Đề tài "Thiết kế hệ thống xử lý hội thoại trong phòng LAB học ngoại ngữ" tôi chọn nghiên cứu, lập thành đồ án và đưa ra bảo vệ tốt nghiệp của mình thuộc sản phẩm phục vụ ngành giáo dục, thường quen gọi là phòng LAB.
Phòng LAB xuất hiện khá sớm và là quen thuộc ở các trường ngoại ngữ, là sản phẩm của nước ngoài sản xuất nhập vào Việt nam. Nhưng để có một phòng LAB giá cả phù hợp, đơn giản dễ sử dụng, được sản xuất tại Việt nam có khả năng phổ biến rộng rải cho các trường trung học, tiểu học và các trường mầm non, đang là đề tài hoàn toàn mới và là nhu cầu cần thiết hiện nay.
Bản thân tôi hiện là giáo viên dạy nghề điện tử, qua công việc tôi có ý nghĩ luôn cần cải tiến công tác dạy và học. Trước đây tôi đã thiết kế nhiều mô hình dạy học thành công. Nhưng với các hệ thống phức tạp như xử lý phòng hội thoại "LAB" thì chưa thành công do hệ thống rất cồng kềnh phức tạp. Nay tôi được học các môn trong ngành điện tử, tự thấy rằng nếu đem kiến thức đã học ứng dụng vào sẽ giải quyết được các vướng mắc, khó khăn khi thiết kế trước đây. Với mục đích và lý do đã nêu, nhân dịp này tôi chọn đề tài "Thiết kế hệ thống xử lý hội thoại trong phòng LAB học ngoại ngữ" để làm đồ án tốt nghiệp.
Nội dung đồ án tập trung nghiên cứu các chức năng, ý nghĩa sử dụng mà một phòng LAB cơ bản phải có và đề ra hướng giải quyết để làm cơ sở cho tính toán, thiết kế, xây dựng lưu đồ thuật toán và lập trình điều khiển, sau cùng là làm một phòng LAB mô phỏng để kiểm chứng tính đúng đắn cho phần lý thuyết trên.
Nội dung của đồ án được chia làm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Thiết kế phần cứng
Chương 3: Lưu đồ thuật toán
Sau khi triển khai thực hiện đồ án, kết quả đem lại đáng phấn khởi, thiết bị phòng LAB mô phỏng đã chế tạo thành công, vận hành đúng với mục đích ứng dụng và lí thuyết tính toán ban đầu. Tuy nhiên đây mới chỉ là sản phẩm mô phỏng cho lí thuyết chủ quan, khả năng nghiên cứu chắc hẳn còn nhiều hạn chế, đồ án này không sao tránh khỏi những thiếu sót và nhầm lẫn kiến thức, rất mong quí thầy cô giúp đỡ thêm để tôi hoàn thành tốt đề tài của mình.
80 trang |
Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 2472 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế hệ thống xử lý hội thoại trong phòng LAB học ngoại ngữ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
Đề tài "Thiết kế hệ thống xử lý hội thoại trong phòng LAB học ngoại ngữ" tôi chọn nghiên cứu, lập thành đồ án và đưa ra bảo vệ tốt nghiệp của mình thuộc sản phẩm phục vụ ngành giáo dục, thường quen gọi là phòng LAB.
Phòng LAB xuất hiện khá sớm và là quen thuộc ở các trường ngoại ngữ, là sản phẩm của nước ngoài sản xuất nhập vào Việt nam. Nhưng để có một phòng LAB giá cả phù hợp, đơn giản dễ sử dụng, được sản xuất tại Việt nam có khả năng phổ biến rộng rải cho các trường trung học, tiểu học và các trường mầm non, đang là đề tài hoàn toàn mới và là nhu cầu cần thiết hiện nay.
Bản thân tôi hiện là giáo viên dạy nghề điện tử, qua công việc tôi có ý nghĩ luôn cần cải tiến công tác dạy và học. Trước đây tôi đã thiết kế nhiều mô hình dạy học thành công. Nhưng với các hệ thống phức tạp như xử lý phòng hội thoại "LAB" thì chưa thành công do hệ thống rất cồng kềnh phức tạp. Nay tôi được học các môn trong ngành điện tử, tự thấy rằng nếu đem kiến thức đã học ứng dụng vào sẽ giải quyết được các vướng mắc, khó khăn khi thiết kế trước đây. Với mục đích và lý do đã nêu, nhân dịp này tôi chọn đề tài "Thiết kế hệ thống xử lý hội thoại trong phòng LAB học ngoại ngữ" để làm đồ án tốt nghiệp.
