Forprosjekt
Forprosjekt
Forprosjekt
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG<br />
Avdeling for teknologi<br />
Program for elektro-og datateknikk<br />
7004 TRONDHEIM<br />
<strong>Forprosjekt</strong><br />
Oppgavens tittel:<br />
USB Trådløse hodetelefoner.<br />
Project title:<br />
USB wireless headphones.<br />
Andreas Havnes<br />
tlf: 99461555, andreas.havnes@gmail.com<br />
Dagfinn Reiakvam<br />
tlf: 95992555, dagfinn@reiakvam.no<br />
Magnus Tinjar<br />
tlf: 98826323, mtinjar@gmail.com<br />
Dato:<br />
26.01.05<br />
Antall sider/bilag:<br />
10 sider, 1 bilag<br />
Veileder:<br />
Stein Øvstedal<br />
tlf: 73559615<br />
email:<br />
stein.ovstedal@hist.no<br />
Institutt/studieretning:<br />
HiST program for elektro- og datateknikk<br />
Studieretning: Teleteknikk og Elektronikk<br />
Oppdragsgiver:<br />
Nordic Semiconductors<br />
Vestre Rosten 81<br />
7075 Tiller<br />
Prosjektnummer:<br />
48<br />
Kontaktperson hos<br />
oppdragsgiver:<br />
Kenneth Megård<br />
tlf: 72898900<br />
email:<br />
kenneth.megard@nordicsemi.com<br />
Fritt tilgjengelig<br />
x<br />
Tilgjengelig etter avtale med oppdragsgiver<br />
Rapporten frigitt etter
Sammendrag<br />
Denne rapporten omhandler et forprosjekt som er utarbeidet for en hovedprosjektoppgave gitt<br />
av Nordic Semiconductors. Oppgaven går ut på å lage trådløse hodetelfoner basert på<br />
nRF24Z1 chipen utviklet av Nordic Semiconductors.<br />
I rapporten er det definert en teknisk del som inneholder all teknisk informasjon. Det er<br />
bestemt prosjektmål og delmål. Det er også utarbeidet en tidsplan i form av et Gant-diagram<br />
som viser alle aktivitetene i løpet av prosjektet og en kostnadsplan. Vi har og plassert inn en<br />
foreløpig prinsippskisse av systemet.
INNHOLDSFORTEGNELSE:<br />
1. INNLEDNING 4<br />
1.1 Bakgrunn 4<br />
1.2 Rettigheter 4<br />
1.3 Definisjoner 4<br />
2. TEKNISK DEL 4<br />
2.1 Problemstilling 4<br />
2.2 Prosjektmål 6<br />
2.2.1 Effektmål 6<br />
2.2.2 Resultatmål 6<br />
2.2.3 Prosessmål 6<br />
2.3 Prosjektbeskrivelse 6<br />
2.4 Spesifikasjoner 7<br />
2.5 Problemområder 7<br />
3. ARBEIDSPAKKER 7<br />
4 PROSJEKTORGANISERING 8<br />
4.1 Prosjektdeltagere 8<br />
4.2 Utstyr og ressurser 9<br />
4.3 Prosjektleveranser 9<br />
4.4 Tids- og kostnadsplan 9<br />
4.4.1 Tidsplan 9<br />
4.4.2 Kostnadsplan 10<br />
4.5 Kvalitetssikring 10<br />
Bilag 1 Gant-diagram
<strong>Forprosjekt</strong> 26.01.2006<br />
Andreas Havnes, Dagfinn Reiakvam, Magnus Tinjar<br />
1. INNLEDNING<br />
1.1 Bakgrunn<br />
Prosjektet er gitt av Nordic Semiconductors ASA våren 2006. Nordic Semiconductors er<br />
norsk industribedrift med ca. 110 ansatte fordelt over fire kontorer; Trondheim, Oslo, Hong<br />
Kong og Korea. Bedriften har spesialisert seg på løsninger på mikrochip nivå innen områdene<br />
trådløs kommunikasjon og multimedia.<br />
Nordic Semiconductors har investert mye i familiære produkter, og med bakgrunn i denne<br />
