Muzikë osciloskopi: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:18

Hyrje: Ky udhëzues duhet të përmbushë një kërkesë për pjesën e dokumentacionit të projektit të ndërlidhjes së mikrokompjuterit në Universitetin Shtetëror të Utah.

Hapi 1: Sfondi

Sfondi:

Një oshiloskop përdoret për të shfaqur dhe matur një sinjal të tensionit që është vizatuar kundrejt kohës. Një oshiloskop në modalitetin XY paraqet një sinjal kundër një sinjali tjetër si një ekuacion parametrik. Ky projekt përdor një oshiloskop në modalitetin XY për të shfaqur imazhet e prodhuara nga një skedar zanor.

Hapi 2: Ideja origjinale

Ideja origjinale për projektin ishte konvertimi i një televizori të vjetër Cathode Ray Tube (CRT) të vendosur në një oshiloskop XY dhe përdorimi i tij për të shfaqur imazhet. Kjo mund të bëhet duke shkëputur mbështjelljet e devijimit. Kur shkëputni mbështjelljet horizontale, shfaqet një vijë vertikale, dhe kur shkëputni spiralen vertikale, shfaqet një vijë horizontale. E tëra çfarë më duhej të bëja ishte të lidhja burimin audio me mbështjelljet e devijimit dhe do të kisha një oshiloskop XY. Fatkeqësisht, hasa në disa probleme.

Hapi 3: Problemet e hasura

Një nga problemet që hasa ishin veçoritë e sigurisë. Televizori ishte në gjendje të zbulonte se mbështjelljet e tij të devijimit ishin shkëputur dhe nuk ndizeshin. Kjo është për të parandaluar që rrezja elektronike të djegë një vrimë në fosforin në ekran. Unë mata rezistencën e mbështjelljeve dhe vendosa një rezistencë në të. Rezistenca u dogj menjëherë në gjysmë për shkak të tensioneve të larta. Unë u përpoqa përsëri duke përdorur një rezistencë më të lartë, por as kjo nuk funksionoi. Lexova disa forume në internet për mënyrën sesi një grup tjetër mbështjelljesh devijimi mund të lidheshin me televizorin origjinal, kështu që gjeta një televizor tjetër dhe lidha spiralën e tij të devijimit me timen. Pengesa nuk ishte e njëjtë kështu që nuk u ndez. Pas disa kërkimeve të tjera, zbulova se televizorët e vjetër nuk kishin funksionin e sigurisë dhe nuk u interesonte nëse mbështjelljet e devijimit të tij ishin shkëputur. Unë kam qenë në gjendje të gjej një televizor të prodhuar në vitin 2000 që dukej se funksiononte. Unë kam qenë në gjendje të marr disa forma të thjeshta në ekran, por çdo gjë më e komplikuar se një rreth do të shtrembërohej shumë. Përfundimisht ky TV pushoi së punuari dhe vazhdonte të frynte siguresa.

Unë kam qenë në gjendje të gjej një televizor të vogël të prodhuar në vitin 1994. Ky televizor funksionoi mjaft mirë, por nuk isha në gjendje të merrja orientimin e saktë të figurës, edhe kur ndërroja sinjalet në çdo kombinim. Ai gjithashtu kishte të njëjtat probleme si TV tjetër dhe nuk do të prodhonte imazhe të ndërlikuara. Pas shumë kërkimeve zbulova se problemi ishte se po përpiqesha të prodhoja një imazh vektor në një ekran raster. Një ekran raster është një ekran që skanon horizontalisht shumë shpejt dhe pastaj vertikalisht me një ritëm më të ngadaltë. Një ekran vektorial përdor linja për të prodhuar imazhe. Kam gjetur mësime se si të shndërroni një ekran raster në një ekran vektor, por procesi ishte i rrezikshëm dhe do të merrte një kohë të gjatë.

