У цьому проекті ми збираємося створити схему Клаппера, використовуючи концепцію АЦП (аналого-цифрове перетворення) в ARDUINO UNO. Ми будемо використовувати мікрофон і Uno, щоб відчути звук і викликати відповідь. Цей перемикач Clap ON Clap OFF в основному вмикає або вимикає пристрій, використовуючи звук плескання як перемикач. Ми вже побудували перемикач Clap та перемикач Clap ON Clap OFF, використовуючи 555 IC Timer.
При плесканні на МІК буде піковий сигнал, який набагато перевищує норму, цей сигнал подається на підсилювач, хоча фільтр високих частот. Цей посилений сигнал напруги подається на АЦП, який перетворює цю високу напругу в число. Тож буде максимальний показник читання АЦП ООН. На цьому виявленні піку ми будемо перемикати світлодіод на платі, на кожному лясканні. Цей проект детально пояснено нижче.
MIC або мікрофон - це датчик звукового зондування, який в основному перетворює звукову енергію в електричну, тому з цим датчиком ми отримуємо звук як зміну напруги. Зазвичай ми записуємо або чуємо звук за допомогою цього пристрою. Цей перетворювач використовується у всіх мобільних телефонах та ноутбуках. Типовий MIC виглядає так,
Визначення полярності конденсаторного мікрофона:
MIC має два термінали, один позитивний, а інший негативний. Полярність мікрофона можна знайти за допомогою мультиметра. Візьміть позитивний зонд мультиметра (переведіть вимірювач у режим ДІОДНОГО ТЕСТУВАННЯ) і підключіть його до одного терміналу мікрофона, а негативний - до іншого терміналу мікрофона Якщо на екрані з’являються показання, тоді термінал позитивного (MIC) знаходиться на негативному терміналі мультиметра. Або ви можете просто знайти клеми, подивившись на неї, негативний термінал має дві-три паяльні лінії, з'єднані з металевим корпусом мікрофона. Це з'єднання, від мінусової клеми до його металевого корпусу, також можна перевірити за допомогою тестера безперервності, щоб виявити негативну клему.
Необхідні компоненти:
Обладнання:
ARDUINO UNO, блок живлення (5 В), конденсаторний мікрофон (пояснено вище)
2N3904 транзистор NPN,
Конденсатори 100 нФ (2 штуки), один конденсатор 100 мкФ,
1K Ω резистор, 1MΩ резистор, 15KΩ резистор (2 штуки), один світлодіод,
І Макет та підключення проводів.
Програмне забезпечення: Arduino IDE - Arduino щоночі.
Принципова схема та робоче пояснення:
Принципова схема ланцюгової колони представлена на малюнку нижче:
Ми розділили роботу на чотири частини, тобто: фільтрацію, посилення, аналогово-цифрове перетворення та програмування для перемикання світлодіода
Всякий раз, коли є звук, MIC приймає його і перетворює в напругу, лінійну до величини звуку. Отже, для вищого звуку ми маємо вищу цінність, а для нижчого звуку ми маємо меншу вартість. Це значення спочатку подається у фільтр високих частот для фільтрації. Потім це відфільтроване значення подається на транзистор для посилення, а транзистор забезпечує посилений вихід на колекторі. Цей сигнал колектора подається на канал ADC0 UNO для аналого-цифрового перетворення. І нарешті, Arduino запрограмований на перемикання світлодіода, підключеного за PIN 7 PORTD, кожного разу, коли канал АЦП A0 виходить за межі певного рівня.
1. Фільтрація:
Перш за все ми коротко поговоримо про фільтр високих частот RC, який використовувався для фільтрації шумів. Його легко спроектувати, він складається з одного резистора та одного конденсатора. Для цієї схеми нам не потрібно багато деталей, тому ми будемо робити це просто. Фільтр високих частот дозволяє сигнали високочастотного проходу від входу до виходу, іншими словами, вхідний сигнал з'являється на виході, якщо частота сигналу перевищує встановлену частоту фільтра. Наразі нам не потрібно турбуватися про ці значення, оскільки тут ми не розробляємо звуковий підсилювач. У схемі показаний фільтр високих частот.
Після цього фільтра сигнал напруги подається на транзистор для посилення.
2. Посилення:
Напруга MIC дуже низька і не може подаватися в UNO для АЦП (аналого-цифрового перетворення), тому для цього ми розробляємо простий підсилювач з використанням транзистора. Тут ми розробили єдиний транзисторний підсилювач для посилення напруг мікрофона. Цей посилений сигнал напруги подається далі на канал ADC0 Arduino.
3. Аналого-цифрове перетворення:
ARDUINO має 6 каналів АЦП. Серед них будь-який один або всі вони можуть бути використані як входи для аналогової напруги. АЦП UNO має 10-бітну роздільну здатність (тому цілі значення від (0- (2 ^ 10) 1023)). Це означає, що він відобразить вхідні напруги від 0 до 5 вольт у цілі значення від 0 до 1023. Отже, для кожного (5/1024 = 4,9 мВ) на одиницю.
Тепер, щоб UNO перетворив аналоговий сигнал у цифровий, нам потрібно використовувати ADC-канал ARDUINO UNO за допомогою наведених нижче функцій:
1. analogRead (pin); 2. analogReference ();
UNO каналів АЦП мають опорне значення по замовчуванням 5В. Це означає, що ми можемо дати максимальну вхідну напругу 5В для перетворення АЦП на будь-якому вхідному каналі. Оскільки деякі датчики забезпечують напругу від 0-2,5 В, тому при еталонному напрузі 5 В ми отримуємо меншу точність, тому ми маємо інструкцію, яка дозволяє нам змінювати це контрольне значення. Отже, для зміни опорного значення ми маємо “analogReference ();”
У нашій схемі ми залишили цю опорну напругу за замовчуванням, тому ми можемо зчитувати значення з каналу АЦП 0, безпосередньо викликаючи функцію “analogRead (pin);”, тут “pin” являє собою контакт, куди ми підключили аналоговий сигнал, в у цьому випадку це буде "A0". Значення з АЦП може бути прийнято у ціле число як “int sensorValue = analogRead (A0); ”, За цією інструкцією значення з АЦП зберігається у цілому числі„ SensValue ”. Тепер ми маємо значення транзистора в цифровій формі, в пам’яті UNO.
4. Програмуйте Arduino на перемикання світлодіода на кожному хлопку:
За звичайних випадків MIC подає нормальні сигнали, і тому ми маємо нормальні цифрові значення в UNO, але при плесканні там піку, наданого MIC, з цим у нас є пікове цифрове значення в UNO, ми можемо запрограмувати UNO на перемикання світлодіод вмикається та вимикається, коли є пік. Отже, при першому плесканні світлодіод вмикається і залишається увімкненим. На другому плесканні світлодіод вимикається і залишається вимкненим до наступного хлопку. З цим ми маємо схему клаптерів. Перевірте код програми нижче.