Sonic motýlik, David Boldevin Engen: 4 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Kompaktný motýlik schopný nepretržite zobrazovať okolitý zvuk na štyroch rôznych frekvenciách na dvoch zrkadlených policiach 4x5 LED

Tento tutoriál vás prevedie tým, ako si vyrobiť motýlika, vďaka ktorému vyniknete v každom dave.

Čo budete potrebovať k tomuto projektu:

1 Arduino Pro Micro alebo Arduino podobnej veľkosti, ktoré beží na 16 MHz

40 3mm LED diód

1 jednoduché tlačidlo

1 elektretový mikrofón

1 nabíjateľná 3,7V 800mAh 25C 1-článková LiPo batéria

10 100Ω odporov

1 odpor 10 kΩ

1 220Ω odpor

Prístup k počítaču s plošnými spojmi (doska s plošnými spojmi)

Lacný nastaviteľný háčikový/pripínací motýlik alebo len nastaviteľný háčik/klip na krk

Krok 1: Vytlačte PCB

Pri tlači plošných spojov bude možno potrebné prispôsobiť súbor.cmp tak, aby zodpovedal požiadavkám výrobcu. Doska v origináli bola však vyrobená pomerne nepresnou metódou, takže väčšina výrobcov bude s najväčšou pravdepodobnosťou schopná vyrobiť DPS bez úprav. Na obrázkoch vidíte prednú a zadnú stranu DPS. Konštrukcia predpokladá, že spájkovacie otvory neobsahujú priechodky a že priechodky je možné umiestniť iba oddelene (v plošných spojoch s viac ako jednou bočnou priechodkou sú spojenia medzi vrstvami).

Každé svetlo je adresované jednotlivo pomocou techniky nazývanej Charlieplexing, ktorá umožňuje oveľa menej vstupných uzlov ako normálna matica LED. Nevýhodou je, že súčasne je možné zapnúť iba svetlo, čo určuje hranicu toho, aké veľké môže byť pole a bez viditeľného blikania. Charliplexing funguje tak, že namiesto dvoch signálov 1 a 0 má tri 1, 0 a Z. Tam, kde Z funguje ako otvorený obvod, má veľmi vysokú impedanciu. Každé svetlo sa teda rozsvieti tak, že uzol je v kombinácii 1, 0, Z, Z, Z, čo znamená, že prúd môže prechádzať súčasne iba z jedného uzla do druhého.

Krok 2: Celé spájkovanie

Pri spájkovaní svetiel na doske plošných spojov je veľmi dôležité dôsledne spájkovať kladnú stranu LED na štvorce a zápornú do kruhu. Ak to urobíte opačne, adresa v kóde zapne nesprávne svetlá a nekonzistentnosť spôsobí zapnutie viacerých svetiel rovnakými podnetmi.

Potom spájkujte odpory 10 100Ω k prednej časti motýlika.

Potom pripojte ostatné diely spôsobom znázorneným na schéme zapojenia, je v poriadku batériu spájkovať priamo s Arduinom, pretože sa nabíja, keď je arduino pripojené cez USB. Pred lepením všetkých dielov na zadnú stranu DPS by ste mali otestovať chyby v poli.

Krok 3: Nahranie kódu a ladenie

Nahrajte kód vyššie. Keď je súbor nahraný, aktivujte ho stlačením tlačidla. Teraz by sa mal motýlik posúvať nahor alebo nadol v tvare trojuholníka smerujúceho dovnútra.

Ak to neurobíte, použite funkciu Blikanie (LED), ktorá zadáva číslo 1-20, pre každé svetlo jednotlivo v slučke while (režim = 0) v prázdnej slučke, zatiaľ čo zvyšok komentujte slučka.

prázdna slučka () {

while (mode == 0) {

Žmurknutie (1); // Test po jednom, aby ste zistili, či svetlá fungujú tak, ako by mali a ktoré nie

// Blink (2); // ďalší krok až do 20

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

režim = 1;

Vypnuté ();

zapnutie (1);

oneskorenie (200);

prestávka;

}

Vypnuté (); */ // táto časť je počas ladenia komentovaná

}

…..

Ladenie:

Ak máte na každej strane rôzne svetlá, nie je v spájkovaní niečo v poriadku, mali by ste odpojiť príslušné svetlá a vykonať krok 2 znova.

Ak sú dvojice 2 svetiel vypnuté, môžu chýbať priechodky.

Ak sa dve svetlá vždy rozsvietia spoločne a sú menej jasné ako ostatné, jedno bolo spájkované nesprávnym spôsobom.

Ak sa každé svetlo rozsvieti jednotlivo, ale nedodržiavajte vzor popísaný v pokynoch v hornej časti kódu, ktorý ste pokazili v kroku 2.

iné problémy môžu vyplývať zo zlého pripojenia alebo skratu na doske plošných spojov.

Varovanie: Tento segment je veľmi technický a nepotrebný na výrobu motýlika

Napísal som kód spektrálnej analýzy špeciálne pre Arduino s hodinovou frekvenciou 16 MHz. Nie som si teda celkom istý, ako dobre to bude fungovať na iných systémoch, môže to spôsobiť, že všetky pásma budú reagovať veľmi odlišne, ale môže sa to veľmi zmeniť.

Funguje tak, že odoberie 60 vzoriek za približne 6, 7 ms, čo je vzorkovacia frekvencia zhruba 8, 9 kHz. Potom ich analyzujeme 4 rôznymi spôsobmi, pričom dostaneme 4 rôzne frekvencie.

Analýza s najvyššou frekvenciou funguje tak, že porovná každú ďalšiu vzorku s ďalšou, zarovnáva hodnotu a sumuje ju pre každú dvojicu vzoriek. To dáva najvyšší efekt okolo polovice vzorkovacej frekvencie, takže je to pásmový filter okolo 4,4 kHz.

Hrubý matematický vzorec na analýzu:

Σ (sq (x [2n-1] -x [2n]))

Ďalší funguje veľmi podobne, ale najskôr pridá dve vzorky naraz. To efektívne poskytuje polovicu vzorkovacej frekvencie posledného systému a zároveň odfiltruje najvyššie frekvencie a vytvorí pásmový filter okolo 2, 2 kHz.

Ďalší systém robí to isté, ale namiesto pridávania 2 vzoriek naraz pridá 10, čo sa stane pásmovým filtrom pre 440 Hz.

Posledná analýza spočíta prvých 30 vzoriek a porovná ich so súčtom posledných 30. Tým sa v skutočnosti stane pásmový filter pre 150 Hz.

Krok 4: Zlepte to všetko dohromady

Je dôležité udržiavať Arduino oddelené od dosky plošných spojov, pretože pri kontakte môže spôsobiť skrat. To sa dá dosiahnuť ich zlepením elektrickou páskou medzi nimi. pre vyváženie je tiež výhodné mať batériu na jednom krídle motýlika a mikrokontrolér na druhom. Stred motýlika by ste sa mali snažiť nechať celkom prázdny, pretože tu spájate nákrčník, s výnimkou mikrofónu, ktorý by mal vyčnievať niekoľko milimetrov a smerovať k pažeráku, to bude znamenať, že keď budete hovoriť každý to uvidí najjasnejšie.

Pamätajte si: na zadnej strane motýlika je funkčnosť oveľa dôležitejšia ako estetika, pretože to nikto neuvidí.