Hapi 4: Zgjidhja

Pas gjithë këtyre problemeve, unë kam qenë në gjendje të gjej një zgjidhje mjaft të thjeshtë; një program emulator i oshiloskopit XY që mori audio si hyrje. Pasi e gjeta këtë program, kalova nga përqëndrimi në krijimin e një oshiloskopi në krijimin e një mënyre për të prodhuar një skedar audio nga një imazh për t'u shfaqur në një oshiloskop.

Emulatori i osciloskopit

Hapi 5: Programi i Zbulimit të Edge dhe Matlab

Këtu është një diagram bazë i programit tim. Fillon me një imazh që ngarkohet në programin EdgeDetect.m MATLAB. Ky program e konverton atë në një imazh në shkallë gri dhe më pas zbulon skajet në imazh. Koordinatat XY të skajeve të zbuluara vendosen në dy vargje të cilat konvertohen në një skedar zanor.

Hapi 6: Shembull: Robot i udhëzueshëm

Këtu është një shembull i procesit me robotin udhëzues. Fillimisht shkarkoni një imazh të robotit udhëzues dhe ruajeni atë si "image.png" në dosjen tuaj të punës MATLAB (i njëjti vend si "EdgeDetect.m"). Sigurohuni që imazhi të mos ketë asgjë që dëshironi të zbulohet ose mund të shtojë një bandë koordinatash të panevojshme në skedarin tuaj të zërit. Drejtoni programin EdgeDetect dhe imazhi do të konvertohet në shkallë gri dhe skajet e tij do të zbulohen dhe ruhen si një skedar zanor i quajtur "vector.wav". Tjetra hapni skedarin e zërit në Audacity ose një program tjetër të redaktimit të tingullit. Hapni programin tuaj emulator të oshiloskopit (lidhja në hapin e mëparshëm), vendosni shkallën e mostrës në 192000 Hz, shtypni fillimin, klikoni butonin e mikrofonit dhe zgjidhni vijën në opsion. Në Audacity shtypni "shift + spacebar" për të luajtur skedarin e zërit në një lak. Imazhi duhet të shfaqet në emulatorin e oshiloskopit.

Hapi 7: Zgjidhja e problemeve/Shembuj të skedarëve

Ndërsa zhvilloja këtë program më duhej të rregulloja disa cilësime në program. Këtu janë disa gjëra që duhen kontrolluar nëse nuk funksionon:

-Sigurohuni që dalja juaj audio të futet në linjën tuaj në kompjuterin tuaj dhe se keni 2 kanale audio të veçanta (majtas dhe djathtas)

-Nëse imazhi nuk po lexohet nga programi MATLAB ju mund të keni nevojë ta modifikoni me bojë dhe ta ruani si një format tjetër.

-Në rreshtin 61 të kodit, sigurohuni që të përfshini numrat nga ekrani i zbulimit të skajit. Programi zakonisht vendos një drejtkëndësh rreth të gjithë sendit të cilin mund ta presësh duke e ndryshuar nga "i = 1: gjatësia (B)" në "i = 2: gjatësia (B)". Gjithashtu, nëse keni numra specifikë që dëshironi të përfshini, por nuk doni t'i përfshini të gjithë, mund të përdorni kllapa katrore për të marrë numra specifikë: "[1 3 6 10 15 17]"

-Nëse imazhi duket i lëkundur dhe pjesët janë kudo, mund t'ju duhet të zvogëloni numrin e mostrave duke rregulluar "N" në rreshtin 76. Sa më e thjeshtë të jetë imazhi, N -ja më e ulët mund të jetë, por duhet të jetë më e lartë nëse imazhi është komplekse. Për robotin kam përdorur N = 5.

-Ju gjithashtu mund të rregulloni "Fs" në linjën 86. Sa më e lartë të jetë shkalla e marrjes së mostrave aq më mirë do të duket imazhi, por disa karta zanore nuk do të jenë në gjendje të trajtojnë norma më të larta të kampionimit. Këngët moderne kanë një normë kampionimi rreth 320000 Hz.