Melodieklingel mit U880 V2.0

September 15, 2024 - Lesezeit: 4 Minuten

Überarbeitete Version der bereits vorgestellten Melodieklingel mit U880 mit jetzt 73 Alltags- und 15 Weihnachtsliedern.

Die Software wurde erweitert und die Platinenabmessungen konnten durch Verwendung von 2 Lagen auf ca. 80mm x 60mm verkleinert werden. Die alte Stromversorgung der Vorgängerversion wurde entfernt und eine USB-B Buchse zur Stromversorgung mittels 5V/1A Ladenetzteils vorgesehen. Der Schalttransistor zum Start (INT nach GND) wurde durch einen Optokoppler zur Vermeidung von Fehlauslösungen ersetzt.

An die Lötinseln H1 und H2 kann bei Bedarf eine zusätzliche externe LED zur Bereitschaftsanzeige angeschlossen werden. Die LED leuchtet, wenn die Klingel nach der Sturmklingelsperrzeit von ca. 5 Sekunden wieder klingelbereit ist. Als LEDs eignen sich vorzugsweise ultrahelle Typen (Flussstrom ca. 3mA).

Weiterhin sind 2 Taster auf der Platine vorhanden. "TEST" löst das Liedspiel aus. Nach dem Einschalten werden Alltagslieder per Zufallsprinzip abgespielt.

"MODE" schaltet die Betriebsart wie folgt um: 

• 1x drücken: Lieder der Reihe nach
• 2x drücken: zuletzt gespieltes Lied immer spielen
• 3x drücken: Weihnachtslieder spielen
• 4x drücken: "MYSONG" (aktuell: Deutsche Nationalhymne) spielen. Kann im Quelltext durch Verschieben der Marke "MYSONG" geändert werden.
• 5x drücken: Lieder wieder per Zufall abspielen

Baumappe mit Quelltext und KiCad Projektdateien

Kurzbeschreibung der Schaltung

Zentraler Baustein ist der Prozessor U3 mit dem EPROM U2. Ein RAM ist nicht vorhanden. Diese für einen U880 recht spartanische Beschaltung erfordert eine trickreiche Programmierung. Der Takt (ca. 2,5MHz) wird von U1A, U1B, R4 und C1 erzeugt und mit U1C gepuffert. Das Liedspiel wird mit INT über den Optokoppler U5 galvanisch getrennt gestartet. An J1 wird die Wechselspannung, welche vom Klingeltaster kommt, angeschlossen.

Zu Testzwecken ist der Taster SW2 vorgesehen. Über SW1 wird NMI zur Betriebsartenumschaltung (Mode) ausgelöst. Das Tonsignal wird durch trickreiche Programmierung über OUT-Befehle generiert. Diese erzeugen einen IORQ-Impuls, welcher das FlipFlop U4A kippen lässt. An dessen Ausgang entstehen Tonfrequenzen mit einem Tastverhältnis von 1:1, welche über den Transistor Q1 an den Lautsprecher über J2 gegeben werden. Als Lautsprecher eignet sich eine kleine Lautsprecherbox im Holzgehäuse, oder was auch immer... Nach Ende des Liedspiels und Ablauf der Sturmklingelsperrzeit (ca. 5 Sekunden) geht der HALT Ausgang auf Low und setzt damit U4A zurück, so dass kein Strom mehr durch den Lautsprecher während der Ruhezeit fließen kann. Gleichzeitig steuert das Gatter U1D die LED D1 zur Bereitschaftsanzeige an. Parallel dazu kann über H1 und H2 noch eine zweite (externe) LED angeschlossen werden. Die 5V zur Stromversorgung werden über die USB-B Buchse oder H3 und H4 von einem externen 5V/1A Netzteil zugeführt.

In der Baumappe sind alle Dateien für Platine und Firmware einschließlich dokumentierten Quelltext enthalten, so dass sich jeder seine eigenen Anpassungen vornehmen kann. Die Datei GONGV40.bin ist fertig assembliert und kann direkt in den EPROM gebrannt werden.

Hinweis

Die Platine ist im mil-Raster geroutet. Der U880 hat aber noch einen Pinabstand von 2,50mm und ist daher nicht ganz passgenau. Durch kleine Verbiegungen der Pins kann er aber trotzdem problemlos bestückt werden. Weiterhin verwendet die Firmware illegale Opcodes. Daher eignen sich nicht alle Z80-CPUs beliebiger Hersteller. Die DDR-Versionen der U880 funktionieren alle.