Papion sonic, de David Boldevin Engen: 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

O papion compactă, capabilă să afișeze continuu sunetul înconjurător în patru frecvențe diferite pe cele două tablouri LED cu oglindă 4x5

Acest tutorial va trece prin modul de realizare a unei papioane care te va face să ieși în evidență în orice mulțime.

De ce veți avea nevoie pentru acest proiect:

1 Arduino Pro Micro sau un Arduino de dimensiuni similare care rulează la 16 MHz

40 LED-uri de 3 mm

1 buton simplu

1 microfon Electret

1 baterie reîncărcabilă 3.7V 800mAh 25C cu 1 celulă LiPo

10 rezistențe de 100Ω

1 rezistor de 10kΩ

1 rezistor de 220Ω

Acces la o mașină PCB (placă cu circuite imprimate)

Un papion ieftin reglabil cu cârlig / cu clip sau doar cu bandă reglabilă cu cârlig / clip

Pasul 1: Imprimați PCB

Când imprimați o placă de circuite, poate fi necesar să adaptați fișierul.cmp pentru a se potrivi cerințelor producătorului. Cu toate acestea, placa din original a fost realizată folosind o metodă destul de inexactă, astfel încât majoritatea producătorilor vor putea produce PCB-ul fără modificări. În imagini, puteți vedea fața și spatele PCB-ului. Proiectul presupune că găurile de lipit nu includ vii și că viesele numai pot fi plasate separat (în PCB-urile cu mai mult de o via laterală sunt conexiuni între straturi).

Fiecare lumină este adresată individual utilizând o tehnică numită Charlieplexing care permite mult mai puține noduri de intrare decât o matrice normală de LED-uri, dezavantajul este că numai lumina poate fi aprinsă la un moment dat, ceea ce stabilește o limită a cât de mare poate fi matricea și fără a clipi vizibil. Charliplexarea funcționează în loc să aibă două semnale 1 și 0, are trei 1, 0 și Z. Unde Z funcționează ca un circuit deschis, având o impedanță foarte mare. Deci, fiecare lumină este aprinsă având nodul într-o combinație de 1, 0, Z, Z, Z, ceea ce înseamnă că curentul poate merge doar de la un nod la altul la un moment dat.

Pasul 2: lipind totul împreună

Când lipiți luminile de pe PCB, este foarte important să lipiți în mod constant partea pozitivă a LED-ului pe pătrate și negativa pe cerc. Dacă o faceți opus, adresa din cod va aprinde luminile greșite, iar neconcordanța va determina aprinderea mai multor lumini de către aceiași stimuli.

Apoi lipiți pe cele 10 rezistențe de 100Ω în partea din față a papionului.

Apoi conectați celelalte piese în modul prezentat în diagrama circuitului, este bine să lipiți bateria direct pe Arduino, deoarece se va reîncărca atunci când arduino-ul este conectat prin USB. Înainte de a lipi toate piesele pe partea din spate a PCB-ului, ar trebui să testați greșelile din matrice.

Pasul 3: încărcarea codului și depanarea

Încărcați codul de mai sus. Când a fost încărcat, apăsați butonul pentru al activa, acum o formă de triunghi îndreptată spre interior ar trebui să deruleze în sus sau în jos pe papion.

Dacă nu, utilizați funcția Blink (LED), care preia o intrare de un număr 1-20, pentru fiecare lumină individual în bucla while (mode = 0) din bucla nulă, comentând restul timpului buclă.

bucla nulă () {

while (mod == 0) {

Blink (1); // Testează unul câte unul pentru a vedea dacă luminile funcționează așa cum ar trebui și care nu

// Blink (2); // pasul următor până la 20

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

modul = 1;

Off ();

turnOn (1);

întârziere (200);

pauză;

}

Off (); * / // această secțiune este comentată în timpul depanării

}

…..

Depanare:

Dacă aveți lumini diferite pe fiecare parte, este ceva în neregulă cu lipirea și ar trebui să desoldați luminile afectate și să faceți din nou pasul 2.

Dacă sunt oprite perechi de 2 lumini, pot lipsi viale.

Dacă două lumini se aprind întotdeauna împreună și sunt mai puțin strălucitoare decât altele, una a fost lipită pe un drum greșit.

Dacă fiecare lumină se aprinde individual, dar nu urmați modelul descris în instrucțiunile din partea de sus a codului, ați deranjat pasul 2.

pot apărea alte probleme din cauza conexiunilor defecte sau a unui scurtcircuit pe PCB.

Atenție: acest segment este foarte tehnic și inutil pentru realizarea papionului

Am scris codul de analiză a spectrului special pentru un Arduino cu o frecvență de ceas de 16 MHz. Deci, nu sunt pe deplin sigur cât de bine va funcționa pe alte sisteme, s-ar putea să provoace toate benzile să reacționeze foarte diferit, cu toate acestea s-ar putea să nu se schimbe prea mult.

Funcționează prin prelevarea a 60 de eșantioane în aproximativ 6, 7 ms, ceea ce reprezintă o frecvență de eșantionare de aproximativ 8, 9 kHz. Apoi analizându-le în 4 moduri diferite, oferind 4 frecvențe diferite.

Cea mai mare analiză de frecvență funcționează prin compararea fiecărui eșantion cu următorul, pătrarea valorii și însumarea pentru fiecare pereche de eșantioane. Acest lucru oferă cel mai mare efect în jur de jumătate din frecvența de eșantionare, astfel încât este un filtru de bandă în jurul valorii de 4, 4kHz.

O formulă matematică brută pentru analiză:

Σ (sq (x [2n-1] -x [2n]))

Următoarea funcționează foarte asemănător, dar mai întâi adaugă două mostre odată. Acest lucru oferă efectiv jumătate din frecvența de eșantionare a ultimului sistem, filtrând în același timp cele mai mari frecvențe, creând un filtru bandpass în jurul valorii de 2, 2 kHz.

Următorul sistem face același lucru, dar în loc să adauge 2 probe la un moment dat, adaugă 10, care devine un filtru bandpass pentru 440Hz.

Ultima analiză rezumă primele 30 de eșantioane și o compară cu suma ultimelor 30. Acesta devine efectiv un filtru bandpass pentru 150Hz.

Pasul 4: lipiți totul împreună

Este important să păstrați Arduino separat de PCB, deoarece poate provoca scurtcircuitarea dacă intră în contact. Acest lucru se poate face lipindu-le împreună cu bandă electrică între ele. de asemenea, este avantajos să ai bateria pe o aripă a papionului și microcontrolerul la cealaltă pentru echilibru. Ar trebui să încercați să păstrați centrul papionului destul de gol, deoarece acesta este locul în care conectați banda pentru gât, cu posibila excepție a microfonului, deoarece ar trebui să iasă câțiva milimetri și să indice spre esofag, acest lucru va însemna că atunci când vorbiți toată lumea va vedea că cel mai clar.

Amintiți-vă: pe partea din spate a papionului funcționalitatea este mult mai importantă decât estetica, deoarece nimeni nu va vedea acest lucru.