I det här projektet ska vi skapa Clapper-kretsar med begreppet ADC (Analog till Digital Conversion) i ARDUINO UNO. Vi ska använda en MIC och Uno för att känna av ljudet och utlösa ett svar. Denna Clap ON Clap OFF-omkopplare slår i princip PÅ eller AV enheten genom att använda klappljudet som omkopplare. Vi har tidigare byggt Clap switch och Clap ON Clap OFF switch med 555 Timer IC.
Vid klappning kommer det att finnas en toppsignal vid MIC som är mycket högre än normalt, denna signal matas till förstärkaren, men ett högpassfilter. Denna förstärkta spänningssignal matas till ADC, som omvandlar denna högspänning till ett tal. Så det blir en topp i ADC-läsningen av UNO. Vid denna toppdetektering växlar vi en LED på brädet, på varje klapp. Detta projekt har förklarats i detalj nedan.
MIC eller mikrofon är en ljudavkännare som i grunden omvandlar ljudenergi till elektrisk energi, så med den här sensorn har vi ljud som växlande spänning. Vi spelar vanligtvis in eller känner av ljud via den här enheten. Denna givare används i alla mobiltelefoner och bärbara datorer. En typisk MIC ser ut,
Bestämma polariteten hos kondensatormikrofonen:
MIC har två terminaler, en är positiv och en annan är negativ. Mikrofonens polaritet kan hittas med en multimätare. Ta den positiva sonden för Multi-Meter (sätt mätaren i DIODE TESTING-läge) och anslut den till en terminal på MIC och den negativa sonden till den andra terminalen på MIC. Om du får avläsningarna på skärmen är terminalen för positiv (MIC) vid negativ terminal på Multi-Meter. Eller så kan du helt enkelt hitta terminalerna genom att titta på den, den negativa terminalen har två eller tre lödlinjer, anslutna till mikrofonens metallhölje. Denna anslutning, från negativ terminal till metallhölje, kan också testas med kontinuitetstestare för att ta reda på den negativa terminalen.
Komponenter som krävs:
Hårdvara:
ARDUINO UNO, strömförsörjning (5v), en kondensatormikrofon (förklaras ovan)
2N3904 NPN-transistor,
100nF kondensatorer (2 delar), en 100uF kondensator,
1K Ω motstånd, 1MΩ motstånd, 15KΩ motstånd (2 delar), en LED,
Och brödbräda och anslutande ledningar
Programvara: Arduino IDE - Arduino varje natt.
Kretsschema och arbetsförklaring:
Den kretsschema för klaffen kretsen visas i figuren nedan:
Vi har delat upp arbetet i fyra delar, det vill säga: Filtrering, förstärkning, analog-digital konvertering och programmering för att växla lysdioden
När det finns ljud tar MIC upp det och omvandlar det till spänning, linjärt till ljudets storlek. Så för ett högre ljud har vi högre värde och för lägre ljud har vi lägre värde. Detta värde matas först till högpassfiltret för filtrering. Därefter matas detta filtrerade värde till transistorn för förstärkning och transistorn ger den förstärkta utsignalen vid kollektorn. Denna samlersignal matas till ADC0-kanalen i UNO för analog till digital konvertering. Och slutligen är Arduino programmerad att växla lysdioden, ansluten vid PIN 7 i PORTD, varje gång ADC-kanal A0 går utöver en viss nivå.
1. Filtrering:
Först och främst kommer vi att prata kort om RC High Pass Filter, som har använts för att filtrera bort ljudet. Den är lätt att designa och består av ett enda motstånd och en enda kondensator. För denna krets behöver vi inte mycket detaljer, så vi kommer att hålla det enkelt. Ett högpassfilter tillåter signaler med högfrekvent passering från ingång till utgång, med andra ord visas ingångssignalen vid utgången om signalfrekvensen är högre än den föreskrivna frekvensen. För närvarande behöver vi inte oroa oss för dessa värden, för här designar vi inte en ljudförstärkare. Ett högpassfilter visas i kretsen.
Efter detta filter matas spänningssignalen till transistorn för förstärkning.
2. Förstärkning:
MIC-spänningen är mycket låg och kan inte matas till UNO för ADC (analog till digital omvandling), så för detta designar vi en enkel förstärkare med en transistor. Här har vi utformat en enda transistorförstärkare för att förstärka MIC-spänningarna. Denna förstärkta spänningssignal matas vidare till ADC0-kanalen i Arduino.
3. Analog till digital omvandling:
ARDUINO har 6 ADC-kanaler. Bland dessa kan någon eller alla användas som ingångar för analog spänning. UNO ADC har 10 bitars upplösning (så heltalsvärdena från (0- (2 ^ 10) 1023)). Detta innebär att den kommer att mappa ingångsspänningar mellan 0 och 5 volt i helvärden mellan 0 och 1023. Så för varje (5/1024 = 4,9 mV) per enhet.
Nu, för att UNO ska konvertera analog signal till digital signal, måste vi använda ADC Channel of ARDUINO UNO, med hjälp av nedanstående funktioner:
1. analogRead (pin); 2. analog referens ();
UNO ADC-kanaler har ett standardreferensvärde på 5V. Det betyder att vi kan ge en maximal ingångsspänning på 5V för ADC-omvandling vid vilken ingångskanal som helst. Eftersom vissa sensorer ger spänningar från 0-2,5V, så med en 5V-referens får vi mindre noggrannhet, så vi har en instruktion som gör att vi kan ändra detta referensvärde. Så för att ändra referensvärdet har vi "analogReference ();"
I vår krets har vi lämnat denna referensspänning till standard, så att vi kan läsa värdet från ADC-kanal 0, genom att direkt kalla funktionen "analogRead (pin);", här "pin" representerar stift där vi kopplade den analoga signalen, i i det här fallet skulle det vara “A0”. Värdet från ADC kan tas in i ett heltal som “int sensorValue = analogRead (A0); ”, Genom denna instruktion lagras värdet från ADC i heltalet“ sensorValue ”. Nu har vi transistorvärdet i digital form, i minnet av UNO.
4. Programmera Arduino för att växla lysdioden på varje klapp:
Under normala fall ger MIC normala signaler och så har vi normala digitala värden i UNO, men när vi klappar där en topp som tillhandahålls av MIC, med detta har vi ett högsta digitala värde i UNO, kan vi programmera UNO att växla en lysdiod PÅ och AV när det är en topp. Så vid första klaffen tänds lysdioden PÅ och förblir PÅ. Vid andra klaffen släcks lysdioden och förblir AV tills nästa klapp. Med detta har vi klappkretsen. Kontrollera programkoden nedan.