Nội dung đồ án tập trung nghiên cứu các chức năng, ý nghĩa sử dụng mà một phòng LAB cơ bản phải có và đề ra hướng giải quyết để làm cơ sở cho tính toán, thiết kế, xây dựng lưu đồ thuật toán và lập trình điều khiển, sau cùng là làm một phòng LAB mô phỏng để kiểm chứng tính đúng đắn cho phần lý thuyết trên.
Nội dung của đồ án được chia làm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Thiết kế phần cứng
Chương 3: Lưu đồ thuật toán
Sau khi triển khai thực hiện đồ án, kết quả đem lại đáng phấn khởi, thiết bị phòng LAB mô phỏng đã chế tạo thành công, vận hành đúng với mục đích ứng dụng và lí thuyết tính toán ban đầu. Tuy nhiên đây mới chỉ là sản phẩm mô phỏng cho lí thuyết chủ quan, khả năng nghiên cứu chắc hẳn còn nhiều hạn chế, đồ án này không sao tránh khỏi những thiếu sót và nhầm lẫn kiến thức, rất mong quí thầy cô giúp đỡ thêm để tôi hoàn thành tốt đề tài của mình.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
Ở chương mở đầu sẽ đưa ra số vấn đề chính liên quan tới phòng LAB được trình bày từ khái quát đến chi tiết. Chương sẽ giới thiệu các nội dung sau:
Giới thiệu về phòng LAB bao gồm phòng LAB chung, phòng LAB học tiếng và các ứng dụng của chúng.
Lí do và mục đích chọn phòng LAB học ngoại ngữ làm đề tài nghiên cứu.
Yêu cầu của đề tài: Thiết kế phòng LAB bao gồm các chức năng hội thoại, nghe và ghi âm mà một phòng LAB cần có.
Cuối chương, trình bày tổng quan các chức năng xử lý hội thoại cần có trong phòng học ngoại ngữ (LAB).
1.1. Giới thiệu phòng LAB
Phòng LAB chung:
Có rất nhiều định nghĩa từ LAB trên nhiều trang Web nước ngoài, tuy có nhiều cái riêng nhưng cùng một nghĩa chung và LAB được hiểu là phòng thí nghiệm hay phòng luyện hay phòng pha chế, chữ LAB được viết tắt của từ tiếng Anh là LABORATORY. Mỗi một lĩnh vực nghề nghiệp có thể có nhiều loại phòng LAB khác nhau, như phòng thí nghiệm bê tông (Concrete LABoratory); Phòng thí nghiệm kỹ thuật điện và điện tử (Electronic & Electric Engineering LABoratory); phòng thí nghiệm thử vật liệu (Material Testing LABoratory); phòng thí nghiệm đo lường (Measuring LABoratory); phòng thí nghiệm y tế (Medical LABoratory)…vv đa phần được ghi ra đầy đủ là LABoratory.
Phòng LAB học tiếng hay phòng học ngoại ngữ:
Theo định nghĩa từ điển Việt Anh thì LAB là đồng nghĩa với Language LABoratory tức là phòng học ngoại ngữ, hay phòng luyện nghe nói ở trong các trường học có dạy bộ môn ngoại ngữ. Khi vào trong một trường học, nếu thấy trước một phòng học có ghi Phòng LAB thì hiểu đó là phòng học tiếng chứ không phải phòng thí nghiệm môn học nào khác, cũng có nơi ghi là Multimedia LAB có nghĩa là phòng học ngoại ngữ đa phương tiện, kết hợp cả truyền hình, mạng Internet…
1.2. Chọn đề tài nghiên cứu và thực hiện
Phòng LAB là phương tiện hữu hiệu để luyện kỹ năng nghe nói trong bộ môn học tiếng mà các trường dạy ngoại ngữ rất cần sử dụng đến. Thực tế tại thành phố Vinh, những trường học sử dụng phòng LAB thì còn quá ít, chỉ tập trung vào số trường đại học, cao đẳng chuyên nghiệp. Trong khi nhu cầu xã hội về nắm bắt ngoại ngữ ngày càng cao và cấp bách, mô hình dạy học ngoại ngữ ngày càng đa dạng cả về hình thức và nội dung, đối tượng học viên tham gia học phong phú.
