♋️ 👨‍🎓 🛢️ Arduino - محلل متخيل طيف الصوت ☂️ 🤛🏾 🤚

ما رأيك الفتيات تفعل عندما يجتمعون؟ اذهب للتسوق ، التقط الصور ، اذهب الى صالونات التجميل؟ نعم هو كذلك ، ولكن ليس كل شخص يفعل ذلك. ستناقش هذه المقالة كيف قررت فتاتان تجميع جهاز إلكتروني بأيديهما.

لماذا بالضبط محلل الطيف؟

بعد كل شيء ، هناك الكثير من الحلول البرمجية لهذه المشكلة ، وهناك أيضًا العديد من الخيارات لتنفيذ الأجهزة. أولاً ، كنت أرغب حقًا في العمل مع عدد كبير من مصابيح LED (لأننا قمنا بالفعل بتجميع مكعب LED ، لكل منا لأنفسنا ، ولكن بأحجام صغيرة) ، وثانياً ، وضع المعرفة المكتسبة في معالجة الإشارات الرقمية موضع التنفيذ ، ثالثًا ، مرة أخرى لممارسة العمل مع مكواة لحام.

تطوير الجهاز

لأن إن اتخاذ حل جاهز والقيام بذلك بدقة وفقًا للتعليمات أمر ممل وغير مثير للاهتمام ، لذلك قررنا تطوير الدائرة بأنفسنا ، مع الاعتماد قليلاً على الأجهزة التي تم إنشاؤها بالفعل.

كشاشة ، اخترنا مصفوفة LED 8x32. كان من الممكن استخدام مصفوفات LED 8x8 الجاهزة وتجميعها ، لكننا قررنا عدم حرمان أنفسنا من متعة الجلوس في المساء بمكواة لحام ، وبالتالي قمنا بتجميع الشاشة بأنفسنا من مصابيح LED.

للتحكم في الشاشة ، لم نبتكر دراجة واستخدمنا دائرة تحكم ذات مؤشر ديناميكي. على سبيل المثال اخترنا عمودًا واحدًا ، وأضاءناه ، وأطفأت الأعمدة المتبقية في تلك اللحظة ، ثم اخترنا العمود التالي ، وأضاءناه ، وأطفأ الباقي ، إلخ. نظرًا لحقيقة أن العين البشرية ليست مثالية ، يمكننا ملاحظة صورة ثابتة على الشاشة.
باتباع المسار الأقل مقاومة ، تقرر أنه سيكون من الحكمة نقل جميع الحسابات إلى وحدة تحكم Arduino.

يتم تنفيذ تضمين صف في عمود عن طريق فتح المفتاح المطابق. لتقليل عدد دبابيس إخراج وحدة التحكم ، يتم تحديد العمود عبر أجهزة فك التشفير (وبالتالي ، يمكننا تقليل عدد خطوط التحكم إلى 5).

كواجهة للاتصال بجهاز كمبيوتر (أو أي جهاز آخر قادر على إرسال إشارة صوتية) ، تم تحديد موصل TRS (مقبس صغير 3.5 مم).

تجميع الجهاز

نبدأ في تجميع الجهاز عن طريق عمل نموذج للوحة الأمامية للجهاز.

تم اختيار مادة اللوحة الأمامية من البلاستيك الأسود بسمك 5 مم (حيث يبلغ قطر عدسة الصمام الثنائي 5 مم). نحتفل به وفقًا للتخطيط المطور ، ونقطع اللوحة الأمامية بالحجم المطلوب وثقوب في البلاستيك لمصابيح LED.

وبالتالي نحصل على لوحة أمامية منتهية يمكنك بالفعل تجميع الشاشة عليها.

كمصابيح LED للمصفوفة ، تم استخدام لونين (أحمر-أخضر) مع الكاثود المشترك GNL-5019UEUGC. قبل البدء في تجميع المصفوفة ، مسترشدة بقاعدة "التحكم الإضافي لن يضر" جميع المصابيح ، أي 270 قطعة. (مأخوذة بهامش فقط في حالة) ، تم اختبارها من أجل التشغيل (لهذا تم تجميع جهاز اختبار ، بما في ذلك موصل ومقاوم 200 أوم ومصدر طاقة 5 فولت).

بعد ذلك ، نقوم بتوسيع مصابيح LED على النحو التالي. تميل أنودات الثنائيات الحمراء والخضراء إلى جانب واحد (إلى اليمين) ، والكاثود ينحني إلى الجانب الآخر ، مع التأكد من أن الكاثود أقل من الأنودات. ثم عند 90 درجة نثني الكاثود لأسفل.

نبدأ في تجميع المصفوفة من الزاوية اليمنى السفلى ، ويتم التجميع في أعمدة.

تذكر قاعدة "التحكم الإضافي لن يضر" ، بعد عمود واحد أو عمودين مرتبطين ، نتحقق من الأداء.

المصفوفة النهائية هي على النحو التالي.

المنظر الخلفي:

وفقًا للمخطط المطور ، نقوم بلحام مخطط إدارة الصف والعمود ، ونقوم بفك الكابلات والمكان الموجود تحت Arduino.

وقد تقرر أيضًا استنتاج ليس فقط تردد السعة ، ولكن أيضًا طيف تردد الطور ، وكذلك تحديد عدد العينات المراد عرضها (32،16،8،4). لهذا ، تمت إضافة 4 مفاتيح: واحد لتحديد نوع الطيف ، واثنان لتحديد عدد العينات ، والآخر لتشغيل الجهاز وإيقاف تشغيله.

كتابة برنامج

مرة أخرى ، نحن نسترشد بقواعدنا ونتأكد من أن شاشة العرض تعمل بكامل طاقتها. للقيام بذلك ، نكتب برنامجًا بسيطًا يضيء جميع مصابيح LED بالكامل على الشاشة. بطبيعة الحال ، وفقًا لقانون مورفي ، تفتقر العديد من مصابيح LED إلى التيار ، ويجب استبدالها.

بعد التأكد من عمل كل شيء ، بدأنا في كتابة رمز البرنامج الرئيسي. يتكون من ثلاثة أجزاء: تهيئة المتغيرات الضرورية وقراءة البيانات ، والحصول على طيف الإشارة باستخدام تحويل فورييه السريع ، وإخراج الطيف الذي تم الحصول عليه بالتنسيق الضروري للعرض.

تجميع الجهاز النهائي

في النهاية ، لدينا لوحة أمامية ، وتحتها مجموعة من الأسلاك التي يجب إغلاقها بشيء ما ، ويجب إصلاح المفاتيح على شيء ما. قبل ذلك ، كانت هناك أفكار لجعل القضية من بقايا البلاستيك ، لكننا لم نتخيل تمامًا كيف سيبدو على وجه التحديد وكيف نفعل ذلك. حل المشكلة جاء بشكل غير متوقع. أثناء التجول في متجر الأجهزة ، وجدنا وعاء زهور بلاستيكي كان مثاليًا بشكل مدهش في الحجم.