Behöver tips kring produktspecifikation och komponentval

[oJsan]

Jag håller på att hjälpa en industridoktorand (även kollega och vän) med en specifikation för en apparat som han vill ta fram.
Som alla vet så är alla sätt bra utom dom dåliga, så vi vill helt enkelt ha lite hjälp att eliminera några dåliga vägar. Det är ännu inte helt klar vem som får uppdraget att bygga apparaten. Det kan lika gärna bli en del av ett exjobb eller ett uppdrag för en konsult (jag hade gärna gjort det själv om jag haft tid). Kanske finns det någon här på forumet som känner sig manad eller vill offerera?

Syftet med apparaten är att i ett forskningsprojekt kunna spela in en människoröst för att senare kunna analysera materialet ("offline", inte i apparaten alltså).

Scenario:
På morgonen fäster användaren apparaten på kroppen med ett bältesclip, tejpar sedan fast en ansluten strupmick på halsen eller en mygga på kinden och aktiverar sedan apparatens enda brytare för att påbörja inspelningen. En LED blinkar för att indikera att inspelning ingår. När kvällen kommer stänger användaren av inspelningen med brytaren, tar av sig apparaten och kopplar in den till sin dator med en USB-kabel. Inspelat material överförs då automatiskt till datorn samtidigt som apparatens batteri laddas via USB-kabeln.

Krav:
Apparaten ska...
* vara nätt och portabel
* kunna spela in i två kanaler, 16bit@16kHz (~220MB/h)
* klara 14h inspelning på en laddning
* lagra 14h inspelning (kan behöva kompromissa på ljudkvalité)
* kunna laddas på en natt (8h)


Blockuppdelning:
För att kunna bygga den här apparaten behövs några viktiga byggklossar.
* Lagringsmedia
* A/D-omvandlare
* USB-interface
* Laddningsreglering
* Mikrokontroller


Mitt nuvarande idéer kring komponenter är att använda SD-minne för lagring (upp till 2GB med enkelt SPI-interface, möjligt att köra två kort parallellt för mer lagringsutrymme). Försöka hitta en stereocodec med inbyggd mickförstärkare (för enkelhetens skull).
Valet av USB är lite knivigare. Har varit inne på FTDI's UART-varianter. En uC skulle då kunna använda sin UART för att snacka seriellt med datorn (via "USB-tunnel"). Har inte räknat så mycket på mips och överföringshastigheter. Med 16000kHz samplingsfrekvens så blir det 1000 klockcykler per sample om uC:n klockar i 16MHz. Gott om RAM bör finnas för att buffra skrivningar till SD-kort. Bör man kanske välja en 16-bit uC?
Är Litium-jon det bästa alternativet för strömförsörjning? Jag har ingen som helst erfarenhet av laddningskretsar... tips, någon?

Tankar kring detta projekt? Finns det färdiga eller halvfärdiga lösningar redan? Strömsnåla uC med USB-interface?

[peter555]

Finns det inte någon MP3-spelare med inspelning som duger ?

[oJsan]

Har inte hittat några MP3-spelare som har två ordentliga mikrofoningångar och som spelar in okomprimerat. =/

[bengt-re]

Litium-jon är nog bästa valet för strömförsöjningen - ta ett iPOD batteri så är det litet sött billigt och bra.

http://www.kjell.com/?item=42313&path=

En PIC klarar jobbet. Vill du spara utvecklingstid så är en Propeller snabbare att lösa det med då du har färdiga rutiner för SD-kort. Varaför inte ta en blackfin? Överkurs visst, men de är inte så dyra, så är det enstaka exemplar så spelar roll?

[oJsan]

Tack för tipset om iPod-batteri! Men problemet med laddningen kvarstår dock?
Propellern känns inte helt okey... känns inte riktigt seriöst på något sätt. Dessutom nytt språk och ovanlig arkitektur. Jag är inte orolig för utvecklingstiden då jag själv sitter på egenutvecklade drivrutiner för SD och FAT (även om FAT eller annat etablerat filsystem inte alls är nödvändigt i denna apparat då ingen annan ska kunna läsa/skriva).
Blackfin arbetar jag med dagligen, så visst.. _jag_ skulle kanske valt BF531 av bekvämlighetsskäl (enkelt att t.ex. lägga filter eller andra finesser i realtid istället för att behöva göra det efteråt). En DSP eller kraftig uC klarar dessutom av att komprimera till något lämpligt lossless-format on-the-fly.
Nackdelen med Blackfin är den dyra utvecklingsmiljön och att det behövs ett extra minne att boota från. Att AVR/PIC finns som hålmonterade är också ett stort plus i utvecklingsfasen.
Vore väldigt smidigt att t.ex. använda någon av de större AVR-modellerna och AVR-GCC.