Các phòng LAB đang được sử dụng hiện nay đều mua từ nước ngoài với giá thành cao. Tính năng kỹ thuật của nó là bàn điều khiển của giáo viên (Control Panel) qua phần mềm quản lý được tích hợp trên máy vi tính và phải lắp đặt trong một phòng học cố định.
1.3. Mục đích nghiên cứu
Hướng tới sản xuất và lắp đặt sản phẩm phòng LAB phục vụ thị trường địa phương và khu vực trong tương lai gần mà hiện nay đang còn bỏ ngõ.
Khách hàng mà phòng LAB cần hướng đến là các trường trung học, tiểu học và đặt biệt ở các trường mầm non, nên phần điều khiển phòng LAB sử dụng hệ thống nút bấm đơn giản, dễ sử dụng được thiết kế gọn trong một bộ điều khiển và không lệ thuộc vào máy vi tính cũng như hệ đấu nối các tín hiệu qua nhiều dây rườm rà phức tạp.
Thiết kế phòng LAB phục vụ cho một lớp học dưới 24 học viên mà có thể tổ chức dạy học trong phòng (phòng học không nhất thiết bố trí bàn ghế ngồi theo kiểu xếp hàng ngang dọc) hay ngoài trời đều được.
Thiết kế phòng LAB có giá thành thấp nhất, chất lượng, dễ mua sắm để công nghệ này được sử dụng rộng rãi trong các trường học.
1.4. Yêu cầu đề tài
Nghiên cứu các chức năng và ý nghĩa sử dụng cơ bản việc xử lý hội thoại trong phòng LAB học ngoại ngữ phải có, từ đó thiết kế, tính toán, lập trình điều khiển và làm mô hình phòng LAB để mô phỏng.
1.5. Tổng quan các chức năng xử lý hội thoại trong phòng LAB
Xuất phát từ nhu cầu thực tế khi hội thoại trong phòng học tiếng (LAB) giữa hai đối tượng chính là Giáo viên và những Học viên để đưa ra các chức năng xử lý. Đồng thời khi đưa ra phương án phải chọn tính tối ưu, đơn giản khi thiết kế mạch điện, tính kinh tế, người dùng có thể thao tác đơn giản. Một vấn đề cần quan tâm khi thiết kế là làm sao hệ thống có tính thích nghi trước mắt, nhưng dễ kết hợp với các hệ thống khác, đồng thời sau này có thể phát triển lắp đặt thêm các chức năng, tiện ích khác một cách dễ dàng, thuận tiện.
1.5.1. Chức năng hội thoại
Là chức năng nghe nói giữa giáo viên với học viên, giữa học viên với học viên trong lúc học, luyện kỹ năng nghe nói khi học tiếng. Bao gồm các chức năng điển hình sau:
Giáo viên hội thoại với học viên.
Giáo viên hội thoại với nhóm hội thoại.
Giáo viên nói với nhóm học viên.
Giáo viên nói với cả lớp.
Học viên hội thoại theo cặp đôi.
Học viên nói với nhóm.
Học viên nói với cả lớp.
1.5.1.1. Chức năng hội thoại cho giáo viên
a. Giáo viên hội thoại với học viên bất kỳ
Khi giáo viên có nhu cầu hội thoại với học viên nào đó, giáo viên sẽ nhấn nút chọn học viên trên bàn ĐK và cuộc hội thoại bắt đầu.
Vấn đề được đặt ra: Nếu trong một lớp học có số lượng học viên nhiều thì không thể thiết kế có bao nhiêu học viên là có bấy nhiêu nút nhấn trên bàn ĐK được, mà chia lớp học thành nhiều nhóm và mỗi nhóm có từ 2, 4 hay 8 học viên. Vậy khi chọn học viên để hội thoại, trình tự sẽ là:
Chọn làm việc với nhóm (nhóm có học viên cần hội thoại).
Chọn giáo viên hội thoại với học viên.
b. Giáo viên hội thoại với nhóm hội thoại bất kỳ
Khi giáo viên có nhu cầu hội thoại với một nhóm (cặp) hội thoại, giáo viên chỉ chọn hội thoại với một trong hai học viên đang thực hiện hội thoại theo nhóm thì cuộc hội thoại “tay ba” bắt đầu. Vậy, trình tự chọn hội thoại với nhóm hội thoại sẽ là:
Chọn chức năng hội thoại theo nhóm hội thoại.
