Seeburg Jukebox Emulator /
Seeburg Consolette Wallbox zu MP3 Adapter

Das Projekt war aufgrund anderer Prioritäten über ein Jahr halbfertig liegen geblieben und wurde jetzt zum Abschluss gebracht.

Ich hatte in Verbindung mit einer Seeburg 3W100 Wallbox (siehe "Hideaway Projekt") schon einmal die Funktion einer "Hideaway Jukebox" (auf Deutsch: Kellerbox) emuliert.

Später habe ich noch einen Jukebox Emulator für eine Seeburg W1L56 gebaut.

Die Seeburg Consoletten haben eingebaute Lautsprecher, weshalb es sich anbietet, die nötige Technik direkt in die Box zu integrieren.
Mit dem kleinen Audio Player Modulen "DFPlayer Mini" (MP3-TF-16P) steht heute ein seriell steuerbarer MP3 Player im Briefmarkenformat zur Verfügung.
So ein Modul hatte ich schon für die Belebung der Seeburg W1L56 Wallbox eingesetzt.

Natürlich soll die Wallbox nicht modifiziert werden, weshalb das Verhalten der zugehörigen Jukebox / Musikbox originalgetreu emuliert werden soll.

Die Consolette benötigt eine Wechselspannung von 25V und etwa 2 Ampere.
Ein gängiger Transformator mit 24V erfüllt den Zweck.
Da die Box aus den USA kommt, ist sie für eine Netzfrequenz von 60Hz ausgelegt.
Bei den in Europa üblichen 50Hz läuft der Antriebsmotor etwas langsamer, ansonsten bereitet das aber keine Probleme.

Die eingebauten Lautsprecher teilen sich einen gemeinsamen Masseanschluss.
Damit können zum Betrieb leider keine Stereo Brückenverstärker verwendet werden.
Allerdings wird Stereowiedergabe überbewertet, zumal die beiden Lautsprecher gerade einmal 30cm voneinander entfernt sind.

Für die Audiowidergabe über die internen Lautsprecher wird ein relativ hoher Spannungspegel benötigt.
Das liegt daran, dass die Lautsprecher mit 25 Ohm sehr hochohmig sind und die Lautstärkeregelung mit zuschaltbaren Vorwiderständen realisiert wurde.
Der kleine Verstärker auf dem MP3 Modul kann die nötige Leistung bei weitem nicht liefern.

Um die nötige Leistung aufzubringen habe ich ein kleines Class-D Verstärkermodul basierend auf einem TPA3118 Chip verwendet.
Das Lautsprecherrelais in der Wallbox war ja defekt und ist überbrückt.
Daher kann beim Anschluss der Relais Eingang ignoriert werden.
Die Audioeingänge sind direkt mit den Lautsprechern verbunden.

So sind die Lautsprecher in der Wallbox verschaltet:

Wie alle elektromechanischen Wallboxen verwendet auch die Consolette einen Motorangetriebenen Rotor um eine Impulsfolge zu erzeugen.
Der Rotor selbst ist mit "Masse" verbunden und die Kontakte sind über die Tasten mit dem Signalausgang verbunden.

Die Seeburg Consolette Wallboxen verwenden im Gegensatz zu den älteren Wallboxen eine etwas andere Impulsfolge:

Zuerst werden die Impulse für die Ziffern gesendet.
Bei Drücken der Taste 1 werden 9 Impulse gesendet, bei gedrückter Taste 8 nur noch zwei Impulse.
Es werden also immer mindestens zwei Impulse gesendet!

Jetzt folgt eine Lücke von mindestens doppelter Impulslänge.

Abschließend werden je nach gedrückter Buchstabentaste bis zu 20 Impulse gesendet.

Das folgende Schaltbild zeigt die Anordnung der Kontakte.
Durch das Drücken der Tasten werden Kontakte abgetrennt, also weniger Impulse gesendet.

Eine weitere Besonderheit der Consolette Wallbox ist, dass sie den Impulsausgang über das Kreditwerk auf Masse schaltet, solange "Kredit" vorhanden ist.
Vor dem Senden des ersten Impulses öffnet der Kontakt und schließt nach dem letzten Impuls wieder, solange Kredit vorhanden ist.

Leider ist das Schaltbild des Kreditwerks für mich unverständlich, da ich nicht erkennen kann, welcher Kontakt wann schließen muss.
Ich habe auch keine weitere Consolette Wallbox verfügbar um zu prüfen, ob das ein Feature oder ein Fehler ist.
Ein Impulsdiagramm habe ich auch nirgends gefunden.
Ich bin somit geneigt, das als normale Funktion anzunehmen.

Der Jukebox Emulator:

Obwohl die Seeburg Consolette einer der größten Wallboxen ist, ist der zur Verfügung stehende Platz nicht sehr üppig.

Die wenigen Bauteile finden auf einer Lochrasterplatine Platz, die mit einem Abstandhalter über den Jumpern für die Album Preisumschaltung montiert ist.
Zur besseren Kühlung ist der 15V Spannungsregler auf einem Blechteil montiert.
Seine Kühlfahne ist auch gleichzeitig der Anschluss für die Schaltungsmasse.
Das Class-D Verstärkermodul ist mit einem Klebepad hinter einem der Lautsprecher befestigt.