investeringen ønsker de å lage en trådløs hodetelefon som brukes opp mot en datamaskin.<br />
Tanken er en hodetelefon som gir ut lyd som sendes trådløst fra en datamaskin hvor man har<br />
mulighet for å endre innstillinger som volum (opp/ned), play/pause, stop og skip<br />
(previous/next). Endringene skjer fra hodetelefonen på datamaskinen og lydprogrammet.<br />
1.2 Rettigheter<br />
Rettighetene ved dette prosjektet og resultatet tilfaller Nordic Semiconductors, da annet ikke<br />
er avtalt.<br />
1.3 Definisjoner<br />
DAC - Digital til analog konverterer<br />
USB - Universal Serial Bus<br />
S/PDIF - Sony/Philips Digital Interface Format<br />
I2S - Integrated Interchip Sound<br />
SPI - Serial Peripheral Interface Bus<br />
ARX - Audio Receiver<br />
ATX - Audio Transmitter<br />
PCB - Printed Circuit Board<br />
2. TEKNISK DEL<br />
2.1 Problemstilling<br />
Vi skal i prosjektet lage en trådløs hodetelefon ved bruk av chipen nRF24Z1 produsert av<br />
Nordic Semiconductors. Det skal være mulighet for tilkobling til datamaskin og vi må derfor<br />
benytte oss av en USB stereo DAC. Det er ønskelig at hodetelefonen har muligheter for<br />
endringer av essensielle audio innstillinger som volum, play/pause, stopp, next og previous.<br />
Vi trenger i den forbindelse en mikrokontroller som konverterer kontrollsignal fra mottakeren<br />
til parallellsignal til DAC’en på sendersiden.<br />
Brikkene nRF24xx er blitt brukt i mange andre tilfeller hvor trådløs kommunikasjon er en<br />
nødvendighet. nRF24Z1 er en trådløs audio streamer med støtte for S/PDIF, I2S, SPI og 2-<br />
wire.<br />
Det er i dag mange produsenter av trådløse hodetelefoner, men de baserer seg i hovedsak på<br />
analog overføring eller ved bruk av ”bluetooth”. Vi skal i dette prosjektet lage en digital<br />
sender/mottaker som bruker 2.4 – 2.48 GHz båndet.<br />
4
<strong>Forprosjekt</strong> 26.01.2006<br />
Andreas Havnes, Dagfinn Reiakvam, Magnus Tinjar<br />
En del av problemstillingen er rekkevidden mellom sender og mottaker. På utviklingskortene<br />
ARX og ATX er rekkevidden 15 meter. Det er mulig å øke rekkevidden, men dette vil gå<br />
utover batterilevetiden.<br />
PC<br />
USB + Power<br />
USB-Power<br />
Voltage regulator<br />
USB + Power<br />
µC<br />
SPI<br />
USB DAC<br />
USB-Power<br />
Play/Pause<br />
Next<br />
Previous<br />
Stop<br />
Volume +/-<br />
S/PDIF<br />
SPI<br />
ATX<br />
Wireless<br />
4<br />
DI [3:0]<br />
Play/Pause<br />
Next<br />
Previous<br />
Stop<br />
Volume +/-<br />
ARX<br />
I2S<br />
Buttons<br />
DAC<br />
2xAAA / 2xAA<br />
2.4V-3V<br />
Analog<br />
AMP<br />
Analog<br />
Headset<br />
Figur 1: Prinsippskisse av kommunikasjonssystemet.<br />
5
<strong>Forprosjekt</strong> 26.01.2006<br />
Andreas Havnes, Dagfinn Reiakvam, Magnus Tinjar<br />
2.2 Prosjektmål<br />
2.2.1 Effektmål<br />
• Utvikle en fungerende applikasjon med USB DAC og se at det fungerer.<br />
