Tässä projektissa aiomme tehdä Clapper-piirin käyttämällä ADC (Analog to Digital Conversion) -konseptia ARDUINO UNO: ssa. Aiomme käyttää MIC: tä ja Unoa tunnistamaan äänen ja laukaisemaan vastauksen. Tämä Clap ON Clap OFF -kytkin kytkee laitteen päälle tai pois päältä käyttämällä taputusääntä kytkimenä. Olemme aiemmin rakentaneet Clap-kytkimen ja Clap ON Clap OFF -kytkimen 555 Timer IC: llä.
Taputettaessa MIC: ssä on huippusignaali, joka on paljon normaalia korkeampi, tämä signaali syötetään vahvistimeen, vaikka ylipäästösuodatin. Tämä vahvistettu jännitesignaali syötetään ADC: lle, joka muuntaa tämän korkean jännitteen luvuksi. Joten UNO: n ADC-lukemassa on huippu. Tällä piikin havaitsemisella vaihdamme LEDin taululle, jokaiselle taputukselle. Tämä projekti on selitetty yksityiskohtaisesti alla.
MIC tai mikrofoni on äänentunnistin, joka muuntaa periaatteessa äänienergian sähköenergiaksi, joten tällä anturilla ääni on muuttuva jännite. Tallennamme tai havaitsemme ääntä yleensä tämän laitteen kautta. Tätä kaikuanturia käytetään kaikissa matkapuhelimissa ja kannettavissa tietokoneissa. Tyypillinen MIC näyttää tältä:
Lauhdutinmikrofonin napaisuuden määrittäminen:
MIC: llä on kaksi liitintä, joista toinen on positiivinen ja toinen negatiivinen. Mikrofonin napaisuus löytyy monimittarilla. Ota Multi-Meterin positiivinen anturi (aseta mittari DIODE TESTING -tilaan) ja kytke se MIC: n yhteen napaan ja negatiivinen anturi MIC: n toiseen liittimeen. Jos saat lukemat näytölle, positiivisen (MIC) terminaali on monimetrin negatiivisessa liittimessä. Tai voit yksinkertaisesti löytää liittimet katsomalla sitä, negatiivisessa liittimessä on kaksi tai kolme juotoslinjaa, jotka on kytketty mikrofonin metallikoteloon. Tämä liitettävyys negatiivisesta terminaalista metallikoteloonsa voidaan testata myös jatkuvuustestillä negatiivisen päätteen selvittämiseksi.
Vaaditut komponentit:
Laitteisto:
ARDUINO UNO, virtalähde (5v), lauhdutinmikrofoni (selitetty yllä)
2N3904 NPN-transistori,
100nF kondensaattorit (2 kpl), yksi 100uF kondensaattorit,
1K Ω vastus, 1MΩ vastus, 15KΩ vastus (2 kpl), yksi LED,
Ja leipälauta ja liitäntäjohdot.
Ohjelmisto: Arduino IDE - Arduino iltaisin.
Piirikaavio ja selitys:
Piirikaavio läppä piiri on esitetty alla kuviossa:
Olemme jakaneet työskentelyn neljään osaan, toisin sanoen: Suodatus, Vahvistus, Analoginen-digitaalinen muunnos ja ohjelmointi LEDin vaihtamiseksi
Aina kun on ääntä, MIC poimii sen ja muuntaa sen jännitteeksi, lineaariseksi äänen suuruuden mukaan. Joten korkeammalle äänelle meillä on suurempi arvo ja pienemmälle äänelle pienempi arvo. Tämä arvo on ensin syötetään ylipäästösuotimen varten suodattamalla. Sitten tämä suodatettu arvo syötetään transistoriin vahvistusta varten ja transistori antaa vahvistetun ulostulon kollektorissa. Tämä keräyssignaali syötetään UNO: n ADC0-kanavalle muunnosta analogiseksi digitaaliseksi. Lopuksi Arduino on ohjelmoitu vaihtamaan LEDiä, joka on kytketty PORTD: n PIN-koodiin 7, aina kun ADC-kanava A0 ylittää tietyn tason.
