Arduino Nano Voice Recorder Με το μικρόφωνο MAX9814: 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Πήρα ένα μικρόφωνο MAX9814 από την παράδοση AZ στο Amazon και ήθελα να δοκιμάσω τη συσκευή. Ως εκ τούτου, δημιούργησα αυτό το απλό έργο που βασίστηκε στο Spy Bug του Great Scott (δημοσιεύτηκε με αυτήν την άδεια Creative Commons). Τροποποίησα αρκετά τη δομή των έργων για να βελτιώσω την αποδοτικότητα και να προσθέσω μερικές νέες δυνατότητες. Αυτό είναι το πρώτο μου πρόγραμμα Instructables, οπότε δεν θα είναι τέλειο, αλλά είμαι πρόθυμος να μάθω και να είμαι ανοιχτός σε συμβουλές.

Τα αποτελέσματα δοκιμών από το μικρόφωνο με διαφορετικά κέρδη προστίθενται στο τέλος, οπότε αν θέλετε να συγκρίνετε μόνο την ποιότητα των κερδών 40dB, 50dB και 60dB, μπορείτε να μεταβείτε εκεί.

Ελπίζω ότι αυτό το έργο θα είναι χρήσιμο για άτομα που προσπαθούν να εφαρμόσουν ένα μικρόφωνο στο έργο τους. Ελπίζω επίσης να κάνω αυτό το έργο όσο το δυνατόν πιο προσιτό στους αρχάριους, έτσι έχω προσθέσει πολλά σχόλια στον κώδικα μου, αλλά είμαι επίσης στην ευχάριστη θέση να αναθεωρήσω την εργασία μου για να προσθέσω οποιαδήποτε επιπλέον διευκρίνιση που θα ήταν χρήσιμη. Η καλωδίωση είναι πολύ φιλική για αρχάριους, αλλά η εφαρμογή του λογισμικού είναι λίγο πιο περίπλοκη.

Δείτε όλα τα αρχεία έργου και προτείνετε βελτιώσεις στον κώδικα μου στο αποθετήριο GitHub.

Προμήθειες:

Αμαζόνα:

• Μικρόφωνο MAX9814 με ενισχυτή
• Breadboard
• Arduino Nano (Είναι ένα πακέτο των 3 αλλά χρειάζεστε μόνο ένα!)
• Αναγνώστης καρτών SD
• LED
• Αντιστάσεις
• Απτικά κουμπιά
• Mini καλώδιο USB B (για Arduino Nano)
• USB power bank (χρησιμοποίησα ένα φθηνό που αγοράστηκε τοπικά)

Βήμα 1: Κύκλωμα και επεξήγηση της συσκευής

Προσάρμοσα το κύκλωμά μου για να λειτουργεί με τη συσκευή Arduino Nano, αλλά μπορείτε να εκτελέσετε το κύκλωμά σας σε διαφορετικές συσκευές Arduino, επεξεργάζοντας τους αριθμούς pin στο επάνω μέρος του κωδικού μου (επόμενη ενότητα). Για να ρυθμίσετε το κύκλωμα στη συσκευή σας, αναζητήστε "Arduino [Το μοντέλο σας] pinout" και θα πρέπει να υπάρχουν πολλές εικόνες που να απεικονίζουν ποιες λειτουργίες μπορεί να εκτελέσει κάθε ακίδα (π.χ. Αναλογική είσοδος, SS, MOSI κ.λπ.). Οι περισσότερες συσκευές συνοδεύονται επίσης από καρφίτσες με ετικέτα. Σχεδίασα αυτό το σχηματικό χρησιμοποιώντας τον επεξεργαστή EasyEDA, αλλά το δημιούργησα χρησιμοποιώντας ένα breadboard χωρίς συγκόλληση, καθώς ήθελα να το δημιουργήσω όσο το δυνατόν γρηγορότερα και ήθελα να αναδιαμορφώσω γρήγορα τη διάταξη.

Βήμα 2: Προγραμματισμός

Έγραψα έναν απλό κώδικα για την εγγραφή του ήχου στη συσκευή. Χρησιμοποίησα τον κώδικα του Great Scott ως έμπνευση, αλλά άλλαξα τη δομή για να αυξήσω την αποδοτικότητα και την απλότητα. Κατάργησα επίσης τους περιορισμούς στον αριθμό των αρχείων που θα μπορούσαν να εγγραφούν και πρόσθεσα περισσότερα σχόλια που θα βοηθήσουν τους αρχάριους να πλοηγηθούν. Κατεβάστε τον τελικό κώδικα παρακάτω και ανοίξτε τον χρησιμοποιώντας το Arduino IDE. Κατεβάστε τις απαιτούμενες ενότητες ("SD.h", "SPI.h" και "TMRpcm.h") χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα διαχείρισης πακέτων Arduino (φαίνεται στις παραπάνω εικόνες).

