Sonic Bow Tie, του David Boldevin Engen: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Ένα συμπαγές παπιγιόν, ικανό να εμφανίζει συνεχώς τον περιβάλλοντα ήχο σε τέσσερις διαφορετικές συχνότητες στις δύο καθρέφτες συστοιχίες LED 4x5

Αυτό το σεμινάριο θα εξετάσει πώς να φτιάξετε ένα παπιγιόν που θα σας κάνει να ξεχωρίσετε σε οποιοδήποτε πλήθος.

Τι θα χρειαστείτε για αυτό το έργο:

1 Arduino Pro Micro ή ένα παρόμοιο μέγεθος Arduino που λειτουργεί στα 16MHz

40 LED 3mm

1 απλό κουμπί

1 μικρόφωνο Electret

1 Επαναφορτιζόμενη μπαταρία 3.7V 800mAh 25C 1-Cell LiPo

10 αντιστάσεις 100Ω

1 αντίσταση 10kΩ

1 αντίσταση 220Ω

Πρόσβαση σε μηχάνημα PCB (Πίνακας τυπωμένων κυκλωμάτων)

Ένα φθηνό ρυθμιζόμενο παπιγιόν με γάντζο/κλιπ ή απλώς το ρυθμιζόμενο κολιέ/κλιπ

Βήμα 1: Εκτυπώστε το PCB

Κατά την εκτύπωση μιας πλακέτας κυκλωμάτων ίσως χρειαστεί να προσαρμόσετε το αρχείο.cmp ώστε να ταιριάζει στις απαιτήσεις του κατασκευαστή. Ωστόσο, ο πίνακας στο πρωτότυπο κατασκευάστηκε με μια αρκετά ανακριβή μέθοδο, έτσι ώστε οι περισσότεροι κατασκευαστές πιθανότατα θα μπορούν να παράγουν το PCB χωρίς αλλαγές. Στις εικόνες, μπορείτε να δείτε το μπροστινό και το πίσω μέρος του PCB. Ο σχεδιασμός υποθέτει ότι οι τρύπες συγκόλλησης δεν περιλαμβάνουν vias και ότι οι vias μπορούν να τοποθετηθούν μόνο ξεχωριστά (σε PCB με περισσότερες από μία πλευρικές vias είναι συνδέσεις μεταξύ των στρωμάτων).

Κάθε φωτεινή ένδειξη απευθύνεται ξεχωριστά χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται Charlieplexing που επιτρέπει πολύ λιγότερους κόμβους εισόδου από μια κανονική μήτρα LED, το μειονέκτημα είναι ότι μόνο το φως μπορεί να ανάψει κάθε φορά, το οποίο θέτει ένα όριο στο πόσο μεγάλη μπορεί να είναι η συστοιχία και χωρίς αισθητή αναλαμπή. Το Charliplexing λειτουργεί αντί να έχει δύο σήματα 1 και 0, έχει τρία 1, 0 και Z. Όπου το Z λειτουργεί σαν ανοιχτό κύκλωμα, έχοντας πολύ μεγάλη σύνθετη αντίσταση. Έτσι, κάθε φως ανάβει με τον κόμβο να είναι σε συνδυασμό 1, 0, Z, Z, Z, πράγμα που σημαίνει ότι το ρεύμα μπορεί να μεταβεί μόνο από έναν κόμβο σε άλλο τη φορά.

Βήμα 2: Συγκολλήστε τα όλα μαζί

Κατά τη συγκόλληση των φώτων στο PCB είναι πολύ σημαντικό να κολλάτε σταθερά τη θετική πλευρά του LED στα τετράγωνα και την αρνητική στον κύκλο. Αν το κάνετε απέναντι, η διεύθυνση του κώδικα θα ανάψει λανθασμένα φώτα και η ασυνέπεια θα προκαλέσει την ενεργοποίηση πολλών φώτων από τα ίδια ερεθίσματα.

Στη συνέχεια, κολλήστε τις 10 αντιστάσεις 100Ω στο μπροστινό μέρος του παπιγιόν.

Στη συνέχεια, συνδέστε τα άλλα κομμάτια με τον τρόπο που φαίνεται στο διάγραμμα κυκλώματος, είναι εντάξει να κολλήσετε την μπαταρία απευθείας στο Arduino καθώς θα επαναφορτιστεί όταν το arduino συνδεθεί μέσω USB. Πριν κολλήσετε όλα τα κομμάτια στο πίσω μέρος του PCB θα πρέπει να ελέγξετε για λάθη στη συστοιχία.

Βήμα 3: Μεταφόρτωση κώδικα και εντοπισμός σφαλμάτων

Ανεβάστε τον παραπάνω κωδικό. Όταν μεταφορτωθεί, πατήστε το κουμπί για να το ενεργοποιήσετε, τώρα ένα σχήμα τριγώνου που δείχνει προς τα μέσα θα πρέπει να κάνει κύλιση πάνω ή κάτω στο παπιγιόν.

