Ceas Hellschreiber: 13 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Un mic microcontroler este programat pentru a emite o serie de tonuri care, atunci când este alimentat pe o placă de sunet pentru PC și procesat de un program de analiză a spectrului, afișează o imagine a timpului curent.

Pasul 1: Software-ul Spectrum Lab

Toată munca grea de analiză și afișare a tonurilor este realizată de un software gratuit, „Spectrum Lab” scris de un pasionat de radioamatori, DL4YHF. Acesta analizează sunetul introdus prin intermediul plăcii de sunet și afișează rezultatul ca imagine.

Tipul de afișaj utilizat aici se numește afișajul „cascadă” și este setat să deruleze de la dreapta la stânga. Derulează în mod tradițional de sus în jos și, de aici, termenul, cascadă. Acest program este folosit de amatori pentru a comunica la jumătatea pământului cu fracțiuni de watt, printre altele. Este un program foarte capabil și are o multitudine de setări care trebuie ajustate exact pentru a avea un afișaj bun. Termenul „Hellschreiber” își are originea în domeniul telegrafiei, cu mult timp în urmă, și literalmente înseamnă scrierea cu lumină. Afișajul prezentat în introducere este un grafic al intensității frecvenței în raport cu timpul. Microcontrolerul este programat pentru a genera o serie de tonuri, astfel încât o imagine a informației este pictată de acest program. Acest mod este definit ca „Hellschreiber secvențial multi ton” și este utilizat pentru comunicarea pe distanțe mari folosind echipamente de transmisie relativ simple.

Pasul 2: Timpul ca o secvență de frecvențe

Această captură de ecran arată captura de la ceas trimitând informații secvențiale secvențiale. De fapt, acest lucru este fals, deoarece fiecare set de cifre durează câteva secunde pentru a fi generat și astfel afișajele acoperă un interval de timp mai mare decât cele trei secunde sugerate.

Modelul de puncte văzut deasupra liniei de cifre se datorează armonicilor tonurilor: microcontrolerul generează tonuri prin comutarea unei linii de port la sursă sau la sol, iar unda dreptunghiulară rezultată are multe armonici. Deoarece aceasta este alimentată direct pe placa de sunet, afișajul va afișa toate aceste armonici împreună cu frecvența fundamentală dorită. Deoarece aranjarea pentru o undă sinusoidală pură este dificilă, diferența dintre frecvențele maxime și minime utilizate pentru afișare trebuie astfel aranjată să fie mai mică decât o octavă. Cu alte cuvinte, frecvența maximă trebuie să fie mai mică de două ori decât frecvența minimă.

Pasul 3: Afișați în fiecare a zecea secundă

Afișajul prezentat în figură este mai realist în ceea ce privește tipul de performanță obținut de la ceas: actualizați la fiecare zece secunde.

Cifrele au fost programate pentru a fi distanțate pentru a fi mai frumoase, vizuale. Toate programele care au produs aceste afișaje au fost incluse într-un fișier zip în ultimul pas al acestui instructable. Diagrama circuitului este inclusă în formă ASCII în fișierele asm. Microcontrolerul era un Microchip 12F510, un microcontroler cu opt plumburi, care era tactat la 32.768 KHz folosind un mic cristal de la un ceas defunct. A fost utilizată doar o linie de ieșire, lăsând două linii I / O și o linie de intrare liberă pentru alte utilizări.

Pasul 4: forme de undă

Cele două figuri arată genul de forme de undă care intră pe placa de sunet pentru a face posibile aceste afișaje.

Prima arată toate cele șapte frecvențe ieșite în ordine, iar prima frecvență din nou. Este cifra "1", cursa a șapte frecvențe care determină linia verticală, iar cea finală partea dreaptă a bazei. Al doilea arată cum golurile cauzează spațiile goale pe afișaj. Dacă un anumit spațiu din matricea de puncte care formează un caracter este gol, frecvența corespunzătoare nu este trimisă în timpul intervalului său de timp, formând astfel un caracter cu pete luminoase și spațiu gol.

Pasul 5: Afișarea bitmapurilor arbitrare

Afișarea orei sau a altor astfel de date alfanumerice este în regulă, dar uneori am putea dori să avem o afișare frumoasă a unor lucruri aleatorii.

Se poate face, așa cum va fi discutat și demonstrat. Voi scrie programe care afișează linia de text "Instructables" ca o hartă de biți, iar robotul instructables, ca un grafic de 24 de pixeli înălțime. În primul rând, imaginile necesare trebuie să fie digitalizate. Pasul inițial este de a le extrage pe hârtie milimetrică. „Instructables” a fost scris folosind un font înalt de cinci pixeli. Deoarece acest lucru este transmis ca o hartă de biți, am rulat scrisori împreună ori de câte ori este posibil, fără a distruge lizibilitatea. Imaginea robotului instructabil a fost micșorată la 24 de pixeli pe verticală și apoi i-am marcat conturul cu puncte și am adăugat câteva puncte și la interior. Cred că oamenii vor recunoaște robotul, mai ales dacă le spui din timp că asta ar trebui să fie.

Pasul 6: digitalizarea „Instructabilelor”

Imaginea arată cum este digitalizată harta de biți a liniei de text.

