U ovom ćemo projektu izraditi Clapper sklop koristeći koncept ADC (analogna u digitalnu konverziju) u ARDUINO UNO. Upotrijebit ćemo MIC i Uno da osjetimo zvuk i potaknemo odgovor. Ovaj prekidač Clap ON Clap OFF u osnovi uključuje ili isključuje uređaj, koristeći zvuk pljeskanja, kao prekidač. Prethodno smo izgradili Clap prekidač i Clap ON Clap OFF prekidač, koristeći 555 Timer IC.
Nakon pljeskanja na MIC-u će se pojaviti vršni signal koji je mnogo veći od normalnog, a taj se signal šalje na pojačalo, iako visokopropusni filtar. Ovaj pojačani naponski signal dovodi se u ADC, koji taj visoki napon pretvara u broj. Dakle, bit će vrhunac u čitanju UNC-a u ADC-u. Na ovom otkrivanju vrha uključit ćemo LED na ploči, na svakom pljesku. Ovaj projekt je detaljno objašnjen u nastavku.
MIC ili mikrofon je pretvarač zvuka koji u osnovi pretvara zvučnu energiju u električnu, tako da s ovim senzorom imamo zvuk koji mijenja napon. Kroz ovaj uređaj obično snimamo ili osjetimo zvuk. Ovaj se pretvarač koristi u svim mobilnim telefonima i prijenosnim računalima. Tipični MIC izgleda,
Određivanje polariteta kondenzatorskog mikrofona:
MIC ima dva terminala jedan je pozitivan, a drugi negativan. Polaritet mikrofona može se pronaći pomoću multimetra. Uzmite pozitivnu sondu multimetra (stavite mjerač u način DIODE TESTING) i spojite ga na jedan terminal MIC-a, a negativnu sondu na drugi terminal MIC-a. Ako na zaslonu dobijete očitanja, tada je terminal pozitiva (MIC) na negativnom terminalu višometra. Ili jednostavno možete pronaći terminale gledajući ga, negativni terminal ima dvije ili tri linije za lemljenje, povezane s metalnim kućištem mikrofona. Ova povezanost, od negativnog terminala do njegovog metalnog kućišta, također se može testirati pomoću ispitivača kontinuiteta kako bi se saznao negativni terminal.
Potrebne komponente:
Hardver:
ARDUINO UNO, napajanje (5v), kondenzatorski mikrofon (gore objašnjeno)
2N3904 NPN tranzistor,
Kondenzatori 100nF (2 komada), jedan kondenzator 100uF,
1K Ω otpornik, 1MΩ otpornik, 15KΩ otpornik (2 komada), jedna LED,
I žice za spajanje i spajanje.
Softver: Arduino IDE - Arduino svake noći.
Kružni dijagram i radno objašnjenje:
Shema sklopa klapnastog kruga prikazana je na donjoj slici:
Podijelili smo rad u četiri dijela, a to su: Filtracija, Pojačanje, Analogno-digitalna konverzija i programiranje za prebacivanje LED-a
Kad god postoji zvuk, MIC ga pokupi i pretvori u napon, linearan veličini zvuka. Dakle, za viši zvuk imamo veću vrijednost, a za niži zvuk imamo manju vrijednost. Ova se vrijednost prvo dovodi u visokopropusni filtar za filtriranje. Tada se ta filtrirana vrijednost dovodi na tranzistor radi pojačanja, a tranzistor daje pojačani izlaz na kolektoru. Ovaj kolektorski signal dovodi se na ADC0 kanal UNO-a za analognu u digitalnu pretvorbu. I na kraju, Arduino je programiran za prebacivanje LED diode, spojene na PIN 7 PORTD-a, svaki put kada ADC kanal A0 prijeđe određenu razinu.
1. Filtracija:
Prije svega, ukratko ćemo razgovarati o RC visokopropusnom filtru koji se koristi za filtriranje buke. Jednostavno ga je dizajnirati, a sastoji se od jednog otpornika i jednog kondenzatora. Za ovaj sklop ne treba nam puno detalja, pa ćemo ga učiniti jednostavnim. Visokopropusni filtar omogućuje signale visokofrekventnog prolaska od ulaza do izlaza, drugim riječima, ulazni signal se pojavljuje na izlazu ako je frekvencija signala veća od frekvencije propisane filtrom. Za sada se ne moramo brinuti zbog ovih vrijednosti jer ovdje ne dizajniramo audio pojačalo. U krugu je prikazan visokopropusni filtar.
Nakon ovog filtra, naponski signal se dovodi na tranzistor radi pojačanja.
2. Pojačanje:
Napon MIC-a je vrlo nizak i ne može se napajati na UNO za ADC (analogno u digitalnu konverziju), pa za to dizajniramo jednostavno pojačalo pomoću tranzistora. Ovdje smo dizajnirali jedno tranzistorsko pojačalo za pojačavanje MIC napona. Ovaj pojačani naponski signal dalje se dovodi na ADC0 kanal Arduina.
3. Analogno digitalna konverzija:
ARDUINO ima 6 ADC kanala. Među njima se bilo koji ili svi mogu koristiti kao ulazi za analogni napon. UNO ADC ima 10-bitnu razlučivost (dakle, cjelobrojne vrijednosti iz (0- (2 ^ 10) 1023)). To znači da će preslikati ulazne napone između 0 i 5 volti u cjelobrojne vrijednosti između 0 i 1023. Dakle, za svaki (5/1024 = 4,9 mV) po jedinici.
Sada, da bi UNO pretvorio analogni signal u digitalni, moramo koristiti ADC kanal ARDUINO UNO, uz pomoć dolje navedenih funkcija:
1. analogRead (pin); 2. analogReference ();
UNO ADC kanali imaju zadanu referentnu vrijednost od 5V. To znači da možemo dati maksimalni ulazni napon od 5V za ADC pretvorbu na bilo kojem ulaznom kanalu. Budući da neki senzori pružaju napone od 0-2,5V, tako da s referencom od 5V dobivamo manju točnost, pa imamo uputu koja nam omogućuje promjenu ove referentne vrijednosti. Dakle, za promjenu referentne vrijednosti imamo "analogReference ();"
U našem smo krugu ovaj referentni napon ostavili zadanim, tako da možemo očitati vrijednost iz ADC kanala 0, izravnim pozivom funkcije „analogRead (pin);“, ovdje „pin“ predstavlja pin na koji smo spojili analogni signal, u u ovom slučaju to bi bio "A0". Vrijednost iz ADC-a može se pretvoriti u cijeli broj kao „int sensorValue = analogRead (A0); ”, Ovom se uputom vrijednost iz ADC-a sprema u cijeli broj„ sensorValue ”. Sada imamo vrijednost tranzistora u digitalnom obliku, u sjećanju UNO-a.
4. Programirajte Arduino da prebacuje LED na svakom pljesku:
U normalnim slučajevima, MIC daje normalne signale i tako imamo normalne digitalne vrijednosti u UNO-u, ali nakon pljeskanja vrha koji pruža MIC, s tim imamo vršnu digitalnu vrijednost u UNO-u, možemo programirati UNO da prebacuje LED uključen i isključen kad god je vrh. Tako se na prvo pljeskanje LED uključuje i ostaje UKLJUČENO. Na drugom pljesku LED se isključuje i ostaje ISKLJUČEN do sljedećeg pljeska. S tim imamo sklop klapne. Provjerite programski kod u nastavku.