I dette prosjektet skal vi lage Clapper-krets ved å bruke konseptet ADC (Analog to Digital Conversion) i ARDUINO UNO. Vi skal bruke en MIC og Uno for å ane lyden og utløse et svar. Denne Clap ON Clap OFF-bryteren slår i grunn PÅ eller AV enheten ved å bruke klappelyden som bryter. Vi har tidligere bygget Clap-bryter og Clap ON Clap OFF-bryter, ved hjelp av 555 Timer IC.
Ved klapping vil det være et toppsignal på MIC som er mye høyere enn normalt. Dette signalet blir matet til forsterkeren, men et høypassfilter. Dette forsterkede spenningssignalet blir matet til ADC, som konverterer denne høyspenningen til et tall. Så det blir en topp i ADC-lesingen av UNO. På denne toppgjenkjenningen vil vi slå på en LED på brettet, på hvert klapp. Dette prosjektet er forklart i detalj nedenfor.
MIC eller mikrofon er en lydføler, som i utgangspunktet konverterer lydenergi til elektrisk energi, så med denne sensoren har vi lyd som skiftende spenning. Vi tar vanligvis opp eller fornemmer lyd gjennom denne enheten. Denne svingeren brukes i alle mobiltelefoner og bærbare datamaskiner. En typisk MIC ser ut,
Bestemme polariteten til kondensatormikrofon:
MIC har to terminaler, en er positiv og en annen er negativ. Mikrofonpolaritet kan bli funnet ved hjelp av et multimeter. Ta den positive sonden til Multi-Meter (sett måleren i DIODE TESTING-modus) og koble den til en terminal på MIC og den negative sonden til den andre terminalen på MIC. Hvis du får avlesningene på skjermen, er terminalen for positiv (MIC) ved negativ terminal på Multi-Meter. Eller du kan ganske enkelt finne terminalene ved å se på den, den negative terminalen har to eller tre loddelinjer, koblet til metallhylsen til mikrofonen. Denne tilkoblingen, fra negativ terminal til metallhylse, kan også testes ved hjelp av kontinuitetstester for å finne ut den negative terminalen.
Nødvendige komponenter:
Maskinvare:
ARDUINO UNO, strømforsyning (5v), en kondensatormikrofon (forklart ovenfor)
2N3904 NPN-transistor,
100nF kondensatorer (2 stk), en 100uF kondensator,
1K Ω motstand, 1MΩ motstand, 15KΩ motstand (2 deler), en LED,
Og brødplater og tilkoblingsledninger.
Programvare: Arduino IDE - Arduino nattlig.
Kretsdiagram og arbeidsforklaring:
Den kretsdiagram av spjeldet kretsen er vist i figuren nedenfor:
Vi har delt arbeidet i fire deler, det vil si: Filtrering, forsterkning, analog-digital konvertering og programmering for å veksle lysdioden
Når det er lyd, tar MIC den opp og konverterer den til spenning, lineær til lydens størrelse. Så for en høyere lyd har vi høyere verdi og for lavere lyd har vi lavere verdi. Denne verdien mates først til høypassfilteret for filtrering. Deretter mates denne filtrerte verdien til transistoren for forsterkning, og transistoren gir den forsterkede utgangen ved samleren. Dette samlersignalet blir matet til ADC0-kanalen til UNO, for analog til digital konvertering. Og til slutt er Arduino programmert til å veksle lysdioden, koblet til PIN 7 i PORTD, hver gang ADC-kanal A0 går utover et bestemt nivå.
1. Filtrering:
Først og fremst vil vi snakke kort om RC High Pass Filter, som har blitt brukt til å filtrere ut lydene. Det er enkelt å designe og består av en enkelt motstand og en enkelt kondensator. For denne kretsen trenger vi ikke så mye detaljer, så vi vil holde det enkelt. Et høypassfilter tillater signaler med høyfrekvent passering fra inngang til utgang, med andre ord vises inngangssignalet ved utgangen hvis signalfrekvensen er høyere enn filterets foreskrevne frekvens. Foreløpig trenger vi ikke å bekymre oss for disse verdiene, for her designer vi ikke en lydforsterker. Et høypassfilter er vist i kretsen.
Etter dette filteret blir spenningssignalet matet til transistoren for forsterkning.
2. Forsterkning:
Spenningen til MIC er veldig lav og kan ikke mates til UNO for ADC (analog til digital konvertering), så for dette designer vi en enkel forsterker ved hjelp av en transistor. Her har vi designet en enkelt transistorforsterker for å forsterke MIC-spenningene. Dette forsterkede spenningssignalet blir videre matet til ADC0-kanalen til Arduino.
3. Analog til digital konvertering:
ARDUINO har 6 ADC-kanaler. Blant disse kan hvilken som helst eller alle brukes som innganger for analog spenning. UNO ADC har en 10-biters oppløsning (slik at heltallverdiene fra (0- (2 ^ 10) 1023)). Dette betyr at den vil kartlegge inngangsspenninger mellom 0 og 5 volt i heltall mellom 0 og 1023. Så for hver (5/1024 = 4,9 mV) per enhet.
Nå, for at UNO skal konvertere analogt signal til digitalt signal, må vi bruke ADC Channel av ARDUINO UNO, ved hjelp av funksjonene nedenfor:
1. analogRead (pin); 2. analogReferanse ();
UNO ADC-kanaler har en standard referanseverdi på 5V. Dette betyr at vi kan gi en maksimal inngangsspenning på 5V for ADC-konvertering på hvilken som helst inngangskanal. Siden noen sensorer gir spenninger fra 0-2,5V, så med en 5V referanse, får vi mindre nøyaktighet, så vi har en instruksjon som gjør det mulig for oss å endre denne referanseverdien. Så for å endre referanseverdien har vi "analogReference ();"
I vår krets har vi overlatt denne referansespenningen til standard, slik at vi kan lese verdien fra ADC-kanal 0, ved direkte å kalle funksjonen "analogRead (pin);", her representerer "pin" pin der vi koblet det analoge signalet, i i dette tilfellet ville det være “A0”. Verdien fra ADC kan tas inn i et helt tall som “int sensorValue = analogRead (A0); ”, Ved denne instruksjonen blir verdien fra ADC lagret i heltallet“ sensorValue ”. Nå har vi transistorverdien i digital form, i minnet til UNO.
4. Programmer Arduino for å veksle lysdioden på hvert klapp:
Under normale tilfeller gir MIC normale signaler, og så har vi normale digitale verdier i UNO, men når vi klapper der en topp som er levert av MIC, med dette har vi en topp digital verdi i UNO, kan vi programmere UNO til å veksle en LED PÅ og AV når det er en topp. Så ved første klaff slås LED-lampen PÅ og forblir PÅ. Ved andre klapp slås LED av og forblir AV til neste klaff. Med dette har vi klapperkretsen. Sjekk programkoden nedenfor.