Chọn chức năng giáo viên hội thoại với học viên.
c. Giáo viên nói với nhóm bất kỳ
Đây là chức năng sử dụng khi giáo viên giảng bài, chỉ có giáo viên nói cho học viên cả nhóm nghe, còn học viên bị “câm” nói. Nếu học viên có ý kiến muốn hỏi trong lúc tiếp thu bài, học viên sẽ gửi yêu cầu. Giáo viên thấy cần thiết phải trả lời, giáo viên sẽ chọn chức năng hội thoại với học viên đó thì cuộc trao đổi mới có thể.
Vậy khi chọn giáo viên nói với nhóm bất kỳ, trình tự sẽ là:
Chọn làm việc với nhóm.
Chọn giáo viên nói với nhóm.
d. Giáo viên nói cả lớp
Đây là chức năng khi giáo viên giảng bài cho cả lớp, tương tự như trường hợp giáo viên nói với nhóm, chỉ có giáo viên nói cho học viên cả lớp nghe. Vậy khi chọn giáo viên nói với cả lớp, trình tự sẽ là:
Chọn làm việc với tất cả các nhóm.
Chọn giáo viên nói với nhóm.
1.5.1.2. Chức năng hội thoại cho học viên
Là cuộc hội thoại diễn ra giữa một học viên với học viên khác trong cùng nhóm, có nhiều cách phân nhóm để hội thoại, nhóm hai hoặc nhóm bốn học viên. Trong phạm vi đề tài này chỉ nghiên cứu phân nhóm hội thoại theo nhóm đôi và tóm gọn trong hai kiểu (Mode)
a. Hội thoại theo nhóm liền kề (Kiểu M1)
Chương trình sẽ tự phân nhóm theo cặp: 1 với 2; 3 với 4; 5 với 6; 7 với 8 … Vậy khi chọn hội thoại theo M1, trình tự sẽ là:
Chọn nhóm để gán kiểu hội thoại: Bước này cho phép chọn hoặc một hay nhiều nhóm hay tất cả các nhóm cùng thực hiện hội thoại theo nhóm.
Chọn kiểu hội thoại M1: Bước này chọn kiểu hội thoại là chia học viên theo bắt cặp liền kề.
b. Hội thoại theo nhóm xen kẻ (Kiểu M 2)
Chương trình sẽ tự phân nhóm theo cặp: 1 với 3; 2 với 4; 5 với 7; 6 với 8... Vậy khi chọn hội thoại theo M2, trình tự sẽ là:
Chọn nhóm để gán kiểu hội thoại: Bước này cho phép chọn hoặc một hay nhiều nhóm hay tất cả các nhóm cùng thực hiện hội thoại theo nhóm.
Chọn kiểu hội thoại M2: Bước này chọn kiểu hội thoại là chia học viên theo bắt cặp xen kẻ
*) Ngoài ra học viên còn có thêm các chức năng như sau:
c. Học viên nói cho cả nhóm nghe
Chức năng này được sử dụng trong trường hợp học viên thuyết trình cho cả nhóm nghe. Có nhiều giải pháp thiết kế để thực hiện hoạt động chức năng này, nhưng giải pháp tối ưu nhất là học viên sẽ nói cho cả nhóm cùng nghe thông qua kênh của giáo viên nói với nhóm. Vậy khi chọn học viên nói với nhóm, trình tự sẽ là:
Chọn giáo viên nói với nhóm.
Chọn giáo viên nói với học viên bất kỳ.
d. Học viên nói cho cả lớp nghe
Tương tự như trường hợp học viên nói cho cả nhóm nghe, học viên sẽ nói (thuyết trình) cho cả lớp nghe. Vậy khi chọn học viên thuyết trình với cả lớp, các bước sẽ là :
Chọn giáo viên nói với cả lớp.
Chọn giáo viên hội thoại với học viên bất kỳ (xem mục1.5.1.1.a).
1.5.1.3. Chức năng nghe
a. Giáo viên nghe AUX
Chức năng này giúp cho giáo viên kiểm tra tình trạng, nội dung tín hiệu AUX trước khi điều khiển cho các nhóm hay cả lớp nghe AUX. Nguồn AUX có thể là một Line OUT, hay nguồn phát âm từ máy đĩa CD hay máy Cassette được thiết kế lắp đặt trên bàn điều khiển của giáo viên… Trong phạm vi đồ án này nguồn AUX là máy CD để bàn giáo viên. Vậy khi chọn giáo viên nghe AUX , trình tự sẽ là:
Chọn điều khiển nghe AUX.
