Ebben a projektben Clapper áramkört fogunk létrehozni az ADC (Analog to Digital Conversion) koncepció használatával az ARDUINO UNO-ban. MIC és Uno segítségével fogjuk érzékelni a hangot és kiváltani a választ. Ez a Clap ON Clap OFF kapcsoló alapvetően be- vagy kikapcsolja az eszközt, a taps hangjának kapcsolóként történő használatával. Korábban már építettünk Clap kapcsolót és Clap ON Clap OFF kapcsolót, az 555 Timer IC használatával.
Tapsoláskor a MIC-nél a normálnál jóval magasabb csúcsjel lesz, ezt a jelet az erősítőbe vezetik, bár a felüláteresztő szűrőt. Ezt az erősített feszültségjelet táplálja az ADC, amely ezt a nagy feszültséget számokká alakítja. Tehát csúcs lesz az UNO ADC-olvasatában. Ezen a csúcsérzékelésen egy LED-et kapcsolunk a táblára, minden egyes tapsra. Ezt a projektet az alábbiakban részletesen ismertetjük.
A MIC vagy a mikrofon egy hangérzékelő átalakító, amely alapvetően elektromos energiává alakítja a hangenergiát, így ezzel az érzékelővel a hang változó feszültségként működik. A hangot általában ezen az eszközön keresztül rögzítjük vagy érzékeljük. Ezt az átalakítót minden mobiltelefonban és laptopban használják. Egy tipikus MIC úgy néz ki,
A kondenzátor mikrofon polaritásának meghatározása:
A MIC-nek két terminálja van, az egyik pozitív, a másik pedig negatív. A mikrofon polaritása megtalálható egy multi-Meter segítségével. Vegyük a Multi-Meter pozitív szondáját (állítsuk a mérőt DIODE TESTING üzemmódba), és csatlakoztassuk a MIC egyik, a negatív szondát pedig a MIC másik termináljához. Ha a képernyőn megjelenik az olvasmány, akkor a pozitív (MIC) kapcsa a Multi-Meter negatív terminálján található. Vagy egyszerűen megnézheti a sorkapcsokat, ha megnézi, a negatív sorkapocs két vagy három forrasztóvezetékkel rendelkezik, amelyek a mikrofon fém házához vannak csatlakoztatva. Ez a kapcsolat a negatív termináltól a fémházig a folytonossági teszterrel is tesztelhető, hogy kiderüljön a negatív terminál.
Szükséges alkatrészek:
Hardver:
ARDUINO UNO, tápegység (5v), kondenzátormikrofon (fentebb kifejtve)
2N3904 NPN tranzisztor,
100nF kondenzátorok (2 db), egy 100uF kondenzátorok,
1K Ω ellenállás, 1MΩ ellenállás, 15KΩ ellenállás (2 db), egy LED,
És kenyérlemez és összekötő vezetékek.
Szoftver: Arduino IDE - Arduino éjszakánként.
Áramkör és működési magyarázat:
A csappantyú áramkörének kapcsolási rajza az alábbi ábrán látható:
A munkát négy részre osztottuk: szűrés, erősítés, analóg-digitális átalakítás és programozás a LED váltására
Valahányszor van hang, a MIC felveszi és átalakítja feszültséggé, lineárisan a hang nagyságához. Tehát egy magasabb hanghoz magasabb, alacsonyabb hanghoz pedig alacsonyabb az értékünk. Ezt az értéket először a felüláteresztő szűrőbe vezetik szűrésre. Ezután ezt a szűrt értéket továbbítják a tranzisztorba erősítés céljából, és a tranzisztor biztosítja az erősített kimenetet a kollektoron. Ezt a kollektorjelet az UNO ADC0 csatornájára továbbítják analóg-digitális átalakítás céljából. Végül az Arduino programozva váltja a PORTD 7-es PIN-jére csatlakoztatott LED- et, valahányszor az A0 ADC csatorna túllép egy adott szinten.