Luând coloana din stânga, de exemplu, toți pixelii ei sunt negri. Deci, toate sunt una: 11111 Ne grupăm la patru, făcând două ciuguleli: 1 1111 Aceste două sunt apoi exprimate ca hexazecimale, pentru o reprezentare compactă: 1 F Deoarece caracterele au o înălțime de cinci biți, prima cifră va fi fie 0 sau 1, iar a doua cifră va fi 0-1, AF. Fundul este considerat a fi cel mai semnificativ final. A doua coloană este goală, deci toate zero: 00 hex. Cea de-a treia coloană are primele trei urmate de două zerouri: 1 1100 -> 1 C Și așa mai departe, chiar până la capăt. Toate acestea sunt înghesuite într-un fișier include, numit „instructlables.inc”. Astfel, schimbând linia care specifică fișierul include în programul principal, puteți schimba harta de biți afișată. În cazul în care creați un alt bimap care să vă arate numele, de exemplu, îl puteți pune într-un fișier „yourname.inc” și îl puteți apela în programul principal.

Pasul 7: Afișajul rezultat

Funcționează, după cum puteți vedea după imaginea rezultată pe ecran.

Software-ul Spectrum Lab vă permite să selectați culorile și nuanțele afișajului, astfel încât prin selecție judicioasă puteți afișa text foarte frumos folosind acest program.

Pasul 8: Secvența frecvențelor

Să aruncăm o privire mai atentă asupra modului în care s-a format imaginea respectivă.

Prima imagine de mai jos arată secvența de frecvențe emise de micro, cu o rezoluție scurtă de timp. Arată în mod clar natura treptelor tonurilor, deoarece tonurile care alcătuiesc punctele sunt emise în ordine serială. Puteți vedea, de asemenea, de ce personajele s-au format toate înclinând spre dreapta. Al doilea arată același ecran, cu o setare diferită a filtrului. Rezoluția de timp a acestui filtru este redusă, astfel încât punctele par să ocupe mai mult timp. Frotiul orizontal rezultat are ca rezultat ușurarea citirii textului. Un semnal trebuie să aibă o setare corespunzătoare a programului înainte ca acesta să fie afișat ca o imagine recunoscută.

Pasul 9: Digitalizarea robotului

Robotul are o înălțime de 24 de biți și, prin urmare, nu se încadrează într-un cuvânt de opt biți. O tehnică diferită a fost utilizată pentru a digitaliza robotul, de această dată împrumutând din programul folosit pentru „felicitare muzicală” instructabil.

Deoarece imaginea este formată dintr-o secvență de tonuri, un program muzical ar trebui să poată afișa robotul, cu condiția ca robotul să fie alimentat cu el ca o secvență de frecvențe care să fie convertită în muzică. Figura arată robotul, rânduri etichetate cu valori de întârziere pentru a fi conectate la un program de muzică. Aceste valori au fost ușor modificate și sunt disponibile ca listă robot.asm și au dus la afișarea unui robot aproape recunoscut.

Pasul 10: Robotul pe ecranul computerului

Este o pasăre … Este un avion … Este o farfurie zburătoare marțiană …

Este robotul instructabil.

Pasul 11: Hardware-ul

Figurile prezintă fotografia și schema circuitului microcontrolerului care produce aceste imagini.

Este un microcontroler cu opt pini, 12F510, fabricat de microcip. Cablul ecranat din stânga se conectează la placa de sunet a computerului. Conectorul din dreapta se conectează la programator și furnizează, de asemenea, energie. Fără a deconecta nimic sau a schimba conexiunile, microcontrolerul poate fi șters și reprogramat prin ICSP doar prin rularea programelor corespunzătoare pe computer.

Pasul 12: Principiul

Figura arată principiul din spatele afișării matricei de puncte care alcătuiesc personajele. Secvența tonurilor ascendente alcătuiește o formă de oscilație a scării, care, repetată la intervale determinate, formează un dinte de ferăstrău pe banda de frecvențe care formează personajul. instructabil, https://www.instructables.com/id/Oscilloscope-clock/, la afișarea orei pe un osciloscop. Principiul este similar, cu excepția faptului că cel anterior folosea nivelurile de tensiune și acesta folosește frecvența. Diferența este că nivelurile de tensiune sunt foarte dificil de afișat folosind placa de sunet și aproape fiecare program care afișează nivelurile de tensiune nu îl afișează în modul ceea ce face ca caracterele să fie vizibile. Fiecare caracter este afișat ca o succesiune de coloane înalte de șapte pixeli. Dacă cel mai mic pixel trebuie să fie aprins, frecvența corespunzătoare acestuia este pornită pentru o scurtă perioadă de timp. În cazul "ceasului osciloscopului", se menține un anumit nivel de tensiune pentru acel moment. Dacă pixelul respectiv trebuie să fie întunecat, tonul nu se face deloc sau, în schimb, se trimite un nivel de golire. Deoarece aceste frecvențe (sau niveluri de tensiune) sunt trimise secvențial, una după alta, nu formează o linie verticală. Ele formează o linie care se înclină spre dreapta. Este posibil să se trimită acei biți în direcția inversă, iar apoi caracterele rezultate se vor înclina spre stânga. Acest lucru pare nefiresc și, prin urmare, este de preferat prezentul aranjament. Un alt tip de hellschreiber, care trimite toate tonurile în același timp, este capabil să producă caractere perfect verticale. Deoarece acest lucru necesită producerea tuturor tonurilor în același timp, fără distorsiuni, nu este posibil să-l implementați într-un mod simplu folosind un singur microcontroler.