Говорящий кубик

Устройство представляет собой эмулятор игрального кубика. При нажатии левой кнопки кубик случайным образом генерирует число от 1 до 6 и произносит его. Правая кнопка запускает повтор произношения.

Видео работы: YouTube

Схема устройства основана на статье "Talking Dice", опубликованной в журнале Elektor Nov-1982.

Основным элементом конструкции является БИС синтезатора речи КР1803ВЖ1 (аналог TI TMS5100). Данная БИС декодирует сжатые по методу ЛПК (LPC-10) данные, записанные в ПЗУ 28C16. Остальные элементы конструкции обеспечивают генерирование случайного числа, выбор данных из ПЗУ и формирование сигналов управления ВЖ1. К выходам ЦАП ВЖ1 подключен усилитель на двух транзисторах, нагрузкой которого является динамическая головка 8Ом / 0,5-1Вт.

Так как ВЖ1 имеет последовательный вход для голосовой информации, то для упрощения конструкции данные в ПЗУ записаны побитово. Например, для цифры "1" они хранятся в бите 0 (выход D0 ПЗУ), для цифры "2" в бите 1 (D1) и т. д. При последовательном переборе адресов на соответствующем выходе ПЗУ формируется битовый поток. Голосовые данные для английских цифр, опубликованные в оригинальной статье, занимают менее 128 байт для каждой цифры, что дает нам возможность поместить в 2КБайт ПЗУ еще один набор данных, например, для русского языка. Выбор языка осуществляется перемычкой SW3, переключающей старшие разряды ПЗУ.

BOM и монтажная схема

В формате ibom

Прошивки ПЗУ

Оригинальная из журнальной статьи: fw_elector_en.bin. Пример звучания

Оригинальная с немецкими цифрами: fw_elector_de.bin. Пример звучания

Оригинальная с французскими цифрами: fw_elector_fr.bin. Пример звучания

Оригинальная с голландскими цифрами: fw_elector_nl.bin. Пример звучания

С английскими и русскими цифрами: fw_en_ru_v4.bin. Пример звучания

Инструкция по созданию собственной прошивки тут.

Питание

Устройству требуется двухполярный источник питания +5/-5В, с током нагрузки не менее 800мА. Для упрощения конструкции был использован готовый модуль DD1718PA с входом 3-4.5В и выходами +-5В.

Варианты питания:

Внешний источник +-5В, 800мА. Подключить землю к точке GND, а +5 и -5 к точкам +5V и -5V соответственно. Не устанавливать элементы: D4, D5, C4, C5, C6, C7, U8, J2, J3.
Модуль DD1718PA с питанием от разъема Micro-USB +5В. Подключить модуль DD1718PA к контактам J1. Не устанавливать: C4, C6, U8, D5.
Модуль DD1718PA с питанием от источника постоянного напряжения 7-15В. Подключить модуль DD1718PA к контактам J1. Установить все элементы. Питание подавать на разъем J3 (9V bat), плюс сверху.

Перемычка на обратной стороне платы должна быть замкнута, если выключатель питания не требуется. В противном случае подключите его к выводам катода D5 и анода D4 на лицевой стороне платы.

Настройка

После сборки устройство требует подстройки частоты опорного генератора КР1803ВЖ1 на 160кГц. Настройка производится подстроечным резистором R10 на слух или с помощью частотомера подключенного к 3 выводу ВЖ1.
Подстроечный резистор R11 отвечает за громкость звука и может быть заменен на постоянный резистор 1.8Ом или перемычку.