เป้าหมาย

เมื่อจบบทเรียนนี้ คุณจะ

1. เก็บสัญญาณจากไมโครโฟน PDM สเตอริโอ และคำนวณระดับเสียงซ้าย/ขวา
2. แสดงระดับเสียงเป็น level meter และอธิบายว่าคำนวณแบบ peak หรือ RMS
3. ทดสอบด้วยเสียงจากซ้ายและขวา แล้วยืนยันว่าช่องสัญญาณไม่สลับกัน

ก่อนเริ่ม

• ผ่านบทเรียนก่อนหน้ามาแล้ว: fw-stack.m03.l05
• บอร์ด: TESAIoT Dev Kit
• แพลตฟอร์ม: PSoC Edge E84 · ModusToolbox
• เวลาโดยประมาณ: เนื้อหา 15 + ฝึกตาม 25 + แล็บ 20 + เช็กความเข้าใจ 5 = 65 นาที

ดูของจริงก่อน

ก่อนอ่านโค้ด ให้ทายว่าหน้าจอนี้มี object อะไรบ้าง และอะไรเปลี่ยนเมื่อผู้ใช้แตะหรือเมื่อค่าเซนเซอร์เปลี่ยน

แนวคิด — PDM vs PCM

PDM: สตรีม 1 บิต 1-3 MHz ที่ความหนาแน่นของ pulse แทนขนาดสัญญาณ — ไมค์ MEMS ส่งแบบนี้ตรง ๆ

ชิปแปลง PDM→PCM ในฮาร์ดแวร์ (lowpass+decimate) — episode นี้ตั้ง 16 kHz, เฟรมละ 160 ตัวอย่าง/ช่อง (= 10 ms)

แนวคิด — จับสัญญาณด้วย interrupt ไม่ใช่ DMA

README ต้นทาง: "DMA-driven — CPU ไม่ต้องยุ่ง"

โค้ดจริง: interrupt ต่อช่อง (ซ้าย=ch2, ขวา=ch3) ยิงเมื่อ FIFO ถึง trigger level → อ่านทีละตัวอย่างด้วย Cy_PDM_PCM_Channel_ReadFifo()

double-buffer (buffer0/buffer1) จัดการเองในซอฟต์แวร์ ไม่ใช่ DMA descriptor

แนวคิด — avg คือ mean(|x|) ไม่ใช่ RMS

compute_level(): peak_abs + avg_abs = Σ|x| / N — ไม่มีการยกกำลังสอง จึงไม่ใช่ RMS

ขึ้นลงคล้าย RMS คำนวณเบากว่า แต่ต่ำกว่า RMS เสมอ (sine wave: mean|x| ≈ 0.9× RMS)

แนวคิด — % บนจอ clamp floor/ceiling ไม่ใช่ avg/32767

คอมเมนต์ในซอร์ส: "Tuned for classroom speech level so UI% doesn't saturate too early"

avg_abs ≤ 80 → 0% · ≥ 8000 → 100% · ระหว่างนั้น scale เชิงเส้น — เสียงพูดเบา ๆ เต็มแถบได้จริง

แนวคิด — balance meter ทำไว้แล้ว + UI poll ไม่ใช่ async_call

• balance_lr = (L_avg-R_avg)*100/(L_avg+R_avg) มีอยู่แล้ว ไม่ใช่แค่ "ลองแก้" ตาม README ต้นทาง
• UI ใช้ lv_timer poll ทุก 50 ms (20 Hz ไม่ใช่ 50 Hz) แบบ "sample ล่าสุดชนะ" — เสียงกระแทกสั้น <10ms อาจไม่ขึ้นบนจอ

แนวคิด — ทักษะที่ฝึกในบทเรียนนี้

บทเรียนนี้พัฒนาทักษะต่อไปนี้ (ตามระดับ 1–5 ของหลักสูตร)

• sys.dsp (ระดับ 2)
• sys.sensors-actuators (ระดับ 2)
• gui.hmi (ระดับ 2)

ตัวอย่างสมบูรณ์ — % แบบ floor/ceiling

โค้ดจาก tesaiot/developer-hub (Apache-2.0) · commit 9a8e3ed · pdm_probe_logger.c

/* Tuned for classroom speech level so UI% doesn't
 * saturate too early. */
#define PDM_UI_FLOOR_ABS              (80U)
#define PDM_UI_CEIL_ABS               (8000U)

static uint32_t to_ui_pct(uint32_t avg_abs)
{
    if (avg_abs <= PDM_UI_FLOOR_ABS) { return 0U; }
    if (avg_abs >= PDM_UI_CEIL_ABS)  { return 100U; }
    return ((avg_abs - PDM_UI_FLOOR_ABS) * 100U) /
           (PDM_UI_CEIL_ABS - PDM_UI_FLOOR_ABS);
}

