Half-Life Combine's голос и roger beep для Baofeng

Когда-то давным-давно, когда деревья были большие, был такой шутер Half-Life, продолжение которого ждут до сих пор - это уже притча во языцах.
Были там такие противники как Combines (Combine Soldiers)- либо люди, работающие на инопланетных захватчиков, либо измененные ими для работы.

Так вот можно было слышать их переговоры типа вот такого:


В то время я мечтал сдлеать, чтобы у моей радиостанции был такой-же roger beep как в этих переговорах.
Кто не знает что такое roger beep - это сигнал окончания передачи, тот, что звучит в конце каждого сообщения.

В игре тон его меняется в зависимости от солдата, вот что-то среднее:


Тогда сделать это было для меня сложно, но развитие микропроцессоров на сегодняшний день сделало не только возможным легко это повторить, но и замедлить голос, чтобы было еще более похоже.

И да - real time audio processing на крохотной ATTINY85 - это вполне возможно :)

Результат работы на примере голоса Геральта из Ривии

Оригинал:


Радиопередача:


В живую звучит не так глухо и более четко. Тут из-за двойных преобразований такое получилось (пока записывал), но общая картина понятна.

Что касается степени замедления или убыстрения голоса, то нужный коэффициент должен быть записан в 0 адрес EEPROM ATTINY, и, соответственно, его можно менять в пределах от 0 до 255.

Примеры значений:

30	убыстрение голоса
55	без изменений
75	замедление голоса

Можно сказать, что это все "just for fun", однако если убрать трансформацию голоса, то схема позволяет добавить roger beep любой радиостанции, если у нее есть разъем для аксессуаров типа "kenwood" (тот самый двойной разъем).

Я тестировал это на Baofeng-888s, и как раз у нее roger beep-а в принципе нет - так что возможность сделать это или, например, скрэмблинг - вполне себе не только забава.

Как работает прошивка?

На самом деле ничего сложного там нет.

FUSE-биты для ATTINY85 (8Mhz, питание >= 2.7в):

0xE2	LOW
0xDD	HIGH
0xFF	EXTENDED

Используется низко-скоростной режим работы с периферией (через PLLCSR) - в этом случае питать ATTINY можно от 2.7 вольта и это дает частоту дискретизации около 9kHz.
Можно было использовать и высокоскоростной режим, что дало бы частоту около 18kHz, но тогда пришлось бы использовать напряжение питания от 4.5 вольт, а с этим были проблемы (см. ниже).

При нажатии на кнопку передачи на тангенте, она генерирует прерывание и ATTINY выходит из сна, включает режим передачи на радиостанции и использует ADC на частоте примерно 8.9kHz чтобы цифровать голос с микрофона в циклический буфер:



При занесении очередного значения в буфер, оно миксуется с предыдущим - находится среднее, т.е. ( старое значение + новое ) / 2. Это дает нам возможность переживать случай, когда старое значение еще не отдалось, а на его место уже пришло новое. А это рано или поздно случится, т.к. скорости чтения и записи - разные.
Указатели на буфер увеличиваются после каждой такой операции, когда они доходят до максимума, то сбрасываются в ноль (в начало буфера) - потому он и зовется кольцевым.

Памяти у ATTINY не много - всего 500 байт, в данном случае под кольцевой буфер будет использоваться 450 байт, т.к. память нужна еще для переменных.

У буфера два указателя - по одному данные пишутся, по другому - читаются и коэффициент как раз и задает скорость чтения относительно скорости записи.

При чтении данные отдаются через PWM и после сглаживающего фильтра они превращаются в звук, который уходит в микрофонный тракт радиостанции.

Кстати, через PWM получается очень неплохое качество и это можно использовать для любого места, где надо проиграть какой либо звук (музкальные шкатулки и т.д.), причем выводов у ATTINY хватает, чтобы подключить SD - и тогда вообще можно хоть композиции играть.

При отпускании кнопки, ATTINY все еще удерживает режим передачи, прекращает оцифровку, и отдает через PWM оцифрованный звук roger beep-а, затем выключает режим передачи и уходит в сон, чтобы снизить потребление электроэнергии.

Звук (т.к. занимает достаточно много места) занимает часть памяти под программу - т.к. данной памяти придостаточно для кода - это решает проблему с нехваткой памяти.

Схема

Она очень и очень простая, легко собирается "на коленке".

Модуль микрофонного усилителя заказал на Aliexpress, причем рекомендую именно такой тип модуля (работа от 3-5в, стоимость около 2$).
Динамик надо что-то около 8 ом, 0.5-1 ватт.
Кнопку любую, работающую на замыкание.
Светодиод любой на 3 вольта.



Есть одна особенность, которая не попала в эту схему - в разьеме для аксессуаров предусмотрено 5 вольтовое питание аксессуаров, но вот конкретно в Baofeng-888s что-то у китайцев сделано не так. Мало того, что там 3 вольта, так еще и при нагрузке оно падает до 0.7 вольта и, естественно, схема не работает.

Для того, чтобы это обойти, был добавлен крохотный DC-DC преобразователь с 1.2 до 3.3 вольта с Aliexpress и внешний разъем для подключения любой AA-батарейки.
Причем по-умолчанию, когда в разъем ничего не вставлено, схема будет пытаться питаться от радиостанции.

Как выглядит схема в сборе:



Как сделать двойной штеккер (KENWOOD-разъем) для радиостанции:

Это два обычных стерео-джека 3.5 и 2.5, смотанных изолентой.

Корпус

Тут особо ничего сложного нет, единственное, с чем пришлось повозиться - это с окошком в виде лямбды.

Получилось достаточно криво, но чуть-чуть похоже :)
Делал дремелем, затем с лицевой стороны заклеил скотчем, а с противоположной залил клей из клеевого пистолета, в него же утопил светодиод, который загорается, когда идет передача.

Здесь еще нет разъема под внешнее питание.

Ну и все в сборе

Вобщем, детскую мечту я свою исполнил и хоть она и была иррациональна - ее исполнение греет мою душу :)