Εάν δεν το κάνετε, χρησιμοποιήστε τη λειτουργία Blink (LED), η οποία λαμβάνει μια είσοδο ενός αριθμού 1-20, για κάθε φως ξεχωριστά στον βρόχο while (mode = 0) στον βρόχο κενό σχολιάζοντας το υπόλοιπο βρόχος.

void loop () {

ενώ (λειτουργία == 0) {

Αναβοσβήνει (1); // Ένα -ένα τεστ για να δείτε αν τα φώτα λειτουργούν όπως πρέπει και ποια όχι

// Αναβοσβήνει (2); // επόμενο βήμα μέχρι το 20

/* if (digitalRead (Button) == 0) {

λειτουργία = 1;

Μακριά από();

turnOn (1);

καθυστέρηση (200)?

Διακοπή;

}

Μακριά από(); */ // αυτή η ενότητα σχολιάζεται κατά τον εντοπισμό σφαλμάτων

}

…..

Αποσφαλμάτωση:

Εάν έχετε διαφορετικά φώτα σε κάθε πλευρά, κάτι δεν πάει καλά με τη συγκόλληση και πρέπει να ξεκολλήσετε τα προσβεβλημένα φώτα και να επαναλάβετε το βήμα 2.

Εάν τα ζευγάρια των 2 φώτων είναι απενεργοποιημένα, ενδέχεται να λείπουν vias.

Εάν δύο φώτα ανάβουν πάντα μαζί και είναι λιγότερο φωτεινά από άλλα, το ένα έχει κολληθεί με λάθος τρόπο.

Εάν κάθε λυχνία ανάβει μεμονωμένα, αλλά μην ακολουθείτε το μοτίβο που περιγράφεται στις οδηγίες στο επάνω μέρος του κώδικα που έχετε μπερδέψει το βήμα 2.

άλλα προβλήματα μπορεί να προκύψουν από κακές συνδέσεις ή βραχυκύκλωμα στο PCB.

Προσοχή: Αυτό το τμήμα είναι πολύ τεχνικό και περιττό για την κατασκευή του παπιγιόν

Έχω γράψει τον κωδικό ανάλυσης φάσματος ειδικά για ένα Arduino με συχνότητα ρολογιού 16MHz. Επομένως, δεν είμαι απόλυτα σίγουρος πόσο καλά θα λειτουργήσει σε άλλα συστήματα, μπορεί να προκαλέσει πολύ διαφορετική αντίδραση σε όλες τις μπάντες, ωστόσο μπορεί να μην αλλάξει πολύ.

Λειτουργεί με τη λήψη 60 δειγμάτων σε περίπου 6, 7ms που είναι συχνότητα δειγματοληψίας περίπου 8, 9kHz. Στη συνέχεια αναλύονται με 4 διαφορετικούς τρόπους δίνοντας 4 διαφορετικές συχνότητες.

Η ανάλυση υψηλότερης συχνότητας λειτουργεί συγκρίνοντας κάθε άλλο δείγμα με το επόμενο, τετραγωνίζοντας την τιμή και αθροίζοντας το για κάθε s ζεύγος δειγμάτων. Αυτό δίνει το υψηλότερο αποτέλεσμα περίπου στη μισή συχνότητα δειγματοληψίας, οπότε είναι ένα φίλτρο bandpass περίπου 4, 4kHz.

Ένας πρόχειρος μαθηματικός τύπος για ανάλυση:

Σ (sq (x [2n-1] -x [2n]))

Το επόμενο λειτουργεί πολύ παρόμοια, αλλά πρώτα προσθέτει δύο δείγματα κάθε φορά. Αυτό δίνει αποτελεσματικά τη μισή συχνότητα δειγματοληψίας του τελευταίου συστήματος, ενώ φιλτράρει τις υψηλότερες συχνότητες δημιουργώντας ένα φίλτρο bandpass γύρω στα 2, 2kHz.

Το επόμενο σύστημα κάνει το ίδιο αλλά αντί να προσθέτει 2 δείγματα τη φορά προσθέτει 10 που γίνεται φίλτρο ζώνης για 440Hz.

Η τελευταία ανάλυση αθροίζει τα πρώτα 30 δείγματα και το συγκρίνει με το άθροισμα των τελευταίων 30. Αυτό γίνεται ουσιαστικά ένα φίλτρο bandpass για 150Hz.

Βήμα 4: Κολλήστε τα όλα μαζί

Είναι σημαντικό να διατηρείτε το Arduino χωριστό από το PCB, καθώς μπορεί να προκαλέσει βραχυκύκλωμα εάν έρθουν σε επαφή. Αυτό μπορεί να γίνει κολλώντας τα μεταξύ τους με ηλεκτρική ταινία μεταξύ τους. είναι επίσης συμφέρουσα η μπαταρία στη μία πτέρυγα του παπιγιόν και ο μικροελεγκτής στην άλλη για ισορροπία. Θα πρέπει να προσπαθήσετε να κρατήσετε το κέντρο του παπιγιόν αρκετά άδειο καθώς εδώ συνδέετε τη λαιμόκοψη, με πιθανή εξαίρεση το μικρόφωνο καθώς θα πρέπει να βγαίνει μερικά χιλιοστά και να δείχνει προς τον οισοφάγο σας, αυτό θα σημαίνει ότι όταν μιλάτε Όλοι θα το δουν το πιο ξεκάθαρο.

Θυμηθείτε: στο πίσω μέρος του παπιγιόν η λειτουργικότητα είναι πολύ πιο σημαντική από την αισθητική καθώς κανείς δεν θα το δει αυτό.