Ấn nút play trên máy CD.
b. Nhóm học viên (hay cả lớp) nghe AUX
Giáo viên sẽ điều khiển cho một hay nhiều nhóm học viên hay cả lớp tham gia nghe AUX. Vậy khi nhóm học viên (hay cả lớp) nghe AUX, trình tự sẽ là :
Chọn nhóm muốn nghe.
Chọn một hay nhiều nhóm hay cả lớp.
Chọn điều khiển nghe AUX.
Ấn play trên máy CD, Cassette.
Ba bước trên được thực hiện tại bàn điều khiển giáo viên, riêng bước ấn play được thực hiện tại máy CD kết nối với Line AUX.
1.5.1.4. Chức năng ghi âm
Trong quá trình hướng dẫn tập luyện nghe nói, có nhiều lúc giáo viên cần lưu lại cuộc thuyết trình của học viên hay cuộc hội thoại của nhóm hội thoại để lưu trữ và phát lại khi cần thiết, các đối tượng cần lưu giọng nói sẽ là:
a. Lưu giọng nói của học viên
Chức năng này được chọn khi giáo viên có nhu cầu thu lại cuộc thuyết trình của học viên trước nhóm hay trước cả lớp. Vậy khi lưu giọng nói của học viên, tiến trình sẽ là :
Chọn chức năng học viên nói với nhóm hay cả lớp (mục 1.5.1.2).
Điều khiển chuyển kênh hội thoại giữa học viên và giáo viên sang học viên tới Line In máy ghi âm.
Ấn Record trên máy CD, Cassette.
b. Lưu giọng nói của nhóm hội thoại
Tương tự như trường hợp lưu giọng nói của học viên, tiến trình sẽ là:
Chọn chức năng hội thoại cho học viên (xem mục 1.5.1.2).
Chọn chức năng giáo viên hội thoại với nhóm hội thoại bất kỳ (xem mục 1.5.1.1).
Điều khiển chuyển kênh hội thoại giữa nhóm hội thoại và giáo viên sang nhóm hội thoại tới Line In máy ghi âm.
Ấn Record trên máy CD, Cassette.
Tóm lại, ở mục 1.5 ta thấy cần phải có tất cả 12 chức năng để phục vụ xử lý thông tin thoại trong phòng học ngoại ngữ. Đối tượng thao tác chính để lựa chọn các chức năng là người Giáo viên, việc thao tác được thực thi ngay tại bàn ĐK giáo viên.
KẾT LUẬN CHƯƠNG
Hiện nay, các phòng LAB phục vụ cho lớp học trên 30 học viên được điều khiển qua máy vi tính chỉ mới xuất hiện ở một số các trường Đại học Cao đẳng chuyên nghiệp, giá thành đầu tư cao và phải mua từ nước ngoài. Nhu cầu học Ngoại ngữ trong xã hội và tại địa phương ngày càng cao và cấp bách. Một mô hình phòng LAB điều khiển bằng hệ nút bấm với công nghệ kỹ thuật số, phục vụ cho lớp học dưới 20 học viên, cách thức đơn giản, đa dạng trong sử dụng và giá thành thấp đang là sản phẩm cần thiết đối với các trường Trung, Tiểu học và đặc biệt là các trường mầm non.
Để xử lý hội thoại trong phòng học ngoại ngữ, mục 1.5 đã đưa ra đầy đủ 12 chức năng chính phục vụ cho 2 đối tượng là người Giáo viên và các Học viên. Trong đó người học viên có chức năng nghe, nói và phát tín hiệu đề nghị phát biểu, người Giáo viên ngoài chức năng nghe và nói như học viên, còn là trung tâm điều khiển các chức năng của hệ thống. Để tiện trong việc thiết kế và phù hợp tình hình thực tế là trong một lớp học trình độ học viên khác nhau, thời gian các học viên nhập học khác nhau, nên tôi đưa ra phương án chia thành nhiều nhóm để giúp cho người giáo viên dễ dàng dạy học cho nhều học viên có trình độ khác nhau trong một lớp.
Tóm tắt các thao tác từng đối tượng:
Với các học viên:
Gửi yêu cầu phát biểu về hệ thống (khi có nhu cầu phát biểu).
