Sonic Bow Tie, oleh David Boldevin Engen: 4 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Dasi kupu-kupu yang ringkas, mampu menampilkan suara sekitar secara terus-menerus dalam empat frekuensi berbeda pada dua susunan cermin 4x5 LED

Tutorial ini akan membahas cara membuat dasi kupu-kupu yang akan membuat Anda menonjol di keramaian.

Apa yang Anda perlukan untuk proyek ini:

1 Arduino Pro Micro atau Arduino berukuran serupa yang berjalan pada 16MHz

40 LED 3mm

1 tombol sederhana

1 Mikrofon Electret

1 Baterai LiPo 1-Sel 3.7V 800mAh 25C yang dapat diisi ulang

10 100Ω resistor

1 resistor 10kΩ

1 220Ω resistor

Akses ke mesin PCB (Printed Circuit Board)

Dasi kupu-kupu dengan kait/clip-on yang dapat disesuaikan dan murah atau hanya dasi kait/clip-on yang dapat disesuaikan

Langkah 1: Cetak PCB

Saat mencetak papan sirkuit, Anda mungkin harus menyesuaikan file.cmp agar sesuai dengan persyaratan pabrikan. Namun, papan aslinya dibuat menggunakan metode yang cukup tidak akurat sehingga sebagian besar produsen kemungkinan besar dapat memproduksi PCB tanpa perubahan. Dalam gambar, Anda dapat melihat bagian depan dan belakang PCB. Desain mengasumsikan lubang solder tidak termasuk vias dan vias hanya dapat ditempatkan secara terpisah (dalam PCB dengan lebih dari satu vias sisi adalah koneksi antar lapisan).

Setiap lampu ditujukan secara individual menggunakan teknik yang disebut Charlieplexing yang memungkinkan node input jauh lebih sedikit daripada matriks LED normal, kelemahannya adalah hanya pada lampu yang dapat dinyalakan pada satu waktu, yang menetapkan batas seberapa besar array dapat dan tanpa berkedip terlihat. Charliplexing bekerja dengan bukannya memiliki dua sinyal 1 dan 0, ia memiliki tiga 1, 0 dan Z. Dimana Z bekerja seperti rangkaian terbuka, dengan memiliki impedansi yang sangat tinggi. Jadi setiap lampu dinyalakan dengan membuat simpul berada dalam kombinasi 1, 0, Z, Z, Z, artinya arus hanya dapat mengalir dari satu simpul ke simpul lainnya pada suatu waktu.

Langkah 2: Menyolder Semuanya Bersama

Saat menyolder lampu pada PCB, sangat penting untuk secara konsisten menyolder sisi positif LED ke kotak dan negatif ke lingkaran. Melakukannya secara berlawanan akan menyebabkan alamat dalam kode menyalakan lampu yang salah, dan ketidakkonsistenan akan menyebabkan banyak lampu dinyalakan oleh rangsangan yang sama.

Kemudian solder pada resistor 10 100Ω ke bagian depan dasi kupu-kupu.

Kemudian sambungkan bagian lain dengan cara yang ditunjukkan pada diagram rangkaian, tidak apa-apa untuk menyolder baterai langsung ke Arduino karena akan diisi ulang ketika Arduino terhubung melalui USB. Sebelum menempelkan semua bagian ke bagian belakang PCB, Anda harus menguji kesalahan dalam susunan.

Langkah 3: Mengunggah Kode dan Debugging

Unggah kode di atas. Setelah diunggah tekan tombol untuk mengaktifkannya, sekarang bentuk segitiga yang mengarah ke dalam harus menggulir ke atas atau ke bawah pada dasi kupu-kupu.

Jika tidak, gunakan fungsi Blink(LED), yang mengambil input angka 1-20, untuk setiap lampu satu per satu di loop while(mode=0) di loop void sambil mengomentari sisanya while lingkaran.

lingkaran kosong() {

sementara (modus == 0) {

Berkedip (1); //Tes satu per satu untuk melihat apakah lampu berfungsi sebagaimana mestinya dan mana yang tidak

//Berkedip(2); //langkah selanjutnya sampai ke 20

/* if (digitalRead(Tombol) == 0) {

modus = 1;

Mati();

nyalakan(1);

penundaan (200);

merusak;

}

Mati(); */ // bagian ini dikomentari saat debugging

}

…..

Debug:

Jika Anda memiliki lampu yang berbeda di setiap sisi ada sesuatu yang salah dengan penyolderan dan Anda harus melepas solder lampu yang terpengaruh dan lakukan langkah 2 lagi.

Jika sepasang 2 lampu dimatikan mungkin ada vias yang hilang.

Jika dua lampu selalu menyala bersama dan kurang terang dari yang lain, salah satunya telah disolder dengan cara yang salah.

Jika setiap lampu menyala satu per satu, tetapi tidak mengikuti pola yang dijelaskan dalam petunjuk di bagian atas kode, Anda telah mengacaukan langkah 2.

masalah lain mungkin timbul dari koneksi yang buruk atau korsleting pada PCB.

Peringatan: Segmen ini sangat teknis dan tidak perlu untuk membuat dasi kupu-kupu

Saya telah menulis kode analisis spektrum khusus untuk Arduino dengan frekuensi clock 16MHz. Jadi saya tidak sepenuhnya yakin seberapa baik itu akan bekerja pada sistem lain, mungkin menyebabkan semua band bereaksi sangat berbeda namun mungkin tidak banyak berubah.

Ia bekerja dengan mengambil 60 sampel dalam waktu sekitar 6, 7 ms yang merupakan frekuensi pengambilan sampel sekitar 8, 9 kHz. Kemudian menganalisis mereka dalam 4 cara yang berbeda memberikan 4 frekuensi yang berbeda.

Analisis frekuensi tertinggi bekerja dengan membandingkan setiap sampel lainnya dengan sampel berikutnya, mengkuadratkan nilainya dan menjumlahkannya untuk setiap s pasangan sampel. Ini memberikan efek tertinggi sekitar setengah frekuensi sampling sehingga filter bandpass sekitar 4, 4kHz.

Rumus matematika kasar untuk analisis:

(kuadrat(x[2n-1]-x[2n]))

Yang berikutnya bekerja sangat mirip, tetapi pertama-tama menambahkan dua sampel sekaligus. Ini secara efektif memberikan setengah frekuensi sampling dari sistem terakhir sambil menyaring frekuensi tertinggi menciptakan filter bandpass sekitar 2, 2kHz.

Sistem berikutnya melakukan hal yang sama tetapi alih-alih menambahkan 2 sampel sekaligus, ia menambahkan 10 yang menjadi filter bandpass untuk 440Hz.

Analisis terakhir menjumlahkan 30 sampel pertama dan membandingkannya dengan jumlah 30 sampel terakhir. Ini secara efektif menjadi filter bandpass untuk 150Hz.

Langkah 4: Rekatkan Semuanya Bersama

Penting untuk memisahkan Arduino dari PCB karena dapat menyebabkan korsleting jika bersentuhan. Ini dapat dilakukan dengan menempelkannya dengan pita listrik di antaranya. itu juga menguntungkan untuk memiliki baterai di satu sayap dasi kupu-kupu dan mikrokontroler yang lain untuk keseimbangan. Anda harus mencoba untuk menjaga bagian tengah dasi kupu-kupu cukup kosong karena di sinilah Anda menghubungkan pita leher, dengan kemungkinan pengecualian mikrofon karena harus menonjol beberapa milimeter dan mengarah ke kerongkongan Anda, ini berarti bahwa ketika Anda berbicara semua orang akan melihatnya dengan paling jelas.

Ingat: di bagian belakang fungsi dasi kupu-kupu jauh lebih penting daripada estetika karena tidak ada yang akan melihat ini.