В этом проекте мы собираемся создать схему Клапера, используя концепцию АЦП (аналого-цифровое преобразование) в ARDUINO UNO. Мы собираемся использовать микрофон и Uno, чтобы уловить звук и вызвать реакцию. Этот переключатель Clap ON Clap OFF в основном включает или выключает устройство, используя звук хлопка в качестве переключателя. Ранее мы создали переключатель Clap и переключатель Clap ON Clap OFF, используя таймер IC 555.
При хлопании в ладоши на микрофоне будет пиковый сигнал, который намного выше обычного, этот сигнал подается на усилитель через фильтр высоких частот. Этот усиленный сигнал напряжения подается на АЦП, который преобразует это высокое напряжение в число. Так что будет пик показаний АЦП ООН. При обнаружении этого пика мы будем переключать светодиод на плате при каждом хлопке. Этот проект подробно описан ниже.
MIC или микрофон - это звуковой преобразователь, который в основном преобразует звуковую энергию в электрическую, поэтому с этим датчиком мы воспринимаем звук как изменяющееся напряжение. Обычно мы записываем или воспринимаем звук через это устройство. Этот преобразователь используется во всех мобильных телефонах и ноутбуках. Типичный микрофон выглядит так:
Определение полярности конденсаторного микрофона:
MIC имеет два вывода: один положительный, а другой - отрицательный. Полярность микрофона можно определить с помощью мультиметра. Возьмите положительный зонд мультиметра (переведите измеритель в режим ДИОДНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ) и подключите его к одному выводу микрофона, а отрицательный зонд - к другому выводу микрофона. Если вы видите показания на экране, то положительный вывод (MIC) находится на отрицательном выводе мультиметра. Или вы можете просто найти клеммы, посмотрев на нее, отрицательная клемма имеет две или три линии пайки, подключенных к металлическому корпусу микрофона. Это соединение, от отрицательной клеммы до металлического корпуса, также можно проверить с помощью тестера непрерывности, чтобы обнаружить отрицательную клемму.
Необходимые компоненты:
Оборудование:
ARDUINO UNO, блок питания (5 В), конденсаторный микрофон (объяснено выше)
Транзистор 2Н3904 NPN,
Конденсаторы 100 нФ (2 шт.), Один конденсатор 100 мкФ,
Резистор 1 кОм, резистор 1 МОм, резистор 15 кОм (2 шт.), Один светодиод,
И макетная плата и соединительные провода.
Программное обеспечение: Arduino IDE - Arduino nightly.
Принципиальная схема и рабочее объяснение:
Принципиальная схема схемы трещотки показана на рисунке ниже:
Мы разделили работу на четыре части: фильтрация, усиление, аналого-цифровое преобразование и программирование для переключения светодиода.
Когда есть звук, микрофон улавливает его и преобразует в напряжение, линейное по величине звука. Таким образом, для более высокого звука мы имеем более высокое значение, а для более низкого звука - более низкое значение. Это значение сначала подается на фильтр высоких частот для фильтрации. Затем это отфильтрованное значение подается на транзистор для усиления, и транзистор обеспечивает усиленный выходной сигнал на коллекторе. Этот коллекторный сигнал подается на канал ADC0 модуля UNO для аналого-цифрового преобразования. И, наконец, Arduino запрограммирован на включение светодиода, подключенного к контакту 7 порта PORTD, каждый раз, когда канал АЦП A0 выходит за пределы определенного уровня.
1. Фильтрация:
Прежде всего, мы кратко поговорим о RC High Pass Filter, который использовался для фильтрации шумов. Его легко спроектировать, он состоит из одного резистора и одного конденсатора. Для этой схемы нам не нужно много деталей, поэтому мы будем простыми. Фильтр высоких частот позволяет сигналам высокой частоты проходить от входа к выходу, другими словами, входной сигнал появляется на выходе, если частота сигнала выше, чем заданная фильтром частота. На данный момент нам не нужно беспокоиться об этих значениях, потому что здесь мы не проектируем аудиоусилитель. На схеме показан фильтр высоких частот.
После этого фильтра сигнал напряжения подается на транзистор для усиления.
2. Усиление:
Напряжение MIC очень низкое и не может быть подано на UNO для АЦП (аналого-цифровое преобразование), поэтому для этого мы разработали простой усилитель, использующий транзистор. Здесь мы разработали одиночный транзисторный усилитель для усиления напряжения MIC. Этот усиленный сигнал напряжения далее подается на канал ADC0 Arduino.
3. Аналого-цифровое преобразование:
ARDUINO имеет 6 каналов АЦП. Среди них любой из них или все они могут использоваться в качестве входов для аналогового напряжения. АЦП UNO имеет разрешение 10 бит (то есть целые значения от (0- (2 ^ 10) 1023)). Это означает, что он будет отображать входные напряжения от 0 до 5 вольт в целые значения от 0 до 1023. Таким образом, для каждого (5/1024 = 4,9 мВ) на единицу.
Теперь, чтобы UNO преобразовал аналоговый сигнал в цифровой, нам нужно использовать канал АЦП ARDUINO UNO с помощью следующих функций:
1. analogRead (пин); 2. analogReference ();
UNO каналов АЦП имеют опорное значение по умолчанию 5В. Это означает, что мы можем дать максимальное входное напряжение 5 В для преобразования АЦП на любом входном канале. Поскольку некоторые датчики обеспечивают напряжение от 0-2.5V, поэтому со ссылкой 5V, мы получаем меньшую точность, поэтому у нас есть инструкция, которая позволяет нам изменить это значение ссылки. Таким образом, для изменения эталонного значения мы имеем «analogReference ();»
В нашей цепи, мы оставили это опорное напряжение до значения по умолчанию, так что мы можем прочитать значение из ADC канала 0, путем непосредственного вызова функции «analogRead (контактные);», здесь «контактный» представляет собой штифт, где мы подключили аналоговый сигнал, в в этом случае это будет «A0». Значение из АЦП можно принять в виде целого числа как «int sensorValue = analogRead (A0); », По этой инструкции значение от АЦП сохраняется в целое число« sensorValue ». Теперь у нас есть значение транзистора в цифровой форме в памяти UNO.
4. Запрограммируйте Arduino на включение светодиода при каждом хлопке:
В нормальных случаях микрофон обеспечивает нормальные сигналы, и поэтому у нас есть нормальные цифровые значения в UNO, но, хлопнув там пик, обеспечиваемый MIC, с этим у нас есть пиковое цифровое значение в UNO, мы можем запрограммировать UNO на переключение светодиод загорается и выключается всякий раз, когда есть пик. Поэтому при первом хлопке светодиод загорается и остается включенным. При втором хлопке светодиод гаснет и гаснет до следующего хлопка. С этим у нас есть схема хлопушки. Проверьте код программы ниже.