• Se hvilke problemer som oppstår underveis og hvordan de kan løses.<br />
• Bruke deler av skjema, layout etc til kunder som er ute etter en slik<br />
applikasjon.<br />
2.2.2 Resultatmål<br />
Målet for prosjektet er å utvikle en prototype for en digital, trådløs USB audio<br />
streamer (sender og mottaker), hvor mottakeren skal kunne benyttes i hodetelefoner.<br />
Mottakeren skal ha visse funksjonelle krav:<br />
• Play/pause<br />
• Stopp<br />
• Skip (next / previous)<br />
• Volum (opp / ned)<br />
Prosjektet skal være ferdig 12. mai 2006. Vi skal da ha jobbet ca 450 timer hver på<br />
prosjektet. Fremdriftsplanen vil neppe være lineær, da erfaringsmessig vil det bli økt<br />
arbeidsmengde mot slutten av prosjektet. Påskeferien fra 10. – 18. april vil medføre<br />
stopp i fremdriften. For nærmere informasjon, se punkt 4.4.<br />
2.2.3 Prosessmål<br />
Kollektive forventninger til prosjektet er å lage en prototype som fungerer, med alle de<br />
funksjonene vi ønsker. Og selv om prosjektgruppen er tverrfaglig ønsker vi å få<br />
individuelt faglig utbytte.<br />
2.3 Prosjektbeskrivelse<br />
1. <strong>Forprosjekt</strong><br />
2. Utvikling<br />
3. Testing<br />
4. Kretsutlegg<br />
5. Testing<br />
6. Feilretting<br />
7. Rapportskriving<br />
<strong>Forprosjekt</strong>et trenger ikke å underbygges videre utover denne rapporten.<br />
Under utvikling finner vi ut hvilke komponenter vi ønsker å bruke i prosjektet og hvordan<br />
disse skal koples sammen. Vi vil og begynne å programmere mikrokontrolleren som vi bruker<br />
i senderen. Design av knapper som skal simulere play/pause, stopp, osv er en nødvendighet.<br />
Testingen av komponentene vi har valgt, skjer under punkt 3. Det er viktig å spesifisere at<br />
denne testingen skjer med utviklingskort designet av de ulike produsentene av komponentene.<br />
I arbeidspakke 4 skal vi designe kretsutleggene for senderen og mottakeren av det trådløse<br />
kommunikasjonssystemet.<br />
I den andre testfasen tester vi kretskortene.<br />
6
<strong>Forprosjekt</strong> 26.01.2006<br />
Andreas Havnes, Dagfinn Reiakvam, Magnus Tinjar<br />
2.4 Spesifikasjoner<br />
• I utgangspunktet ca 15 meter rekkevidde<br />
• USB 1.1 grensesnitt<br />
• Stereo, over 25mW ved 2 V per kanal<br />
• 6 knapper<br />
• Mottaker, spenningstilførsel: 2x AA / 3x AAA<br />
2.5 Problemområder<br />
Vi har kommet frem til følgende problemer som kan gjøre at vi ikke blir ferdig til fastsatt tid:<br />
• Tekniske- og IT-problemer<br />
• Testing og feilsøking<br />
• Langvarig sykefravær<br />
3. ARBEIDSPAKKER<br />
1. <strong>Forprosjekt</strong><br />
2. Utvikling<br />
- Designe og lage kretsutlegg for knapper for testing.<br />
- Sammenkopling av systemet.<br />
- Programmere mikrokontrolleren.<br />
3. Testing<br />
- Teste om funksjonaliteten er i henhold til målsettingen.<br />
4. Kretsutlegg<br />
- Tegne kretsutlegg for sender og mottaker.<br />
5. Testing<br />
- Testing av produktet.<br />
6. Feilretting<br />