Beschreibung der Schaltung:

Die Spannungsversorgung kommt von einem 24V Transformator einer ausgemusterten Weihnachtsbeleuchtung.
Die 24V versorgen die Wallbox direkt und über eine Einweggleichrichtung die Elektronik.
Die Elektronik benötigt sehr wenig Strom, daher ist eine Einweggleichrichtung in Ordnung.

Am Siebkondensator stehen etwa 30V an, was für das Verstärkermodul zu viel ist.
Der TPA3118 ist zwar für 24V spezifiziert, erwärmt sich dann aber deutlich.
Bei den vom Spannungsregler bereitgestellten 15V bleibt das Modul schön kühl und liefert dennoch ausreichend Leistung.
Ein weiterer 5V Spannungsregler versorgt den Mikrocontroller und das MP3 Modul.

Die Wallbox schaltet den Signalausgang im Takt der Wahlimpulse gegen Masse (GND).
Der Mikrocontroller zählt über den an Port PD4 angeschlossenen Relaiskontakt die von der Wallbox erzeugten Impulse.
Das Relais dient der Impulsformung und der Sicherheit, damit nicht irgendwelche höheren Spannungen aus der Wallbox den Mikrocontroller erreichen können.

Das MP3 Modul erhält seine Steuerbefehle mit 9600 Baud über den UART Ausgang des Mikrocontrollers.
Damit die Baudrate wirklich exakt ist, wird der Takt des Mikrocontrollers von einem 4,9152 MHz Quarz vorgegeben.

Das Stereo Ausgangssignal des MP3 Players wird über zwei Widerstände zu einem Monomix zusammengeführt und über ein Potentiometer dem TPA3118 Vertärkermodul zugeführt.
Der Ausgang dieses Moduls geht dann auf die beiden parallel geschalteten Lautsprechereingänge der Wallbox.

An Port PB1 ist ein Taster angeschlossen, um ein laufendes Musikstück abzubrechen.

Die LED dient zur Diagnose und war eine Hilfe bei der Entwicklung des Programms.
Aktuell leuchtet sie dauerhaft, wenn die Impulszählung von Ziffern auf Buchstaben wechselt.
Das Leuchten der LED zeigt so die erkannte Pause an.
Wenn das Unterprogramm zur Auswertung startet, blitzt sie dreimal kurz.

Die Software:

Das Programm zählt die eingehenden Impulse und speichert da Ergebnis in unterschiedlichen Variablen.

Um die Lücke zwischen den Ziffern und Buchstabenimpulsen zu erkennen benutze ich den Timer1 des Mikrocontrollers.
Bei 50 Hz Netzfrequenz dauert ein Impuls etwa 100ms.
Die Lücke zwischen Ziffern- und Buchstabenkontakten ist etwa 300ms lang.
Der Timer wird bei jedem eingehenden Impuls gestartet und auf "0" gesetzt.
Hat er den Wert 800 erreicht, sind etwa 160ms vergangen und die Lücke wird erkannt.
Jetzt läuft der Timer weiter und wenn er den Wert 13000 = ~3 Sekunden erreicht hat, ist die Wahl zuverlässig beendet.

Im Unterprogramm zur Auswertung werden die Werte so umgerechnet, dass eine eindeutige Titelnummer entsteht, die das MP3 Modul verarbeiten kann.

Das ist die angewendete Formel:
((9 - gezählte Zahlenimpulse) * 20) + ( 21 - gezählte Buchstabenimpulse)

Beispiel: Titel A1 wurde gewählt: Die Wallbox liefert 9 Zahlenimpulse und 20 Buchstabenimpulse. 9 - 9 = 0 0 * 20 = 0 21 - 20 = 1 0 + 1 = Titel Nummer 1

Beispiel 2: Titel D3 wurde gewählt: Die Wallbox liefert 7 Zahlenimpulse und 17 Buchstabenimpulse. 9 - 7 = 2 2 * 20 = 40 21 - 17 = 4 40 + 4 = Titel Nummer 44

Die Titelnummer wird in ein Array eingefügt, damit direkt mehrere Titel hintereinander ausgewählt werden können.

In der Hauptschleife wird ständig geprüft, ob sich der MP3 Player im Leerlauf befindet und ob sich in dem Array eine Titelnummer befindet.
Sind die Bedingungen erfüllt, wird ein Wiedergabebefehl an den MP3 Player gesendet und der Eintrag im Array gelöscht.

Die Routinen zur Steuerung des MP3 Players habe ich von einer Webseite aus dem Internet übernommen (Quelle - siehe Programmcode!).
Das war sehr hilfreich, zumal die Datenblätter zu dem MP3 Modul teilweise unvollständig sind.

Die Musiktitel sind auf der Micro SD Karte im Unterordner \MP3 gespeichert und tragen die Namen 0001.mp3 - 0160.mp3.
Über die Routine "Call Play_frommp3(Nummer)" kann eine MP3 Datei von der SD Karte abgespielt werden.
In einigen Datenblättern wird der Befehl 0x12 nicht erwähnt, der das direkte Abspielen eines MP3 Tracks ermöglicht.
Dieser muss sich aber zwingend im Ordner \MP3 auf der SD Karte befinden!

Um die Übersicht über die auf der SD Karte gespeicherten Titel zu behalten, habe ich eine Excel Tabelle erstellt: Tastenbelegung.xls.

Zwei Videos von der Funktion: