Plan modelarski poznańskiego wagonu tramwajowego „HCP/Zieleniewski”

Ten rysunek powstał na zamówienie mojego kuzyna Jana,

(gazetalubuska.pl)

od dziesięcioleci zapalonego modelarza kolejowego, który lubuje się w tworzeniu modeli wozów tramwajowych w skalach „ogrodowych”.

Wagony typu Z powstały w roku 1929 w sanockiej fabryce wagonów L. Zieleniewski i Fitzner-Gamper SA. Były później produkowane w niewiele zmienionej formie w poznańskim HCP.

Jak czytamy na witrynie o historii zakładów w Sanoku:

W 1929 roku Poznań zamówił 20 sztuk tramwajów typu „Z”. W 1929 roku uruchomiono 15 wagonów, ponieważ pozostałe nie miały aparatury elektrycznej. Uruchomiono je dopiero w 1930 roku.

Rysunek powstał na bazie skanu przesłanego na prośbę Jana z Archiwum Państwowego w Sanoku. Skan nie jest idealny, zatem trochę go skorygowałem i porównałem z fotografiami z poznańskich ulic, na których uwieczniono takie wagony.

Ponieważ fotografie były z perspektywą, tu i tam należało je nagiąć, by wpływ perspektywy skorygować:

(foto z witryny https://www.mpk.poznan.pl/tabor/wagony-silnikowe-typu-cegielski)

Przy okazji zauważyłem też pewne błędy na fabrycznym rysunku Zieleniewskiego.

Na koniec odpowiednio doskalowany skan podłożyłem na „kartce” Visio i narysowałem istotne linie w tym programie.

Tak powstał rysunek, który można tu pobrać:

Dla zainteresowanych także inne rysunki: oryginalny skan oraz jego ulepszona (oczyszczona i skontrastowana) wersja.

foto FB Blizny Poznania

Elektroniczny moduł odtwarzający odgłosy lokomotywy (wersja 2)

To potrójny moduł pamięci dźwiękowej z wykorzystaniem Adafruit Audio FX Sound Board.

Opis ogólny

Moduł składa się z trzech identycznych zespołów pamięci akustycznej Adafruit Audio FX Sound Board oraz wzmacniacza głośnikowego sumującego wszystkie trzy sygnały.

Ponieważ moduły pamięci są fabrycznie wykonane jako dwukanałowe (dźwięk stereofoniczny), jeden z kanałów („prawy”) został wyposażony w regulator głośności, a drugi („lewy”) nie. Oba kanały są wyprowadzone aż do wyjścia głośnikowego.

Moduł umożliwia równoczesne lub dowolne odtwarzanie do trzech różnych dźwięków. W przypadku wykorzystania „rozszerzenia stereo” są to dwa odrębne zestawy po trzy dźwięki. Z tego powodu oba wyjścia głośnikowe można traktować jako odrębne, Tyl że – jak wspomniano powyżej – jeden z kanałów nie jest wyposażony w regulację głośności.

Wyzwolenie odtwarzania odbywa się przez podanie zera (masa) na dane wejście wyzwalające. Jednak to, co dzieje się po podaniu sygnału wyzwalania, może być w pewnym zakresie regulowane. Podanie zera (masy) może bowiem spowodować jednokrotne wyzwolenie danego dźwięku, wyzwalanie w pętli do podania jedynki, odtwarzanie w pętli do ponownego podania zera itp. Będzie to opisane poniżej.

Zalecam użycie głośnika o impedancji 6…8 Ω, ale nie jest warunek bezwzględny.

Sam moduł fabrycznie umożliwia zapamiętanie i odtwarzanie do 11 różnych dźwięków (dwukanałowych = stereofonicznych) w ramach pamięci pojemności 16 MB. Jednak dla zaoszczędzenia mnożenia zacisków na obudowie ograniczono liczbę dźwięków do dwóch różnych na każdy z trzech modułów (łącznie 6 dźwięków stereo = dwukanałowych, co w wersji rozszerzonego stosowania daje 12 dźwięków, w dwóch zestawach po 6). Gdyby zaszła potrzeba wykorzystania więcej niż 3 × 2 dźwięków, możliwe jest wyprowadzenie dodatkowych wyjść z którejś płytki modułu.

Zasilanie modułu dźwiękowego

Zasadniczo moduł jest przeznaczony do zasilania napięciem stałym 12…18 V. Przy napięciu 18 V moduł będzie się bardziej nagrzewał.

