Χαιρετισμούς, φίλοι. Σήμερα θα κατασκευάσουμε έναν αναλογικό αισθητήρα ήχου που θα λειτουργεί τέλεια με μικροελεγκτές, Arduino και άλλες παρόμοιες συσκευές. Όσον αφορά τα χαρακτηριστικά και τη συμπαγή του, δεν είναι απολύτως κατώτερο από τους κινέζους ομολόγους του και μπορεί να αντιμετωπίσει τέλεια την εργασία.
Ας ξεκινήσουμε λοιπόν. Πρώτα πρέπει να αποφασίσετε για τα εξαρτήματα και το κύκλωμα. Η αρχή λειτουργίας του κυκλώματος είναι απλή: ένα αδύναμο σήμα από το μικρόφωνο ενισχύεται και αποστέλλεται στην αναλογική ακίδα του Arduino. Ως ενισχυτής θα χρησιμοποιήσω έναν λειτουργικό ενισχυτή (συγκριτή). Παρέχει πολύ υψηλότερο κέρδος σε σύγκριση με ένα συμβατικό τρανζίστορ. Στην περίπτωσή μου, αυτός ο συγκριτής θα είναι το τσιπ LM358 που μπορεί να βρεθεί κυριολεκτικά οπουδήποτε. Και είναι αρκετά φθηνό.
Εάν δεν μπορέσατε να βρείτε ακριβώς το LM358, τότε μπορείτε να το αντικαταστήσετε με οποιονδήποτε άλλο κατάλληλο λειτουργικό ενισχυτή. Για παράδειγμα, ο συγκριτής που φαίνεται στη φωτογραφία βρισκόταν στην πλακέτα του ενισχυτή σήματος του δέκτη υπερύθρων στην τηλεόραση.
Τώρα ας δούμε το κύκλωμα του αισθητήρα.
Εκτός από τον op-amp, θα χρειαστούμε μερικά ακόμη άμεσα διαθέσιμα εξαρτήματα.
Το πιο συνηθισμένο μικρόφωνο. Εάν δεν υποδεικνύεται η πολικότητα του μικροφώνου, τότε απλώς κοιτάξτε τις επαφές του. Το αρνητικό καλώδιο πηγαίνει πάντα στο σώμα και στο κύκλωμα, κατά συνέπεια, συνδέεται με τη "γείωση".
Στη συνέχεια χρειαζόμαστε μια αντίσταση 1 kOhm.
Τρεις αντιστάσεις 10 kOhm.
Και μια άλλη αντίσταση με ονομαστική τιμή 100 kOhm - 1 MOhm.
Στην περίπτωσή μου, μια αντίσταση 620 kOhm χρησιμοποιήθηκε ως "χρυσός μέσος όρος".
Αλλά στην ιδανική περίπτωση θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια μεταβλητή αντίσταση της κατάλληλης τιμής. Επιπλέον, όπως έδειξαν πειράματα, μια υψηλότερη ονομαστική τιμή αυξάνει μόνο την ευαισθησία της συσκευής, αλλά ταυτόχρονα εμφανίζεται περισσότερος «θόρυβος».
Το επόμενο εξάρτημα είναι ένας πυκνωτής 0,1 μF. Έχει την ένδειξη "104".
Και ένας ακόμη πυκνωτής, 4,7 μF.
Τώρα ας περάσουμε στη συναρμολόγηση. Συναρμολόγησα το κύκλωμα χρησιμοποιώντας επιτοίχια τοποθέτηση.
Η συναρμολόγηση έχει ολοκληρωθεί. Τοποθέτησα το κύκλωμα σε ένα περίβλημα που έφτιαξα από ένα μικρό κομμάτι πλαστικού σωλήνα.
