DCC Zvukový dekodér pro příslušenství

Tento dekodér jsem vyrobil v podstatě jen proto, že jsem si chtěl vyzkoušet práci se zvukem a s atraktivními periferiemi.
Koncepce dekodéru je jednoduchá, dekodér používá adresy běžného příslušenství, takže "obsadí" 4 vyhybky. Je tedy možné přehrávat 8 zvuků. První zvuk jsem zvolil "Ticho", takže zbývá 7 reálných zvuků. Jako zdroj pro zvuky jsem si zvolil SD kartu. Pro jednoduchost ve standardní velikosti, ačkoli dnes se spíše používají ve velikosti mikro SD, nebo TF.
Pro jednoduchost jsem také zvolil pro přehrávání pouze soubory v nekomprimovaném PCM/WAVE formátu (soubory s koncovkou WAV). Existuje pro ně dostatek editačních programů a nástrojů. Vzhledem ke kapacitám a cenám karet není pro nahrání sedmi zvuků nutné kompresi řešit. Dekodér dokáže přehrát zvuky jak stereo, tak mono, jak šestnáct tak osm bit a v různých rychlostech vzorkování až do 44kHz.
Zvuky mají povinná jména 001.WAV, 002.WAV až 007.WAV, nahrány musí být v kořenovém adresáři karty, ostatní soubory budou ignorovány.
Zařízení je koncipováno jako jednoduché a norma pro SD a TF karty je poněkud široká, proto je možné, že některé karty nebudou fungovat správně. Dobře fungují zejména nové karty podle specifikace mmc, sd a sd2 (SDHC) s malou spotřebou.

Zařízení jsem vytvořil ve dvou variantách, které se liší zejména provedením audio části. První verze je koncipovaná ve třídě D a je vybavená 4 zesilovači schopnými teoreticky dodat až 1,6W (v případě použití 4ohm reproduktorů, 0,8W pro 8ohm reproduktory). Druhá verze je koncipovaná v audio třídě a je vybavená 1W stereo zesilovačem, navíc je však vyveden nezesílený audio signál, vhodný pro běžné audio zesilovače.

Čtyř reproduktorová verze

Tato verze je definovaná jako stereo se dvěmi zesilovači, které lze samostatně zapínat a vypínat. Lze tedy umístit jednu dvojici reproduktorů například do nádražní budovy a druhou dvojici do kostelíku. Pokud se spokojíme s jednokanálovým (mono) přehráváním, je možné rozdělit reproduktory na 4 místa, je ale nutné si neustále pamatovat, že dekodér stále považuje zvuk za stereo a fakt, že je na jednom kanále "nahrané" ticho je jen technickou implementací. Dekodér tedy umožňuje aktivovat reproduktory A+B a/nebo C+D.

Dvou reproduktorová verze

Tato verze je běžná stereo verze, její softwarové vybavení je identické, pouze vývody pro ovládání zesilovačů nejsou použity, takže jejich přepínací kódy nemají žádný efekt.

DCC sound decoder for accessories

I did this decoder only because I want to try work with some modern and attractive devices.
Concept of decoder is easy; decoder uses address for usual accessory, then it look like 4 turnout switches. It is possible to play 8 sounds. First sound is defined as "silence"; then we have 7 real sounds. I chose SD card as a source for sounds. For easy realization in standard (full size) form, even though current devices prefer micro SD or TF form.
I chose for simplicity only uncompressed PCM/WAVE file format (files with WAV extension). Here are many tools for editing and converting those files. Because current SD cards have enough capacity for 7 files, it is no necessary to solve compression. Decoder is able to play mono and stereo sounds, 8 bit and 16 bit, with sample rate up to 44kHz
Naming convention for files are fixed to 001.WAV, 002.WAV ... 007.WAV, placed in root folder of card. Other files will be ignored.
Device concept is maximum simple and specification for SD and TF card is little wide, then it is possible, that some cards will not work (especially old cards). Decoder support cards with specification mmc, sd and sd2 (SDHC) with low consumption.

I create device in two variants; they are different only in audio part. First one is in class D and contains four amplifiers able to play up to 1,6W (for 4ohm repro; 0,8W for 8ohm repro). Second version is build in audio class and contain 1W audio amplifier. Moreover this version have terminal for unamplified audio signal for standard HiFi amplifiers.

Four repro version

This version is defined as stereo with two amplifiers, which can be individually switched off and on. It means that it is possible to put one set of repro for example to railway station building and second one into church. In a case we decide to use only one channel (mono), we can split repro to 4 independent places. In this case do not forget, that decoder still understand sound an stereo and you should record "silence" to one channel of audio file. Decoder allows activating repro A+B and/or C+D.

Two repro version

This version is usual stereo. It contains same software as previous one, only outputs for selecting amplifiers are unconnected, and then switching codes take no effect.