Schemat blokowy

Zapisywanie dźwięków

Każdy spośród trzech niezależnych zestaw ów dźwięków zapisuje się przez podłączenie przewodu z wtykiem USB micro do konkretnego gniazda w module i do gniazda USB komputera. Wykrycie modułu jako „dysku” powinno nastąpić samoczynnie bez naciskania jakiegokolwiek przycisku. Z doświadczenia wiadomo, że różne systemy operacyjne czasami maja z tym kłopoty i nieraz wypada poświęcić na wykrycie „dysku” trochę czasu i cierpliwości.

Można korzystać z plików dźwiękowych w formacie .OGG lub .WAV.

Na ilustracji przykładowa zawartość „dysku E”, czyli pamięci pojedynczego zespołu (przypomnienie: moduł składa się z trzech odrębnych, niepowiązanych ze sobą informatycznie zespołów Adafruit Audio FX Sound Bard):

Ilustracja wskazuje przykładowe nazwy plików. Należy jednak pamiętać, że nie są to nazwy dowolne, gdyż nazwa pliku określa kilka cech dźwięku, co będzie opisane w dalszym ciągu.

Obudowa i złącza

Otwory obudowy

Zasady wykorzystywania plików dźwiękowych ładowanych do modułu

  • Nazwy plików mają znaczenie.
  • Wszystkie pliki dźwiękowe powinny mieć nazwy zaczynające się od litery T (trigger).
  • Następne dwa znaki to numer wejścia wyzwalającego dźwięk (w tym wykonaniu może więc to być T00□□□□□.wav lub T01□□□□□.wav; pliki mogą mieć też format OGG i rozszerzenie .ogg, ale pliki WAV odtwarzają się z mniejszą zwłoką, co jest ważne przy dźwiękach odtwarzanych w pętli ciągłej). Znaki dozwolone w nazwie w ramach □□□□□ będą opisane poniżej.
  • Moduły dźwiękowe wykorzystane w zespole potrójnym mają wbudowaną logikę, dzięki której sposób reagowania wejścia wyzwalającego na sygnały sterujące zależy od nazwy pliku dźwiękowego (od tej części nazwy pliku □□□□□, która następuje po T i dwóch cyfrach lub nie występuje w ogóle).

Reakcja na pojawienie się impulsu na którymś wejściu wyzwalającym odtwarzanie (zespół zawiera w sumie 2 × 3 takie wejścia) będzie zgodna z poniższą tabelą (wejście wyzwalające jest aktywne, gdy jest podane na nie potencjał masy; na listwie zaciskowej wszystkie wejścia wyzwalające sąsiadują z zaciskami na potencjale masy).

Sposób odtwarzaniaObowiązkowy schemat nazwy pliku Tcc□□□□□.wavPrzykład nazwy pliku
Zwykłe odtwarzanie: plik jest odtwarzany do końca (zdjęcie masy z wejścia wyzwalania nie zatrzymuje odtwarzania)jeżeli sygnał wyzwalający trwa dłużej niż długość nagrania, dźwięk jest odtwarzany przez cały czas w pętliTcc.wav Tcc.oggT01.wav
Odtwarzanie w pętli: jeżeli sygnał wyzwalający trwa dłużej niż długość nagrania, dźwięk jest odtwarzany przez cały czas w pętli (dla krótkich nagrań trudno odróżnić efekt końcowy od przypadku „zwykłego odtwarzania”, dla dłuższych różnica jest jasna)TccHOLDL.wav TccHOLDL.oggT02HOLDL.wav
Odtwarzanie w pętli zatrzaśniętej: pierwszy impuls wyzwalający uruchamia odtwarzanie dźwiękuzatrzymanie odtwarzania w pętli występuje dopiero po podaniu kolejnego impulsu na to samo wejścieTccLATCH.wav TccLATCH.oggT00LATCH.ogg
Odtwarzanie kolejnych wariantów dźwięków: można zapisać do 10 wariantów dźwięków odtwarzanych pod wpływem wyzwalania tego samego wejścia wyzwalającegopodanie masy na wejście wyzwalające o danym numerze po raz pierwszy spowoduje odtworzenie dźwięku z pliku wariantu nr 1,podanie masy na to samo wejście wyzwalające o danym numerze po raz drugi spowoduje odtworzenie dźwięku z pliku wariantu nr 2 i tak dalejpo odtworzeniu pliku o najwyższym numerze wariantu, kolejne wyzwolenie odtworzy znowu dźwięk wariantu nr 1TccNEXTw.wav TccNEXTw.ogg   (w = 0…9)T01NEXT0.wav wraz z T01NEXT1.wav oraz T01NEXT2.wav (3 warianty dźwięku wyzwalanego cyklicznie tym samym wejściem wyzwalającym)
Odtwarzanie kolejnych losowo wybranych wariantów dźwięków: można zapisać do 10 wariantów dźwięków odtwarzanych pod wpływem wyzwalania tego samego wejścia wyzwalającegopodanie masy na wejście wyzwalające powoduje odtworzenie wariantu dźwięku o losowym numerzeTccRANDw.wav TccRANDw.ogg   (w = 0…9)T01RAND0.wav wraz z T01RAND1.wav oraz T01RAND2.wav (3 warianty dźwięku wyzwalanego losowo tym samym wejściem wyzwalającym)