7. Rapportskriving<br />
- Formalitetene må på plass.<br />
7
<strong>Forprosjekt</strong> 26.01.2006<br />
Andreas Havnes, Dagfinn Reiakvam, Magnus Tinjar<br />
4 PROSJEKTORGANISERING<br />
4.1 Prosjektdeltagere<br />
ANDREAS HAVNES<br />
Adresse: Batterigt. 2, 7012 Trondheim<br />
Født: 14.08.1980<br />
Utdanning:<br />
2003-2006: Teleteknikk ved Programmet for<br />
Elektro, HiST<br />
2003: Realfags-forkurs ved HiST<br />
2001-2002: Militærtjeneste, MJK<br />
1996-2001: Automasjonsmekaniker med<br />
almennefaglig påbygging<br />
Ansvarsområder:<br />
4. Kretsutlegg<br />
7. Rapportskriving<br />
DAGFINN REIAKVAM<br />
Adresse: Hospitalsløkkan 33, 7012 Trd<br />
Født: 17.11.1984<br />
Utdanning:<br />
2003-2006: Elektronikk ved Programmet for<br />
Elektro, HiST<br />
2002-2003: Forkurs ved HiSF<br />
2000-2002: Elektronikk ved Øyrane VGS.<br />
Ansvarsområder:<br />
2. Utvikling<br />
3. Testing<br />
6. Feilretting<br />
8
<strong>Forprosjekt</strong> 26.01.2006<br />
Andreas Havnes, Dagfinn Reiakvam, Magnus Tinjar<br />
MAGNUS TINJAR<br />
Adresse: Moholt Allé 1-53, 7050 Trd<br />
Født: 16.02.1981<br />
Utdanning:<br />
2003-2006: Teleteknikk ved Programmet for<br />
Elektro, HiST<br />
2001-2003: Informatikk ved NTNU<br />
2000-2001: Militærtjeneste ved HMKG<br />
1997-2000: Almennefag ved Asker VGS<br />
Ansvarsområder:<br />
1. <strong>Forprosjekt</strong><br />
5. Testing<br />
4.2 Utstyr og ressurser<br />
1. Utviklingskort for nRF24Z1 (ATX og ARX) fra Nordic Semiconductors<br />
2. Utviklingskort for USB DAC PCM2705 fra Texas Instruments<br />
3. Utviklingskort for Atmel mikrokontrollere, STK500<br />
I tillegg har vi privat utstyr og skolen har utstyr til utlån (kabling, strømforsyning, div<br />
målinstrument o.l.).<br />
Det meste av utstyret og ressursene har vi fått tilgjengelig gjennom Nordic Semicondutors.<br />
Nordic Semiconductors har tilbudt seg sin kompetanse og kontaktnett ved produksjon av<br />
kretskort.<br />
4.3 Prosjektleveranser<br />
Under prosjektperioden skal vi levere følgende:<br />
1. <strong>Forprosjekt</strong>rapport (dette dokumentet)<br />
2. Toukersrapporter (hver fjortende dag)<br />
3. Sluttrapport<br />
4. Kretsutlegg<br />
5. Sluttprodukt / prototype<br />
4.4 Tids- og kostnadsplan<br />
4.4.1 Tidsplan<br />
Da Gantskjemaet viser seg og ta veldig stor plass, er dette lagt ved som vedlegg ved<br />
denne forprosjektrapporten. Under kan du se et lite utkast av Gantskjemaet.<br />
9
<strong>Forprosjekt</strong> 26.01.2006<br />
Andreas Havnes, Dagfinn Reiakvam, Magnus Tinjar<br />
Aktiviteter<br />
Timeforbruk<br />
<strong>Forprosjekt</strong> 90<br />
Designe knapper 50<br />
Testing av nRF24Z1 (ATX / ARX) 40<br />
Oppkopling og systemoversikt 60<br />
Programmering av<br />
mikrokotrolleren 160<br />
Testing 70<br />
Kretsutlegg 410<br />
Testing 200<br />
Feilretting 60<br />
Sluttrapport 210<br />
Totalt 1350<br />
4.4.2 Kostnadsplan<br />
