Hlasový záznamník Arduino Nano s mikrofónom MAX9814: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Dostal som mikrofón MAX9814 z dodávky AZ na Amazone a chcel som zariadenie vyskúšať. Preto som vytvoril tento jednoduchý projekt postavený na Great Scott's Spy Bug (publikovanom pod touto licenciou Creative Commons). Trochu som upravil štruktúru projektov, aby som zvýšil efektivitu a pridal niekoľko nových funkcií. Toto je môj prvý projekt Instructables, takže nebude dokonalý, ale som ochotný sa poučiť a otvoriť sa rade.

Výsledky testov z mikrofónu s rôznymi ziskami sa pridávajú na konci, takže ak chcete porovnať iba kvalitu zosilnení 40 dB, 50 dB a 60 dB, môžete tam preskočiť.

Dúfam, že tento projekt bude užitočný pre ľudí, ktorí sa pokúšajú implementovať do svojho projektu mikrofón. Tiež dúfam, že tento projekt bude čo najprístupnejší pre začiatočníkov, takže som pridal veľa pripomienok k svojmu kódu, ale tiež som rád, že môžem zrevidovať svoju prácu a pridať ďalšie objasnenie, ktoré by bolo užitočné. Zapojenie je veľmi priateľské pre začiatočníkov, ale implementácia softvéru je trochu zložitejšia.

Prezrite si všetky súbory projektu a navrhnite vylepšenia môjho kódu v mojom úložisku GitHub.

Zásoby:

Amazon:

• Mikrofón MAX9814 so zosilňovačom
• Breadboard
• Arduino Nano (Je to balíček troch, ale potrebovali ste iba jeden!)
• Čítačka kariet SD
• LED diódy
• Rezistory
• Hmatové tlačidlá
• Mini kábel USB B (pre Arduino Nano)
• USB power banka (použil som lacnú, kúpenú lokálne)

Krok 1: Obvod a vysvetlenie zariadenia

Prispôsobil som svoj obvod tak, aby fungoval so zariadením Arduino Nano, ale svoj obvod môžete spustiť na rôznych zariadeniach Arduino úpravou čísiel pinov v hornej časti kódu (ďalšia časť). Ak chcete vo svojom zariadení nastaviť obvod, vyhľadajte „pinout Arduino [váš model]“a malo by existovať veľa obrázkov, ktoré ilustrujú, aké funkcie môže každý pin vykonávať (napr. Analógový vstup, SS, MOSI atď.). Väčšina zariadení je dodávaná aj s označenými kolíkmi. Túto schému som nakreslil pomocou editora EasyEDA, ale vytvoril som ju pomocou spájkovacej dosky, pretože som to chcel vytvoriť čo najrýchlejšie a chcel som rýchlo prekonfigurovať rozloženie.

Krok 2: Programovanie

Napísal som nejaký jednoduchý kód na nahrávanie zvuku do zariadenia. Ako inšpiráciu som použil kód Great Scotta, ale zmenil som štruktúru, aby som zvýšil efektivitu a jednoduchosť. Odstránil som tiež obmedzenia týkajúce sa počtu súborov, ktoré je možné zaznamenať, a pridal som ďalšie komentáre, ktoré by mali začiatočníkom pomôcť pri navigácii. Hotový kód si stiahnite nižšie a otvorte ho pomocou Arduino IDE. Stiahnite si požadované moduly („SD.h“, „SPI.h“a „TMRpcm.h“) pomocou správcu balíkov Arduino (zobrazený na obrázkoch vyššie).

Nahrávanie do súboru WAV na kartu SD je rozšírenou funkciou knižnice TMRpcm, takže na jej použitie musíte upraviť konfiguračný súbor knižnice. Aj keď to znie skľučujúco (aspoň pre mňa to bolo), hľadá iba súbor „pcmConfig.h“pomocou prieskumníka súborov a odkomentuje niekoľko riadkov kódu (potom ho uloží).

1. Na doskách Uno alebo non-mega odkomentujte riadok #define buffSize 128
2. Tiež odkomentujte #define ENABLE_RECORDING a #define BLOCK_COUNT 10000UL

Po dokončení návratu do Arduino IDE zapojte Arduino, vyberte ho a potom skompilujte a nahrajte program. Otvorenie sériového monitora vám tiež poskytne určitú spätnú väzbu počas behu.

Krok 3: Hotový projekt a testovanie

Keď som dokončil zapojenie a ladenie, projekt som otestoval.

UPOZORNENIE Reštartovaním zariadenia sa vynuluje počítadlo súborov a nové súbory prepíšu staré súbory.

Ako používať zariadenie:

1. zapojte napájací kábel USB do Arduina
2. stlačením hmatového tlačidla spustíte nahrávanie (LED dióda sa rozsvieti, aby to indikovala)
3. opätovným stlačením tlačidla nahrávanie ukončíte
4. opakujte, kým je potrebných toľko nahrávok
5. odpojte napájací kábel USB
6. Vyberte kartu SD
7. Vložte kartu SD do počítača alebo telefónu
8. Otvorte súbory vo vami zvolenej aplikácii na prehrávanie

Pôvodným účelom tohto projektu bolo otestovať mikrofón MAX9814, a tak som vykonal tri testy, aby som zistil, aký vplyv mal na jeho vstavaný zosilňovač. Pri produkcii nahrávok som použil jednu z Mozartových symfónií ako riadiacu premennú. Prehral som to na reproduktore svojho telefónu, ktorý som pri všetkých troch nahrávkach stále ukazoval na mikrofón v konštantnej vzdialenosti. Jedinou premennou, ktorú som zmenil, bol zisk mikrofónu (upravený pripojením k VCC, GND alebo ponechaním plávajúceho). Výsledné zvukové klipy sú priložené. Tiež som skombinoval zvuk 40 dB a 60 dB do jedného záznamu, v ktorom sa 40 dB prehráva v ľavom uchu a 60 dB v pravom uchu. Vďaka tomu je rozdiel v kvalite veľmi citeľný a zdôrazňuje, aký dôležitý je zisk poskytovaný modulom MAX9814.

Celkovo som bol s výsledkami záznamu veľmi spokojný, najmä preto, že nastavenie zariadenia je jedno z najjednoduchších, aké som kedy videl (iba s tromi vodičmi a bez externých komponentov - dokonca aj jednoduchá dióda LED vyžaduje odpor). Je tiež potrebné vziať do úvahy, že Arduino Nano má 10bitový ADC, takže akékoľvek čítanie amplitúdy môže byť iba jednou z 1024 diskrétnych hodnôt. Vďaka dobrej kvalite zvuku, kompaktným rozmerom a zanedbateľnej spotrebe energie; Dúfam, že zariadenie použijem v budúcich projektoch.

Ak som nešiel dostatočne do detailov, rád vám pomôžem a dodám ďalšie objasnenie. Toto je môj prvý pokyn, takže každá rada, ktorú mi teraz poskytnem, sa môže odraziť vo všetkých mojich ďalších projektoch. Ak máte nejaké návrhy na vylepšenie mojich kódov, rád ich pridám do svojho projektu na GitHub a tohto Instructables.