Priset på komponenterna är inte så viktigt då det ändå handlar om ett fåtal apparater.

Valet av uC känns rätt så tryggt. Val av USB-lösning och laddning känns mer oklart...

[Meduza]

Nu vet jag ju inte exakt hur mycket batteri denna grej kommer att dra, men det som känns logiskt är för mig en enda Li-ion 18650-cell, 3.7v nominellt, upp till 2200mah, färdigt med skyddskretsar mot överurladdning och överström... i fråga om laddning så har väl Maxim någon liten billig Li-ion laddningskrets om jag inte minns fel?

En 18650 är alltså en rund cell med 18mm diameter och 65mm längd (ungefär som två CR123A-batterier), innehåller ungefär 250% mer energi än vad ett ipod-batteri gör och kostar mindre.

http://www.candlepowerforums.com/vb/sho ... ?t=140362a

[Henry]

Du laddar ett Li-ion/pol batteri på 1 timme vid 1C så den delen skall det inte vara några som helst problem med laddtiden tycker jag. Men det är förstås under förutsättning att man har laddkretsar som klarar av att ladda i 1C. Men även om dom bara klarat säg 0.5C så tar det i så fall bara 2 timmar att ladda det så dessa 8 timmar som max klarar man med råge.

Ett ex på en väldigt liten krets som arbetar helt självständigt och som kanske kan användas är den typen jag använde till min li-ion laddare jag hade en liten projekttråd om för en tid sedan. Den jag använde klarade visserligen av max 0.4A i laddström har jag för mig men det finns även dom som klarar 1.2A i samma krets familj.

[jojje]

"... samtidigt som apparatens batteri laddas via USB-kabeln.". Då är det nog den som begränsar laddningen, och bestämmer laddningstiden.

[Meduza]

Om man gör en rätt handskakning till USB-bussen så får du dra 500mA, 500mA @ 5v räcker för att ladda ett 2200mAh batteri på 5h och ha enheten i drift under tiden, så kravet på 8 timmar klarar man lätt.

[oJsan]

Låt säga att det blir iPod-batteriet. 850mAh på 14h blir en strömförbrukning på max 50mA. En uC från atmel drar inte många mA och den kan sova en hel del. SD-kortet tar inte heller många mA. Frågetecknet är codec? Kikade på TLV320AIC31 från Texas och den verkar dra <10mA, så 850mAh borde räcka.
Eftersom USB-porten inte kan leverera särskilt hög ström så kommer batteriets kapacitet vara avgörande för batteritiden. 100mA är väl vad USB-porten kan ge utan att förhandla... vilket räcker till ungefär ett iPod-batteri på åtta timmar.
Ska läsa din tråd Henry, verkar vara värdefull info!

Edit: Höll visst på ett tag med mitt inlägg, jojje och Meduza hann emellan. Att förhandla med porten är kanske inte det enklaste om man använder USB-chip från FTDI. Eller finns det inbyggt i de chippen? Har aldrig använt dem men har fått uppfattningen om att de är bra..?!

[jojje]

Om man gör en rätt handskakning till USB-bussen så får du dra 500mA, 500mA @ 5v räcker för att ladda ett 2200mAh batteri på 5h och ha enheten i drift under tiden, så kravet på 8 timmar klarar man lätt.

Jo, men att skriva "Men även om dom bara klarat säg 0.5C så tar det i så fall bara 2 timmar att ladda det så dessa 8 timmar som max klarar man med råge." var inte helt gjenomtänkt.

[Henry]

Missade det med USB, men det är med råge ändå även med 2000mA batteri och 500mA då man ju har 4 timmar till godo.

[gurgalof]

MAX1811 verkar vara en perfekt laddIC (nytt ord?) för dig.

EDIT: Om du nu ska köra på Li-Ion batteri... T.ex. IPOD batterit.

[Micke_s]

14 timmar med 220MB får jag till 3Gig.
8 Gigs minneskort är billiga nuförtiden.


Om jag fattar det rätt så blir ljudströmmen 64kbyte/sek
I princip så borde en Atmega kunna klara detta om du skriver utan filsystem till disken/vet alltid vad filen ska hamna.

Osäker om 512 byte till ett SD-kort har någon maxtid för att få detta till sig.

Edit: La till mer text

Varför inte köpa en SD-kortläsare till usb och ta ur SD-kortet ur prylen.

[jojje]

Batterierna ska ändå laddas, så då kan man lika bra göra allt på en gång.