Với giáo viên:
Lựa chọn chức năng hội thoại hay chức năng giảng bài.
Chọn nhóm học viên.
Chọn học viên hoặc cả lớp.
Ngoài ra còn thao tác ấn play hoặc ấn Record ở chức năng nghe AUX hoặc ghi âm khi cần thiết.
Bằng phương pháp luận có tính logic chặt chẽ, chương 1 đã làm rõ nội dung nghiên cứu của đồ án là phân tích được các chức năng, ý nghĩa sử dụng cơ bản của một phòng LAB và đưa ra hướng giải quyết. Đây sẽ là nền tảng cho thiết kế phần cứng và xây dựng lưu đồ thuật toán được nói đến trong các chương sau.
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
Giới thiệu chương:
Chương này sẽ đưa ra các bước thực hiện thiết kế phòng LAB đúng như nội dung ở chương 1 đã đặt ra. Trong phạm vi đề tài này, tôi chỉ thiết kế và tính toán làm phòng LAB phục vụ cho lớp học gồm 8 học viên được chia làm 2 nhóm để làm mô hình mô phỏng cho ý tưởng thiết kế. Nội dung trình bày lần lượt như sau:
Giới thiệu sơ đồ khối hệ thống.
Chức năng của các khối và chọn linh kiện để thiết kế.
Đề xuất sơ đồ mạch, giải thích hoạt động và tính toán.
2.1. Sơ đồ khối của hệ thống
Hình 2.1. Sơ đồ khối hệ thống.
Chú thích:
1: Tín hiệu On-Off, Học viên gửi yêu cầu phát biểu đến Giáo viên.
2: Tín hiệu AF_ Line Out từ nguồn học viên gửi tới Node mạng âm thanh.
3: Tín hiệu On-Off, cho phép học viên nói.
4: Tín hiệu AF- Line Out từ máy phát (nguồn AUX) gửi tới Node mạng âm thanh
5: Tín hiệu AF- Line Out gửi tới máy ghi âm.
6: Tín hiệu AF- Line Out từ nguồn: Giáo viên gửi tới Node mạng âm thanh.
7: BUS điều khiển từ VĐK gửi tới khối học viên và giáo viên.
8: Cấp nguồn DC.
9: BUS dữ liệu vào từ bàn điều khiển gửi tới VĐK.
Căn cứ nhiệm vụ chức năng, nhu cầu của đối tượng sử dụng, đặc tính mạch điện khi thiết kế và thuận tiện cho việc bảo quản thay thế tôi đề xuất các khối sau:
Khối học viên: Gồm Module hộp học viên và Module card học viên.
Khối giáo viên: Gồm Module hộp giáo viên và Module card giáo viên.
Khối bàn điều khiển.
Khối vi điều khiển.
Khối âm thanh ngoài AUX.
Khối nguồn nuôi.
Ngay sau đây chúng ta tìm hiểu cụ thể chức năng từng khối, tính toán lựa chọn các linh kiện của các module.
2.2. Khối học viên
Chức năng: gồm có hai Module và được mô tả trên hình 2.2.
2.2.1. Module hộp học viên
Gồm mạch khuếch đại âm tần, tín hiệu vào là Microphone được sử dụng khi học viên hội thoại, tín hiệu ra là Line Out một phần để học viên có thể nghe tại chổ bằng tai nghe, một phần gửi tín hiệu này tới Node mạng âm thanh qua Card chuyển mạch học viên. Có rack cắm Mic để sử dụng ống nói khi hội thoại, rack cắm Heaphone để sử dụng tai nghe khi nghe, có nút điều chỉnh Volume để chỉnh âm lượng tùy thích. Có đường tín hiệu gửi từ Card học viên đến khối Mute để điều khiển cho phép học viên nói hay "làm câm mute", đây là quyền cho phép của Giáo viên được thực hiện tại bàn điều khiển giáo viên.
Khi giáo viên chọn một trong các chức năng hội thoại thì học viên sẽ được nghe và nói. Khi giáo viên chọn một trong các chức năng nhóm hay cả lớp nghe giáo viên nói hay nghe AUX hoặc nghe một học viên nói thì các học viên còn lại chỉ được nghe mà không được nói (chức năng nói bị Mute).
Hình 2.2. Sơ đồ khối học viên
Nút Call là công tắc nhấn nhả phục vụ cho học viên khi cần gửi yêu cầu phát biểu tới bàn giáo viên.