ตัวอย่างสมบูรณ์ — UI poll แบบ latest-sample-wins

mic_presenter.c

static void mic_presenter_ui_timer_cb(lv_timer_t *timer)
{
    mic_presenter_sample_t local = {0};
    bool has_sample = false;

    taskENTER_CRITICAL();
    has_sample = s_has_sample;
    if (has_sample) { local = s_latest_sample; }
    taskEXIT_CRITICAL();

    if (has_sample && s_view_ready) {
        mic_view_apply(&local);
    }
}

จุดที่มักพลาด

• คิดว่าใช้ DMA — จริงคือ interrupt อ่าน FIFO + double-buffer ซอฟต์แวร์
• คิดว่า avg คือ RMS — จริงคือ mean(|x|) ไม่มีการยกกำลังสอง
• คิดว่า % มาจาก avg/32767 ตรง ๆ — จริง clamp ผ่านช่วง 80-8000
• คิดว่า UI จับเสียงกระแทกสั้นได้ทุกครั้ง — "sample ล่าสุดชนะ" อาจพลาดเฟรมสั้น ๆ

ตัวอย่างสมบูรณ์ — build และ flash

# ในโฟลเดอร์ master template (ดูบทเรียน 1.1)
# 1) ลบไฟล์ของ episode เก่าใน proj_cm55/apps/
# 2) คัดลอกไฟล์ทั้งหมดของ episode นี้ลงใน proj_cm55/apps/
make build
make program     # flash ผ่าน KitProg3

หรือเปิด ตัวอย่างนี้บน Developer Hub แล้ว flash เฟิร์มแวร์สำเร็จรูป

ฝึกเติม / แล็บ

1. ทาย ก่อนแก้: เลือกค่าหนึ่งค่าที่ README ของตัวอย่างอธิบายไว้ในส่วน How แล้วเขียนว่าจะเห็นอะไรเปลี่ยนบนจอหรือใน log
2. แก้และรัน build + flash แล้วเทียบกับที่ทายไว้ ถ้าไม่ตรง ให้หาว่าเข้าใจส่วนไหนผิด
3. ทำเพิ่ม ต่อยอดหนึ่งอย่างที่ตัวอย่างยังไม่มี แล้วเก็บภาพหรือวิดีโอไว้ใน portfolio

เช็กความเข้าใจ

• PDM ต่างจาก PCM อย่างไร
• RMS กับ peak ให้ภาพระดับเสียงต่างกันอย่างไร
• ทดสอบอย่างไรว่าช่องซ้ายและขวาไม่สลับกัน

คำตอบอยู่ใน README ของตัวอย่างและในโค้ด ถ้าตอบข้อใดไม่ได้ ให้กลับไปอ่านส่วน Why / What / How อีกครั้ง

ไปต่อ

• ทบทวนเป้าหมายทั้ง 3 ข้อของบทเรียนนี้ก่อนไปต่อ
• ถ้าตอบคำถามหน้าที่แล้วไม่ได้ครบ กลับไปอ่าน README ของตัวอย่างส่วน Why / What / How อีกครั้ง
• พร้อมแล้วไปเปิดบทเรียนถัดไปในโมดูลเดียวกัน

แหล่งอ้างอิง

• README ของ episode · โฟลเดอร์โค้ด · commit 9a8e3ed
• เปิดตัวอย่างนี้บน Developer Hub
• โค้ดเป็นของ Developer Hub และอ้างอิงด้วยลิงก์ ไม่ได้คัดลอกเข้าคลังนี้

เครดิต

"TESAIoT Firmware Stack: เฟิร์มแวร์ภาษา C บน TESAIoT Dev Kit" จาก TESA Open Knowledge โดยสมาคมสมองกลฝังตัวไทย (Thai Embedded Systems Association: TESA) https://github.com/tesaiot/tesa-qualification-program สัญญาอนุญาต CC BY-NC 4.0

ตัวอย่างโค้ดเป็นผลงานของ TESAIoT Firmware Stack โดยสมาคมสมองกลฝังตัวไทย (TESA) ใน tesaiot/developer-hub รายละเอียดการให้เครดิตอยู่ที่ ATTRIBUTION.md

ภาพหน้าจอในสไลด์นี้มาจาก tesaiot/developer-hub (int_ep06_digital_mic_probe) ที่ commit 9a8e3ed