1. Szűrés:
Először röviden beszélünk az RC High Pass Filterről, amelyet a zajok kiszűrésére használtak. Könnyen megtervezhető, egyetlen ellenállásból és egyetlen kondenzátorból áll. Ehhez az áramkörhöz nem kell sok részlet, ezért egyszerűvé fogjuk tenni. A felüláteresztő szűrő lehetővé teszi a magas frekvenciájú jelek bemenetről kimenetre történő átadását, más szóval a bemeneti jel akkor jelenik meg a kimeneten, ha a jel frekvenciája magasabb, mint a szűrő által előírt frekvencia. Egyelőre nem kell aggódnunk ezen értékek miatt, mert itt nem audio erősítőt tervezünk. Az áramkörben egy áteresztő szűrő látható.
Ez után a szűrő után feszültségjel kerül a tranzisztorba erősítés céljából.
2. Erősítés:
A MIC feszültsége nagyon alacsony, ezért nem lehet betáplálni az UNO-ba az ADC-hez (analóg-digitális átalakítás), ezért ehhez egy tranzisztort használó egyszerű erősítőt tervezünk. Itt egyetlen tranzisztoros erősítőt terveztünk a MIC feszültségek erősítésére. Ez az erősített feszültségjel tovább kerül az Arduino ADC0 csatornájába.
3. Analóg-digitális átalakítás:
Az ARDUINO-nak 6 ADC csatornája van. Ezek közül bármelyik vagy mindegyik használható bemenetként az analóg feszültséghez. Az UNO ADC 10 bites felbontású (tehát a (0- (2 ^ 10) 1023 értékekből származó egész értékek). Ez azt jelenti, hogy a 0 és 5 volt közötti bemeneti feszültségeket 0 és 1023 közötti egész értékekre fogja feltérképezni. (5/1024 = 4,9 mV) egységenként.
Ahhoz, hogy az UNO analóg jelet digitális jellé alakítson, az ARDUINO UNO ADC csatornáját kell használnunk az alábbi funkciók segítségével:
1. analógRead (tű); 2. analóg hivatkozás ();
UNO ADC csatorna van alapértelmezett referenciaértéket 5V. Ez azt jelenti, hogy bármilyen bemeneti csatornán maximális 5 V bemeneti feszültséget adhatunk az ADC konverzióhoz. Mivel egyes szenzorok 0-2,5 V feszültséget szolgáltatnak, így 5 V referencia esetén kisebb pontosságot kapunk, így van egy utasításunk, amely lehetővé teszi számunkra a referenciaérték megváltoztatását. Tehát a referenciaérték megváltoztatásához az „analogReference ();”
A mi áramkör, már elhagyta a referencia feszültséget az alapértelmezett, így tudjuk olvasni érték ADC csatorna 0, közvetlenül felhívja funkció „analogRead (pin);” itt „pin” jelentése pin ahol csatlakozik az analóg jel, a ebben az esetben „A0” lenne. Az ADC-ből származó érték egész számba vehető: „int sensorValue = analogRead (A0); ”, Ezzel az utasítással az ADC értékét az„ sensorValue ”egész számba tároljuk. A tranzisztor értéke digitális formában van, az UNO memóriájában.
4. Programozza az Arduino-t a LED-ek bekapcsolására minden egyes tapsnál:
Normális esetekben a MIC normál jeleket ad, és így normális digitális értékeink vannak az UNO-ban, de ha ott tapsolunk, akkor a MIC által biztosított csúcsot, ezzel az UNO-ban van egy digitális csúcsértékünk, programozhatjuk az UNO-t a váltáshoz egy LED be- és kikapcsol, ha van csúcs. Tehát első tapsoláskor a LED bekapcsol és folyamatosan világít. Második tapsoláskor a LED kikapcsol és a következő tapsig kikapcsol. Ezzel megvan a clapper áramkör. Ellenőrizze az alábbi programkódot.