Merge #31 NodeSP2 added. Minor formatting and (re-)moved webm

content/projekt/NodeSP2/index.md

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+
+title: NodeSP Part II (Digital)
+author: kaqu
+status: Aktiv
+difficulty: geht so ...
+time: ~1h
+date: 2020-08-01
+image: /projekt/2020/nodesp2/NodeSP2_Overview.jpg
+keywords: Odroid-Go,ESP32,FFT,Assembler,S32C1I,Semaphore
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+
+## Motivation
+Für das Verständnis dieses Eintrags sollte man unbedingt diesen hier
+gelesen haben:
+https://www.hacknology.de/projekt/2020/nodesp/
+
+Um die Schwächen der ersten Implementierung zu beseitigen, sollen ein
+I2S-Mikrofon und DMA-Transfer genutzt werden.
+
+{{<fluid_img alt="Showtime" src="/projekt/2020/nodesp2/NodeSP2_Overview.jpg" >}}
+
+
+## 1. Versuch
+Zunächst habe ich mir das I2S-Mikrofon von Adafruit besorgt (SPH0645
+auf Breakout-Board). Außerdem habe ich zunächst noch im alten Kontext
+'NodeMCU' gearbeitet. Nach längerem rumprobieren ohne Erfolg (inkl.
+fast aller im Internet auffindbarer Timing-Tricks), gab ich das Projekt
+zunächst wieder auf. Auch mit dem Oszi konnte ich das eigentliche
+Problem nicht identifizieren?!
+
+<img width="320" height="240" alt="Oszi Timing 1" src="/projekt/2020/nodesp2/NodeSP2_Oszi1.png">
+
+<img width="320" height="240" alt="Oszi Timing 2" src="/projekt/2020/nodesp2/NodeSP2_Oszi2.png">
+
+Immer wieder war ich bei meinen Recherchen auch auf
+Hinweise gestoßen, wonach speziell dieses Mikrofon an der
+ESP32-I2S-Schnittstelle Probleme bereite, mit dem INMP441 jedoch eine
+Lösung bereit stünde. Ich habe mir dann diesen Typ schließlich
+ebenfalls besorgt.
+
+## 2. Versuch
+Nachdem ich zwischendurch mal was Lustigeres eingeschoben hatte (
+https://www.hacknology.de/projekt/2020/pimpedwebcam/ ), habe ich mich
+schließlich an die Fortsetzung meiner Versuche gemacht. Zufällig hatte
+ich mir im Frühjahr auch ein Odroid-Go besorgt. Dies sollte die Basis
+meiner weiteren Versuche bilden.
+
+## Odroid-Go
+Das Odroid-Go ist ein Konsolen-Emulator auf ESP32-Basis (siehe
+https://wiki.odroid.com/odroid_go/odroid_go );
+Zu dieser Plattform finden sich nützliche Programmierhinweise z.Bsp. hier
+http://cool-web.de/esp8266-esp32/odroid-go-esp32-mit-arduino-programmieren-gpio-pinout-und-library-funktionen.htm
+. Mit diesen Informationen bewaffnet, sollte doch was gehen?
+
+## Aufbau
+Das MEMS-Mikrofon (INMP441) habe ich leider verkehrt herum mit seinen
+Steckerleisten versehen (... funktioniert trotzdem ;-) .
+
+{{<fluid_img alt="INMP441" src="/projekt/2020/nodesp2/NodeSP2_INMP441.jpg" >}}
+
+Pin 1 auf der Steckerleiste am Odroid-Go ist auf der Rückseite gekennzeichnet.
+Die Verbindungsdrähte habe ich wie folgt aufgelegt:
+
+| Odroid-Go.| Aderfarbe | INMP441 |
+|:----------|:---------:|--------:|
+| *1/GND*   | *sw*      | *GND*   |
+| *3/GPIO12*| *ws*      | *SCK*   |
+| *4/GPIO15*| *gr*      | *WS*    |
+| *5/GPIO4* | *vt*      | *SD*    |
+|*6/VCC(3,3V)*| *ge*    | *VDD*   |
+
+
+{{<fluid_img alt="Connections" src="/projekt/2020/nodesp2/NodeSP2_Connections.jpg" >}}
+
+## Programmierung
+Die Programmierung muß leider ohne Debugger erfolgen. Außerdem wird das Programm
+in eine 'Firmware'-Datei konvertiert - und nicht direkt aus VSC geladen.
+Hierbei wird ein Bild für die Auswahl im Start-Programm hinzugefügt.
+Das Ergebnis wird unter odroid/firmware/NodeSP2.fw
+auf der vorbereiteten Micro-SD-Speicherkarte abgelegt.
+(alle Anleitungen hierzu unter https://wiki.odroid.com/odroid_go/odroid_go ).
+Wenn man jetzt beim Einschalten des Odroid-Go die Taste **B** gedrückt hält, wird
+das Start-Programm aktiviert. Hier kann mittels der Odroid-Funktionstasten
+(Steuerkreuz für rauf & runter, Taste **A** zur Auswahl) das gewünschte Programm
+(hier: NodeSP2) ausgewählt werden zwecks flashen (von externer Speicherkarte
+auf internen Speicher).
+Ein entsprechendes Script (ggf. an lokale Verhältnisse anpassen!) liegt mit den
+Sourcen auf https://git.hacknology.de/projekte/NodeSP2 .
+
+Das Programm aktiviert die I2S-Schnittstelle, weist die passenden ESP32-I/O-Pins zu
+und startet eine im Hintergrund laufende Datensammel-Task. Diese füllt (ggf.)
+wechselweise zwei Ergebnispuffer. Das Auslesen erfolgt in der Standard-Arduino Task
+(loop()!) in der auch die Darstellung der Daten auf dem Display und die Tastenabfrage
+durchgeführt werden. Folgende Tasten sind mit Funktionen belegt:
+**Steuerkreuz** Rauf bzw. Runter ermöglichen das Verändern der Dämpfung ('Empfindlichkeit').
+**Start** Führt eine Geräuschunterdrückungsmessung durch, die anschließend angewandt wird
+**Volume** Schaltet die Tastenabfrage ab (falls der Lautsprecher aktiv ist, knackt es dort
+dann weniger ...). Empfehlung: Lautsprecher ausstecken!
+
+Da im Programm auch zwei boolsche Variablen zwischen beiden Tasks geteilt werden, d.h.
+beide haben - unter bestimmten Umständen - Schreibberechtigung, habe ich noch eine
+einfache (inlined!) Semaphorenlogik hinzugefügt ... die hier eigentlich völlig
+überflüssig ist, jedoch zeigt wie der ESP32 atomare Operationen ermöglicht (S32C1I).
+
+## Showtime!
+
+Zum Schluß noch ein kleines Demo:
+
+
+<video width="640" height="480" controls>
+  <source src="//media.hacknology.de/images/NodeSP2/NodeSP2.webm" type="video/webm">
+  Your browser does not support the video tag.
+</video>
+
+## Was bleibt zu tun?
+Man könnte einen steckbaren Aufsatz für das Odroid-Go als Mikrofonhalterung mit FreeCAD
+konstruieren für den 3D-Drucker (oder gibt's vielleicht schon?) ...
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