik. "Idag" hade jag lätt byggt en krets med op-förstärkare runt den, som åtminstone sett till att med diodpar klippa insignalen innan den blir för hög. Problemet var nämligen att när insignalen nådde en viss nivå så ökade ljudnivån ut många dB i ett steg.