V tomto projektu budeme vyrábět obvod klapek pomocí konceptu ADC (analogově-digitální převod) v ARDUINO UNO. Budeme používat MIC a Uno k snímání zvuku a spuštění odezvy. Tento spínač Clap ON Clap OFF v zásadě zapíná nebo vypíná zařízení pomocí zvuku tleskání jako spínače. Dříve jsme pomocí spínače časovače 555 vytvořili spínač klapek a spínač klapek ON.
Při tleskání bude na MIC špičkový signál, který je mnohem vyšší, než je obvyklé, tento signál je přiváděn do zesilovače, i když je použit vysokofrekvenční filtr. Tento zesílený napěťový signál se přivádí do ADC, který převádí toto vysoké napětí na číslo. Ve čtení ADC OSN tedy bude vrchol. Při této detekci píku přepneme LED na desce, na každém tleskání. Tento projekt byl podrobně vysvětlen níže.
MIC nebo mikrofon je snímač snímající zvuk, který v zásadě převádí zvukovou energii na elektrickou energii, takže s tímto snímačem máme zvuk jako měnící se napětí. Prostřednictvím tohoto zařízení obvykle nahráváme nebo snímáme zvuk. Tento převodník se používá ve všech mobilních telefonech a laptopech. Typický MIC vypadá jako,
Určení polarity kondenzátorového mikrofonu:
MIC má dva terminály, jeden je kladný a druhý je záporný. Polaritu mikrofonu lze zjistit pomocí multimetru. Vezměte kladnou sondu Multi-Meteru (přepněte měřicí přístroj do režimu DIODE TESTING) a připojte ji k jedné svorce MIC a záporná sonda ke druhé svorce MIC. Pokud získáte hodnoty na obrazovce, pak je kladná svorka (MIC) na záporné svorce multimetru. Nebo můžete jednoduše najít svorky tím, že se na to podíváte, záporná svorka má dvě nebo tři pájecí linky připojené ke kovovému pouzdru mikrofonu. Tuto konektivitu, od záporného vývodu do jeho kovového pouzdra, lze také otestovat pomocí testeru kontinuity a zjistit záporný vývod.
Požadované komponenty:
Hardware:
ARDUINO UNO, napájecí zdroj (5 V), kondenzátorový mikrofon (vysvětleno výše)
2N3904 NPN tranzistor,
100nF kondenzátory (2 kusy), jeden 100uF kondenzátor,
1K Ω rezistor, 1MΩ rezistor, 15KΩ rezistor (2 kusy), jedna LED,
A prkénko a spojovací dráty.
Software: Arduino IDE - Arduino každou noc.
Schéma zapojení a pracovní vysvětlení:
Schéma zapojení klapky obvodu je znázorněno na obrázku níže:
Práce jsme rozdělili do čtyř částí, a to: filtrace, zesílení, analogově-digitální převod a programování pro přepínání LED
Kdykoli je slyšet zvuk, MIC jej zachytí a převede na napětí lineární na velikost zvuku. Takže pro vyšší zvuk máme vyšší hodnotu a pro nižší zvuk máme nižší hodnotu. Tato hodnota se nejprve přivede do filtru High Pass pro filtraci. Poté je tato filtrovaná hodnota přivedena do tranzistoru pro zesílení a tranzistor poskytuje zesílený výstup na kolektoru. Tento signál kolektoru se přivádí na kanál ADC0 UNO pro analogově-digitální převod. A nakonec je Arduino naprogramováno tak, aby přepínalo LED, připojené na PIN 7 PORTD, pokaždé, když ADC kanál A0 překročí určitou úroveň.
1. Filtrace:
Nejprve si krátce povíme o RC High Pass filtru, který byl použit k odfiltrování zvuků. Je snadné jej navrhnout a skládá se z jednoho rezistoru a jednoho kondenzátoru. Pro tento obvod nepotřebujeme mnoho podrobností, takže to zjednodušíme. Vysokofrekvenční filtr umožňuje průchod vysokofrekvenčních signálů ze vstupu na výstup, jinými slovy, vstupní signál se objeví na výstupu, pokud je frekvence signálu vyšší než frekvence předepsaná filtrem. Zatím si nemusíme dělat starosti s těmito hodnotami, protože zde nenavrhujeme audio zesilovač. V obvodu je zobrazen horní propust.
Po tomto filtru je napěťový signál přiváděn do tranzistoru pro zesílení.
2. Zesílení:
Napětí MIC je velmi nízké a nelze jej přivést do UNO pro ADC (analogově-digitální převod), proto navrhujeme jednoduchý zesilovač využívající tranzistor. Zde jsme navrhli jediný tranzistorový zesilovač pro zesílení napětí MIC. Tento zesílený napěťový signál je dále přiváděn do kanálu ADC0 v Arduinu.
3. Analogově-digitální převod:
ARDUINO má 6 kanálů ADC. Mezi nimi může být jeden nebo všechny z nich použity jako vstupy pro analogové napětí. UNO ADC má 10 bitové rozlišení (tedy celočíselné hodnoty od (0- (2 ^ 10) 1023)). To znamená, že bude mapovat vstupní napětí mezi 0 a 5 volty na celočíselné hodnoty mezi 0 a 1023. Takže pro každou (5/1024 = 4,9 mV) na jednotku.
Nyní, aby UNO převádělo analogový signál na digitální signál, musíme použít kanál ADC ARDUINO UNO pomocí níže uvedených funkcí:
1. analogRead (pin); 2. analogReference ();
Kanály UNO ADC mají výchozí referenční hodnotu 5V. To znamená, že můžeme poskytnout maximální vstupní napětí 5V pro převod ADC na jakémkoli vstupním kanálu. Vzhledem k tomu, že některé senzory poskytují napětí od 0 do 2,5 V, získáme s referenční hodnotou 5 V menší přesnost, takže máme instrukci, která nám umožňuje změnit tuto referenční hodnotu. Takže pro změnu referenční hodnoty máme „analogReference ();“
V našem obvodu jsme ponechali toto referenční napětí na výchozí hodnotě, takže můžeme číst hodnotu z kanálu ADC 0 přímým voláním funkce „analogRead (pin);“, zde „pin“ představuje pin, kde jsme připojili analogový signál, v v tomto případě by to bylo „A0“. Hodnotu z ADC lze převést na celé číslo jako „int sensorValue = analogRead (A0); ”, Touto instrukcí se hodnota z ADC uloží do celého čísla„ sensorValue “. Nyní máme hodnotu tranzistoru v digitální podobě, v paměti UNO.
4. Naprogramujte Arduino tak, aby přepínalo LED na každé klapce:
Za normálních případů poskytuje MIC normální signály, a proto máme v UNO normální digitální hodnoty, ale při tleskání je zde špička poskytovaná MIC, díky tomu máme špičkovou digitální hodnotu v UNO, můžeme UNO naprogramovat na přepínání LED svítí a nesvítí, kdykoli je špička. Takže při prvním tleskání se LED rozsvítí a zůstane rozsvícená. Při druhém tleskání LED zhasne a zůstane zhasnutá až do dalšího tleskání. S tímto máme obvod klapky. Zkontrolujte programový kód níže.