Rozszerzenie funkcjonalności zespołu – podwójny zasób dźwięków

Jak wspomniano, w koniecznym przypadku można używać modułu w następujący rozszerzony sposób:

  • przygotować sobie w komputerze taki plik dźwiękowy .WAV lub .OGG, który w lewym kanale stereo zawiera inne nagranie (dźwięk) niż w kanale prawym;
  • nazwać pliki zgodnie z objaśnieniami w tabeli schematów nazw; należy jednak pamiętać, że sygnały różnych dźwięków zawarte w kanale „lewym” i „prawym”, choć różnie brzmiące, zawsze będą wyzwalane równocześnie i będą odtwarzane w jednakowy sposób – plik dźwiękowy jest oczywiście niepodzielny…;
    • podczas odtwarzania danego pliku dźwiękowego (przypomnienie: wyprowadzono zaciski wyzwalające od trzech odrębnych modułów po dwa sygnały dźwiękowe każdy; tu dodatkowo opisuje się dwa kanały foniczne „lewy” i „prawy”) korzystać z jednego lub drugiego wyjścia wzmacniacza głośnikowego (przypomnienie: jeden z kanałów – „lewy” – nie jest wyposażony w regulację poziomu głośności).

Elektroniczny moduł odtwarzający odgłosy lokomotywy (wersja 1)

… oraz oczywiście wszelkie inne odgłosy.

Do tego celu wykorzystałem moduł „Little Soundie”:

Jest to gotowy układ oparty na VS1000D i pamięcią SPI Flash, który pozwala na odtwarzanie dźwięków stereo (dwukanałowo) zapisanych na tej pamięci w formacie OGG i WAV. Moduł jest dostępny na zewnątrz poprzez złącze microUSB (po podłączeniu do komputera jest widoczny jako „dysk” i w ten sposób można przesyłać nań pliki dźwięków). Ma ponadto wejścia sterujące oraz gniazdo słuchawkowe mini jack, szczęśliwie sygnał audio jest powtórzony także na pinach.

Układ wyposażyłem w kilka elementów towarzyszących:

Całość jest zasilana przez typowy scalony stabilizator 5 V, co wystarcza dla modułu odtwarzacza oraz dla wzmacniacza głośnikowego niewielkiej mocy. Ponieważ sygnały sterujące posługują się logiczną jedynką na poziomie +3,3 V, trzeba było w prosty sposób zapewnić obecność takiego napięcia – pobieramy je z diody Zenera. Ponieważ układ wymaga dla zadziałania naciśnięcia przycisku startowego (mały złoty przycisk w górnej części fotografii), należało wypracować impuls, który wykona to samo. Na szczęście jedno z wyprowadzeń modułu jest połączone z przyciskiem, zatem wystarczy połączyć szynę zasilania poprzez kondensator (1 µF) z tym wejściem i naciskanie przycisku startowego jest zbędne. Zgodnie z zasadą działania kondensatora (który przecież nie przewodzi prądu stałego, ale jak go poprosimy, wytworzy impuls prądowy w chwili pojawienia się napięcia…).

Zamówienie dotyczyło odtwarzania tylko dwóch dźwięków, dlatego na schemacie nie ma więcej przycisków. I po raz trzeci objawił się szczęśliwy traf: wprawdzie wybór jednego z 20 możliwych dźwięków odbywa się przez podanie na trzy piny wejściowe odpowiedniej kombinacji binarnej (00000…11111), no ale układ binarny sprzyja nam dla wyboru jednego z (tylko) dwóch opcji: podanie jedynki na wejście 0 wybiera nam pierwszy plik (#0), a na wejście 1 – plik drugi (#1). Więc sterowanie jest bardzo proste.