Popis CV

Dekodér umožňuje definovat pouze jednoduché vlastnosti přehrávání, vlastně se jedná pouze o definici opakování a přerušitelnosti. Jsou definovány tyto 4 způsoby:

zvuk s opakováním, který lze přerušit při zadání jiného zvuku (vhodné například pro ruchy v továrnách, motorové pily a podobně)
zvuk s opakováním, který nelze přerušit jinde, než na konci opakování (vhodné například pro zvuk zvonu - zvon zvoní bim-bam, bim-bam a pokud zadáme konec, tak zvuk dokončí úplné "bam" a skončí)
zvuk bez opakování, který lze přerušit
zvuk bez opakování, který nelze přerušit. (vhodné pro staniční hlášení, to zazní právě jednou a vždy celé)

U verze se čtyřmi reproduktory je nutné zadat, ze kterých reproduktorů bude zvuk slyšet.

zvuk z reproduktorů A+B
zvuk z reproduktorů C+D

Poznámka: pokud nezadáme ani jedny reproduktory, zvuk sice bude generován, ale nebude slyšet.
Součtem režimu a čísla reproduktorů (lze zvolit i oboje reproduktory současně), dostaneme číslo, které vložíme do CV odpovídající příslušnému zvuku (viz tabulka dole).

Na modulu je instalovaná signální LED, její chování je následující:

Po zapnutí modulu led krátce blikne
Pokud není přítomna SD karta, nebo nefunguje správně, led blikne dvakrát, modul se pokouší opakovaně vyhledat kartu každou vteřinu, a proto se blikání opakuje
Tři krátké bliknutí znamenají, že není přítomný příslušný soubor (led blikne až když se soubor pokoušíme přehrát)
Čtyři krátké bliknutí znamenají, že soubor není v podporovaném formátu.
Při přehrávání LED svítí po celou dobu přehrávání

CV description

Decoder allows to define only simple sound properties. It is only definition of repeat and of interrupt. We have those four options:

sound with repeat, can be interrupted at any time (for noise in hall, power saw)
sound with repeat, can be interrupted only at end of sound (for example for bells, bell rings - bim-bam, bim-bam and when we select end, then bell will finish "bam" and will stop)
sound will play once and stop, can be interrupted during play
sound will play once and stop, can not be interrupted (for railway station address system - information is spoken once and full)

For version with four repro we should also define repro from which one we would like to play sound.

for repro A+B
for repro C+D

Note: when we chose no repro, sound will be generated, but will not be hear. Adding value of mode and value(s) of repro you will get a value for relevant CV (see table bellow).

On the module is installed LED with following meaning:

After powering of module LED will flash one time
Two short flash mean, that SD card is not available or not readable for module. Module re-trying it every second, them blinking will repeat
Three blink mean, that that requested file is not found (will flash, every time you will try to play that file)
Four blink mean, that file is not in supported format
During playing LED light all time

CV Values

CV#	CV#	default	min-max	význam	meaning
513	1	1 (Roco 5-8, Lenz 1-4)	0-63	Primární adresa, spodní polovina	Primary address, low half
	7	10	-	Verze (10 = verze 1.0)	Version (10 means version 1.0)
	8	13 (0D hex)	-	ID Výrobce	Manufacturer ID
521	9	0	0-7	Primární adresa, horní polovina	Primary address, high half
541	29	128 (bit 7)	0/128	konfigurace - 128 = dekodér příslušenství	Configuration - 128 = accessory decoder
546	34	4	0/1	Nastavení pro zvuk 1 (4=0+4 - repro A+B, opakování)	Definition for sound 1 (4=0+4 - repro A+B, with repeat)
547	35	4	0/1	Nastavení pro zvuk 2 (4=0+4 - repro A+B, opakování)	Definition for sound 1 (4=0+4 - repro A+B, with repeat)
548	36	12	0/1	Nastavení pro zvuk 3 (12=0+4+8 - repro A+B + C+D, opakování)	Definition for sound 1 (12=0+4+8 - repro A+B a C+D, with repeat)
549	37	12	0/1	Nastavení pro zvuk 4 (12=0+4+8 - repro A+B + C+D, opakování)	Definition for sound 1 (12=0+4+8 - repro A+B a C+D, with repeat)
550	38	12	0/1	Nastavení pro zvuk 5 (12=0+4+8 - repro A+B + C+D, opakování)	Definition for sound 1 (12=0+4+8 - repro A+B a C+D, with repeat)
551	39	8	0/1	Nastavení pro zvuk 6 (8=0+4 - repro C+D, opakování)	Definition for sound 1 (8=0+8 - repro C+D, with repeat)
552	40	8	0/1	Nastavení pro zvuk 7 (8=0+8 - repro C+D, opakování)	Definition for sound 1 (8=0+8 - repro C+D, with repeat)

Připojení

Modul se připojuje do základnové stanice (viz ZDE). Je potřeba počítat s tím, že spotřeba modulu může být až 1A, proto je potřeba zvolit základnu odpovídajících vlastností. Modul lze provozovat po celou dobu v základnové stanici určené k programování.

Reproduktory lze použít jakékoli běžné reproduktory s odporem 4, 8 nebo 16 ohm (i více, pokud existují). Čtyřreproduktorová verze nemá regulaci hlasitosti, tu lze dodělat tak, že k reproduktoru připojíme sériový potenciometr, trimmer nebo rezistor (vhodná hodnota bude kolem 5~20 ohm). Nezapomeňte, že výkon může přesáhnout 1W, proto volte takové, které jsou dimenzovány minimálně pro 1,5W.

Connection

Module must be connected to base station (described HERE). Do not forget, that consumption of module can be up to 1A, and then you should choose base station with enough power. Module can be used all time in base station with programming functionality.

Repro can be used any with resistance 4, 8 or 16 ohm (or more, if exist). Four repro version have no volume regulator, it can be done by adding serial resistor, potentiometer or trimmer (suitable value will be 5~20 ohm). Do not forget, that power can be more than 1W, then use those one with dimension at minimum 1,5W.