1. Suodatus:
Ensinnäkin puhumme lyhyesti RC-ylipäästösuodattimesta, jota on käytetty suodattamaan melut. Se on helppo suunnitella ja koostuu yhdestä vastuksesta ja yhdestä kondensaattorista. Tätä piiriä varten emme tarvitse paljon yksityiskohtia, joten pidämme sen yksinkertaisena. Ylipäästösuodatin sallii korkeataajuisen signaalin siirtymisen tulosta lähtöön, toisin sanoen tulosignaali näkyy lähdössä, jos signaalin taajuus on korkeampi kuin suodattimen määrätty taajuus. Toistaiseksi meidän ei tarvitse huolehtia näistä arvoista, koska emme suunnittele äänivahvistinta. Piirissä on ylipäästösuodatin.
Tämän suodattimen jälkeen jännitesignaali syötetään transistoriin vahvistusta varten.
2. Vahvistus:
MIC: n jännite on hyvin pieni, eikä sitä voida syöttää UNO: lle ADC: tä varten (analoginen digitaalimuunnos), joten tätä varten suunnittelemme yksinkertaisen vahvistimen, jossa on transistori. Tässä olemme suunnitelleet yhden transistorivahvistimen MIC-jännitteiden vahvistamiseksi. Tämä vahvistettu jännitesignaali syötetään edelleen Arduinon ADC0-kanavalle.
3. Analogisesta digitaalimuunnokseen:
ARDUINOlla on 6 ADC-kanavaa. Niiden joukossa mitä tahansa tai kaikkia niitä voidaan käyttää analogisen jännitteen tuloina. UNO ADC: n resoluutio on 10 bittiä (joten kokonaislukuarvot ((0- (2 ^ 10) 1023)). Tämä tarkoittaa, että se kartoittaa 0 - 5 voltin syöttöjännitteet kokonaislukuiksi välillä 0 - 1023. Joten jokaiselle (5/1024 = 4,9 mV) yksikköä kohti.
Nyt, jotta UNO voi muuntaa analogisen signaalin digitaaliseksi signaaliksi, meidän on käytettävä ARDUINO UNO: n ADC-kanavaa alla olevien toimintojen avulla:
1. analoginenLue (tappi); 2. analoginen viite ();
UNO ADC kanavilla on oletusarvo viitearvon 5V. Tämä tarkoittaa, että voimme antaa enimmäistulojännitteen 5 V ADC-muunnokselle millä tahansa tulokanavalla. Koska jotkut anturit tarjoavat jännitteitä 0-2,5 V, niin 5 V: n referenssillä saamme pienemmän tarkkuuden, joten meillä on ohje, jonka avulla voimme muuttaa tätä vertailuarvoa. Joten vertailuarvon muuttamiseksi meillä on "analogReference ();"
Piirissämme olemme jättäneet tämän referenssijännitteen oletusarvoon, jotta voimme lukea arvon ADC-kanavalta 0 kutsumalla suoraan toimintoa "analogRead (pin);", tässä "pin" edustaa nastaa, johon liitimme analogisen signaalin, sisään tässä tapauksessa se olisi “A0”. ADC: n arvo voidaan ottaa kokonaislukuksi muodossa "int sensorValue = analogRead (A0); ”, Tällä ohjeella ADC: n arvo tallennetaan kokonaislukuun“ sensorValue ”. Nyt transistorin arvo on digitaalisessa muodossa UNO: n muistissa.
4. Ohjelmoi Arduino vaihtamaan kunkin taputuksen LED:
Normaaleissa tapauksissa MIC antaa normaalit signaalit, joten meillä on normaalit digitaaliset arvot UNO: ssa, mutta taputtaessamme siellä MIC: n tarjoamaa huippua, tällöin meillä on digitaalinen huippuarvo UNO: ssa, voimme ohjelmoida UNO: n vaihtamaan LED palaa ja sammuu aina, kun huippu on. Joten ensimmäisellä taputuksella LED syttyy ja pysyy päällä. Toisella taputuksella LED sammuu ja pysyy POIS seuraavaan taputukseen saakka. Tämän avulla meillä on clapper-piiri. Tarkista alla oleva ohjelmakoodi.