Ale…

Gdyby konieczne stało się wyzwalanie więcej niż dwóch plików (tylko z opamiętaniem, bo wszystkie one w sumie nie mogą zająć w pamięci modułu więcej niż 4 MB), można sobie przecież poradzić „klasycznym” transkoderem diodowym, o jakim uczyłem się w czasach szkolnych:

Jak tym się posługiwać

Ładowanie plików .ogg

Nie włączać zasilania modułu.

  • Połączyć przewodem micro USB – USB komputer z modułem; świeci czerwona dioda w module.
  • Nacisnąć wewnętrzny przycisk Flash; komputer powinien wykryć nową pamięć dyskową (poszukać w eksploratorze systemu, jeżeli okno nowego „dysku” nie otworzy się samo, zależy to od nastawień systemu operacyjnego)
  • Przekopiować pliki dźwiękowe w formacie OGG do pamięci modułu dźwiękowego. Kolejność plików (stanowi odtąd o ich numerze na liście wyboru dźwięków do odtworzenia

Uwagi

  • W module wykorzystano układy akustyczne dwukanałowe; jeżeli jeden kanał na płytce syntezatora („Little Soundie”) lub wzmacniacza ulegnie uszkodzeniu, można próbować wykorzystać drugi kanał przez przylutowanie mostków (te manipulacje można wykonywać osobno dla syntezatora, osobno dla wzmacniacza)
  • Poziom głośności można regulować 0…max za pomocą nastawnego potencjometru na płytce, dostęp przez otwór obudowy (Reg).
  • Jeżeli układ jest zasilony, zaleca się nie łączyć go równocześnie łączem USB z komputerem (istnieją zabezpieczenia, ale zalecana ostrożność).
  • Moc wyjściowa każdego kanału wzmacniacza głośnikowego (użyto 1 kanału) jest szacowana na co najmniej 3 W. Impedancja głośnika nie mniej niż 4 Ω.

Podłączanie modułu

Numery w czerwonych kółkach są numerami zacisków na listwie

Pary zacisków 5-6 oraz 7-8 służą do wybierania jednego z dwóch dźwięków (numer 1 i 2 na liście) za pomocą zwarcia (zaciski 6 i 7 mają potencjał ok. 3,1 V, na zaciski wybierające 5 i 8 nie wolno podawać wyższego z innego źródła lub miejsca!).

Zasadniczo zasilanie (+12 V) podaje się na zacisk 3, jednak możliwe jest również podanie bieguna dodatniego na zacisk 1, a między zaciskami 2 a 3 podłączenie dodatkowego wyłącznika zasilania (lub zestyku przekaźnika podającego zasilanie itp.)

Układ jest zabezpieczony przez zniszczeniem przez zasilanie z odwrotną biegunowością (szeregowa dioda 1N4001 nieuwidoczniona na schemacie, między zaciskiem 3 a dodatnim zaciskiem scalonego stabilizatora 7805)

Ujemny (zerowy) biegun zasilania jest połączony z masą układu (zacisk wejściowy nr 4).

Wyprowadzenie głośnika jest symetryczne, żaden biegun nie jest połączony z masą. Nie należy łączyć z masą w żadnym punkcie schematu elektrycznego całego urządzenia!

Użycie modułu, wybór dźwięku

Mimo wyprowadzenia par zacisków do wyboru tylko dwóch zapisanych dźwięków, w rzeczywistości mój układ jest przygotowany do odtwarzania do 7 dźwięków.

W tym celu należy tylko wlutować dodatkowe 3 pary niebieskich zacisków lub wlutować dodatkowe przewody prosto w płytkę drukowaną w otwory oznaczone Dźwięk 3…7. Ten obszar płytki pierwotnie jest zakryty niewyciętą częścią obudowy.

Łączenie z zestykami przekaźnika wybierającymi dźwięk (lub innymi łącznikami dającymi zwarcie na jednym z 7 dostępnych zacisków wyboru dźwięku) według zasady: jeden przewód od zestyku/łącznika łączony z zaciskami 6 lub 7 (potencjał „wybierający” 3,1 V), drugi przewód z wejściem wybierającym dany dźwięk (zacisk 5, 8, zacisk/otwór Dźwięk 3, Dźwięk 4…Dźwięk 7).