Under ser vi et forslag til kostnadsplan. Det er viktig å merke seg at dette ikke er<br />
kostnader som vi i gruppa nødvendigvis betaler, da noe er fått fra oppdragsgiveren.<br />
Produkt / aktivitet<br />
Kostnad [kroner]<br />
2 stk utviklingskort nRF24Z1 (ATX og<br />
9 400,0<br />
ARX) à 4 700 kroner per stk.<br />
1 stk. utviklingskort PCM2705 USB DAC (330 USD*6,587 kr/USD =) 2 173,7<br />
1 stk utviklingskort STK500 fra Atmel 500,0<br />
Kretskort + komponenter 1 500,0<br />
Reise 150,0<br />
Div. materiell 250,0<br />
Sum 13973,7<br />
4.5 Kvalitetssikring<br />
For å sikre kvaliteten på prosjektet er det viktig å kunne dokumentere arbeidet som er utført<br />
og samtidig kontrollere fremdriften.<br />
Statusrapportering:<br />
Standardiserte skjemaer:<br />
Journalføring:<br />
Møter<br />
Hver 14. dag vil det bli utarbeidet en statusrapport som blir<br />
tilsendt veileder. Timelister blir ført kontinuerlig.<br />
Tittelside, 2-ukersrapport, møteinnkalling og møtereferat.<br />
Her vil vi notere telefonnummer, adresser og informasjon som<br />
kan være nyttig videre i prosjektet.<br />
Prosjektgruppen har møte hver uke og sammenlikner planlagt og<br />
faktisk fremgang.<br />
10
ID Task Name Duration Start Finish<br />
1 <strong>Forprosjekt</strong> 12 days? Thu 12.01.06 Fri 27.01.06<br />
2 Utvikling 0 days Mon 30.01.06 Fri 03.02.06<br />
3 Designe knapper 3 days Mon 30.01.06 Wed 01.02.06<br />
4 Testing av nRF24Z1 (ATX / ARX) 4 days? Tue 31.01.06 Fri 03.02.06<br />
5 Oppkopling og systemoversikt 3 days? Mon 06.02.06 Wed 08.02.06<br />
6 Programmere mikrokontrolleren 9 days? Thu 09.02.06 Tue 21.02.06<br />
7 Testing 5 days Mon 20.02.06 Fri 24.02.06<br />
8 Kretsutlegg 20 days? Mon 27.02.06 Fri 31.03.06<br />
9 Testing 15 days? Mon 03.04.06 Fri 28.04.06<br />
10 Feilretting 8 days? Wed 19.04.06 Fri 28.04.06<br />
11 Sluttrapport 9 days? Tue 02.05.06 Fri 12.05.06<br />
6 16 Jan '06 23 Jan '06 30 Jan '06<br />
W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S<br />
30.01<br />
Project: gant_forprosjekt_medbaseline<br />
Date: Thu 26.01.06<br />
Task<br />
Split<br />
Progress<br />
Milestone<br />
Summary<br />
Project Summary<br />
External Tasks<br />
External Milestone<br />
Deadline<br />
Page 1
06 Feb '06 13 Feb '06 20 Feb '06 27 Feb '06 06 Mar '06 13 Mar '06 20 Mar '06<br />
S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S<br />
Project: gant_forprosjekt_medbaseline<br />
Date: Thu 26.01.06<br />
Task<br />
Split<br />
Progress<br />
Milestone<br />
Summary<br />
Project Summary<br />
External Tasks<br />
External Milestone<br />
Deadline<br />
Page 2
27 Mar '06 03 Apr '06 10 Apr '06 17 Apr '06 24 Apr '06 01 May '06 08 May '06<br />
S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S S M T W T F S<br />
Project: gant_forprosjekt_medbaseline<br />
Date: Thu 26.01.06<br />
Task<br />
Split<br />
Progress<br />
Milestone<br />
Summary<br />
Project Summary<br />
External Tasks<br />
External Milestone<br />
Deadline<br />
Page 3
Change language