Η εγγραφή σε αρχείο WAV σε κάρτα SD είναι ένα προηγμένο χαρακτηριστικό της βιβλιοθήκης TMRpcm, οπότε για να το χρησιμοποιήσετε πρέπει να επεξεργαστείτε το αρχείο διαμόρφωσης της βιβλιοθήκης. Ενώ αυτό ακούγεται τρομακτικό (για μένα τουλάχιστον) είναι μόνο η αναζήτηση του αρχείου "pcmConfig.h" χρησιμοποιώντας τον εξερευνητή αρχείων και το να σχολιάσετε μερικές γραμμές κώδικα (στη συνέχεια να το αποθηκεύσετε).

1. Σε πίνακες Uno ή μη mega αποσυνδέουμε τη γραμμή #define buffSize 128
2. Επίσης, σχολιάστε το #define ENABLE_RECORDING και #define BLOCK_COUNT 10000UL

Μόλις επιστρέψετε στο Arduino IDE, συνδέστε το Arduino σας, επιλέξτε το και, στη συνέχεια, μεταγλωττίστε και ανεβάστε το πρόγραμμα. Το άνοιγμα της σειριακής οθόνης θα σας δώσει επίσης κάποια σχόλια κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης.

Βήμα 3: Ολοκληρωμένο έργο και δοκιμή

Όταν τελείωσα την καλωδίωση και τον εντοπισμό σφαλμάτων, δοκίμασα το έργο.

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ η επανεκκίνηση της συσκευής θα επαναφέρει τον μετρητή ονόματος αρχείου προκαλώντας νέα αρχεία να αντικαταστήσουν παλιά αρχεία.

Για να χρησιμοποιήσετε τη συσκευή:

1. συνδέστε ένα καλώδιο τροφοδοσίας USB στο Arduino
2. πατήστε το απτικό κουμπί για να ξεκινήσει η εγγραφή (η λυχνία LED θα ανάψει για να το δείξει αυτό)
3. πατήστε ξανά το κουμπί για να τερματίσετε την εγγραφή
4. επαναλάβετε για όσες ηχογραφήσεις είναι απαραίτητες
5. αποσυνδέστε το καλώδιο τροφοδοσίας USB
6. Αφαιρέστε την κάρτα SD
7. Τοποθετήστε την κάρτα SD σε υπολογιστή ή τηλέφωνο
8. Ανοίξτε τα αρχεία στην επιλεγμένη εφαρμογή αναπαραγωγής

Ο αρχικός σκοπός αυτού του έργου ήταν να δοκιμάσει το μικρόφωνο MAX9814, οπότε πραγματοποίησα τρεις δοκιμές για να μάθω την επίδραση που είχε ο ενσωματωμένος ενισχυτής του στο αποτέλεσμα. Κατά την παραγωγή των ηχογραφήσεων χρησιμοποίησα μία από τις συμφωνικές του Μότσαρτ ως μεταβλητή ελέγχου. Το έπαιξα στο ηχείο του τηλεφώνου μου το οποίο κρατούσα στραμμένο προς το μικρόφωνο σε σταθερή απόσταση και για τις τρεις ηχογραφήσεις. Η μόνη μεταβλητή που άλλαξα ήταν το κέρδος του μικροφώνου (προσαρμόστηκε συνδέοντάς το με VCC, GND ή αφήνοντάς το να επιπλέει). Τα ηχητικά κλιπ που προκύπτουν επισυνάπτονται. Συνδύασα επίσης τον ήχο 40dB και τον ήχο 60dB σε μία μόνο εγγραφή στην οποία τα 40dB παίζονται στο αριστερό αυτί και τα 60dB στο δεξί αυτί. Αυτό καθιστά τη διαφορά ποιότητας πολύ αισθητή και τονίζει πόσο σημαντικό είναι το κέρδος που παρέχει η μονάδα MAX9814.

Συνολικά, ήμουν απίστευτα ευχαριστημένος με τα αποτελέσματα της εγγραφής ειδικά καθώς η ρύθμιση για τη συσκευή είναι από τις πιο απλές, που έχω δει (με μόνο τρία καλώδια και χωρίς εξωτερικά εξαρτήματα - ακόμη και ένα απλό LED απαιτεί αντίσταση). Πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι το Arduino Nano διαθέτει ADC 10bit έτσι κάθε ένδειξη εύρους μπορεί να είναι μόνο μία από τις 1024 διακριτές τιμές. Λόγω της καλής ποιότητας ήχου, του συμπαγούς μεγέθους και της αμελητέας κατανάλωσης ενέργειας. Ελπίζω να χρησιμοποιήσω τη συσκευή σε μελλοντικά έργα.

Εάν δεν έχω αναφερθεί αρκετά σε λεπτομέρειες, θα ήμουν ευτυχής να βοηθήσω και να προσθέσω επιπλέον διευκρινίσεις. Αυτό είναι το πρώτο μου Instructables, οπότε κάθε συμβουλή που μου δίνεται τώρα μπορεί να αντικατοπτρίζεται σε όλα τα επόμενα έργα μου. Εάν έχετε οποιεσδήποτε προτάσεις για τη βελτίωση των κωδικών μου, θα χαρώ να τις προσθέσω στο έργο μου στο GitHub και σε αυτό το Instructables.