Moja płytka drukowana

Została zaprojektowana dla wersji 7-dźwiękowej, przewiduje miejsce na diody układu „transkodera”.

Kliknij dla pobrania PDF

Pole elektromagnetyczne

Źródła pola elektromagnetycznego są coraz bliżej ludzkich siedzib. Autorzy analiz środowiskowych i laboratoria badawcze muszą znaleźć sposoby na czytelne przedstawienie sytuacji wokół anten w sposób spełniający wymagania prawa i jasny dla odbiorcy naszej pracy. Laboratorium musi dokonać obliczeń, dzięki którym na pewno wykona pomiary w pionach o spodziewanych dużych poziomach pola. Ale te same obliczenia pozwolą wyeliminować konieczność pomiarów w pionach, w których pole jest niskie.

Nowe narzędzie przedstawiania na rysunku rozkładu pola elektromagnetycznego w środowisku
Nowe narzędzie przedstawiania na rysunku rozkładu pola elektromagnetycznego w punktach

Dla użytkowników programu wirtualnych organów (jak „Hauptwerk”)

Oto kilka porad dla majsterkowiczów używających programów wirtualnych organów.

  • Postanowiłem zbudować organową klawiaturę nożną, czyli pedał do użytku domowego. Dzielę się szczegółami mojego pomysłu w tym filmie z roku 2015.

Tymczasem nasz słowacki kolega Valent Hudaček opublikował film o czymś podobnym (luty 2019)

  • A gdy już mamy klawiaturę pedału, dlaczegóż nie zbudować czegoś więcej, by powstał w domu „instrument”?

Dlatego w dwóch kolejnych filmach przedstawiłem pomysły na zbudowanie sterowania rejestrami – tak, by nie trzeba było robić tego myszką lub wykorzystywać ekranu dotykowego laptopa (zwykle dość małego).

W pierwszym filmie wykorzystamy do tego celu po prostu klawiaturę komputera (dodatkową), bez żadnych przeróbek. Film pokazuje więc bardziej sposób konfiguracji programu Hauptwerk do takiego celu niż jakieś majsterkowanie.

Ale w drugim filmie zaproponowałem już coś bardziej złożonego, choć nadal opartego na wykorzystaniu klawiatury komputerowej. Tym razem trzeba ja popsuć, by uzyskać interesujący efekt…

  • Na końcu tego drugiego filmu pojawia się zapowiedź przedstawienia pomysłu na „kolejny krok”: takie wyposażenie registrów, by Hauptwerk nam meldował o ich włączeniu lub wyłączeniu. Może zaświecić lampkę, ale może też spowodować ruch manubrii taki jak w prawdziwym instrumencie, w których manubria są mechaniczne (wyciągane/wsuwane). Tylko że… ten film nadal nie powstał i nie mogę się zabrać. A pomysły są od dawna gotowe. No tak to bywa z leniuchami.

Harmonizacja melodii liturgicznych

Pewnego razu poproszono mnie o akompaniowanie podczas Mszy pewnej grupie. Przedstawiono mi listę 10 pieśni używanych w tej Mszy — „zagrasz to? Do niektórych nuty są w internecie, niektóre odsłuchasz z Youtube”…

A zatem przysiadłem i opracowałem zharmonizowany akompaniament. Napisany jest na dwie ręce, ale każdy organista dorobi sobie partię pedału lub wyodrębni ją z partii lewej ręki.

A jeszcze później postanowiłem opracować szereg innych melodii i tak się stało…

Żeby je zagrać, konieczny był akompaniament harmoniczny. Nie dopuszczałem myśli, że mam po prostu naciskać akordy według „chwytów” gitarowych, to flaki z olejem. Postanowiłem zatem przysiąść i opracować harmonizację we własnym zakresie. Taką, by brzmiała po mojemu, a w miejscach repryz (powtórzeń pewnych fragmentów melodii) brzmienie za każdym razem było nieco inne.

A oto moje opracowania niektórych pieśni kościelnych i muzycznych stałych części Mszy. Niektóre są wyposażone w przygrywkę, przy czym jeżeli jej zapis nie mieścił się wraz z właściwą melodią na jednej stronicy, umieszczam zapis przygrywki na osobnej karcie, przed zapisem melodii.