Nếu lớp học bố trí bàn học theo hàng ngang dọc thì Module hộp học viên đặt tại bàn học của học viên, nếu lớp học lưu động ở ngoài trời thì Module được đặt tập trung một chổ cùng bộ bàn ĐK giáo viên, rồi nối đến Card học viên bằng các dây dẫn. Lúc này học viên sẽ dùng bộ tai nghe và ống nói không dây rất linh động.
Nguồn điện cung cấp: 12 VDC.
2.2.2. Module Card học viên
Trong phần thiết kế mô phỏng hệ thống phòng LAB của đề tài này, đây là Card nhóm học viên bao gồm bốn học viên/nhóm, có hai nhóm gồm 8 học viên tức có hai Module Card học viên thế này.
Module Card học viên làm nhiệm vụ nhận lệnh điều khiển từ khối vi điều khiển ở dạng bit nhị phân đã được mã hóa, chuyển qua mạch giải mã hay mạch tách kênh, mạch khuếch đại để điều khiển các rơle đóng mở, nối các kênh dẫn nguồn âm thanh (Line Out) từ các hộp học viên đến Node mạng âm thanh, hoặc chuyển qua mạch giải mã cho ra tín hiệu điều khiển chức năng cho phép nói rồi gửi đến line Mute thuộc Module hộp học viên.
Module Card học viên được đặt tại bàn ĐK giáo viên.
Nguồn điện cung cấp: 5 VDC.
2.2.3. Lựa chọn linh kiện thiết kế khối học viên
Đối với Module hộp học viên:
Sử dụng các mạch khuếch đại Pre, mạch khuếch đại âm li với công suất nhỏ, giá thành rẻ, có bán sẵn ở thị trường điện tử để thiết kế ứng dụng cho Module hộp học viên.
Đối với Module Card học viên:
Để giải quyết vấn đề đưa ra, có thể sử dụng các IC giải mã 3-8 hay 4-16 hay dùng các cổng logic, các diode đều được. Giải pháp điển hình và tối ưu được chọn lựa để thiết kế cho khối này là dùng IC giải mã 3-8, các Diode.
IC giải mã 74LS138 [xem phụ lục 1].
Sơ đồ kết nối:
Hình 2.3. Sơ đồ kế nối IC giải mã 74LS138.
Trong đó:
A, B, C: Các pin lựa chọn (Select).
G1, G2A, G2B: Các pin cho phép (Enable).
Vcc, GND: Các pin cấp nguồn.
Y0 đến Y7: Các pin đầu ra dữ liệu (Data output).
Bảng trạng thái:
Bảng 2.1.a. Bảng trạng thái IC giải mã 74LS138.
Đầu vào (Inputs)
Đầu ra (Outputs)
Cho phép
Lựa chọn
G1
G2(Note1)
C
B
A
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
X
H
X
X
X
H
H
H
H
H
H
H
H
L
X
X
X
X
H
H
H
H
H
H
H
H
H
L
L
L
L
L
H
H
H
H
H
H
H
H
L
L
L
H
H
L
H
H
H
H
H
H
H
L
L
H
L
H
H
L
H
H
H
H
H
H
L
L
H
H
H
H
H
L
H
H
H
H
H
L
H
L
L
H
H
H
H
L
H
H
H
H
L
H
L
H
H
H
H
H
H
L
H
H
H
L
H
H
L
H
H
H
H
H
H
L
H
H
L
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
L
Trong đó:
H: Điện áp mức logic 1 (mức cao).
L: Điện áp mức logic 0 (mức thấp).
X: Không xác định.
G2 = G2A + G2B.
Bảng 2.1.b. Bảng trạng thái IC giải mã 74LS138.
Đầu vào (Inputs)
Ra (Outputs)
Cho phép
Lựa chọn
G1
C
B
Y0
Y1
Y2
Y3
H
X
X
H
H
H
H
L
L
L
L
H
H
H
L
L
H
H
L
H
H
L
H
L
H
H
L
H
L
H
H
H
H
H
L
Sơ đồ Logic:
Hình 2.4. Sơ đồ logic IC giải mã 74LS138.
BJT A1015 [Xem thêm phụ lục 6].
Rơle : chọn Rơle RY5W-K [xem phụ lục 8].
Coil: DC 5V , 30mA.
Contact: 0