Ας προχωρήσουμε στη δοκιμή της συσκευής. Θα το συνδέσω σε μια πλακέτα Arduino UNO. Μεταβείτε στο περιβάλλον ανάπτυξης Arduino και ανοίξτε το παράδειγμα AnalogReadSerial στην ενότητα Βασικά.
void setup() ( Serial.begin(9600);//σύνδεση της σειριακής σύνδεσης σε συχνότητα 9600 baud) void loop() ( int sensorValue = analogRead(A0); /*διαβάστε την τιμή από τον μηδενικό αναλογικό pin και αποθηκεύστε στη μεταβλητή sensorValue*/ Serial.println(sensorValue) //έξοδος της τιμής στη θύρα delay(1)
Πριν τοποθετήσετε στην πλακέτα, αλλάξτε την καθυστέρηση στα 50 χιλιοστά του δευτερολέπτου και φορτώστε. Μετά από αυτό, κάνουμε ένα δοκιμαστικό βαμβάκι και παρακολουθούμε τις μετρήσεις. Τη στιγμή του χτυπήματος πηδούν, προσπαθούν να θυμηθούν κατά προσέγγιση αυτή την τιμή και επιστρέφουν στο σκίτσο.
Προσθέστε μερικές γραμμές στο σκίτσο.
if (sensorValue > X) ( Serial.print ("CLAP"); Delay (1000); )
Αντί για "X", εισάγετε την ίδια τιμή, φορτώστε την και χτυπήστε ξανά παλαμάκια. Συνεχίστε με αυτόν τον τρόπο μέχρι να επιλέξετε τη βέλτιστη τιμή απόκρισης. Εάν η τιμή είναι πολύ υψηλή, η συνθήκη θα ικανοποιηθεί μόνο όταν χτυπάτε παλαμάκια σε πολύ κοντινή απόσταση. Εάν η τιμή είναι πολύ χαμηλή, η συνθήκη θα ικανοποιηθεί με τον παραμικρό θόρυβο ή ήχο βημάτων.
Εδώ θα εξετάσουμε τους αισθητήρες ήχου και αφής, που χρησιμοποιούνται συχνότερα ως μέρος συστημάτων συναγερμού.
Μονάδα αισθητήρα αφής KY-036
Η μονάδα είναι ουσιαστικά ένα κουμπί αφής. Όπως καταλαβαίνει ο συγγραφέας, η αρχή λειτουργίας της συσκευής βασίζεται στο γεγονός ότι αγγίζοντας την επαφή του αισθητήρα, ένα άτομο γίνεται κεραία λήψης παρεμβολών στη συχνότητα ενός οικιακού δικτύου AC. Αυτά τα σήματα αποστέλλονται στον συγκριτή LM393YD
Οι διαστάσεις της μονάδας είναι 42 x 15 x 13 mm, βάρος 2,8 g, η πλακέτα της μονάδας έχει μια οπή στερέωσης με διάμετρο 3 mm. Η ισχύς υποδεικνύεται με το LED L1.
Όταν ενεργοποιείται ο αισθητήρας, το LED L2 ανάβει (αναβοσβήνει). Η κατανάλωση ρεύματος είναι 3,9 mA σε κατάσταση αναμονής και 4,9 mA όταν ενεργοποιείται.
Δεν είναι απολύτως σαφές ποιο όριο ευαισθησίας του αισθητήρα πρέπει να ρυθμίζεται από μια μεταβλητή αντίσταση. Αυτές οι μονάδες με το συγκριτή LM393YD είναι στάνταρ και διάφοροι αισθητήρες είναι κολλημένοι σε αυτές, λαμβάνοντας έτσι μονάδες για διάφορους σκοπούς. Τερματικοί ακροδέκτες "G" - κοινό καλώδιο, "+" - +5V τροφοδοτικό. Υπάρχει χαμηλό λογικό επίπεδο στην ψηφιακή είσοδο "D0" όταν ενεργοποιείται ο αισθητήρας, εμφανίζονται παλμοί με συχνότητα 50 Hz στην έξοδο. Στον ακροδέκτη "A0" υπάρχει ένα σήμα ανεστραμμένο σε σχέση με το "D0". Γενικά, η μονάδα λειτουργεί διακριτικά, σαν ένα κουμπί, το οποίο μπορεί να επαληθευτεί χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα LED_with_button.
Ο αισθητήρας αφής σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε οποιαδήποτε μεταλλική επιφάνεια ως κουμπί ελέγχου, η απουσία κινούμενων μερών θα πρέπει να έχει θετική επίδραση στην ανθεκτικότητα και την αξιοπιστία.
Μονάδα αισθητήρα ήχου KY-037
Η μονάδα πρέπει να ενεργοποιείται από ήχους των οποίων η ένταση υπερβαίνει ένα καθορισμένο όριο. Το ευαίσθητο στοιχείο της μονάδας είναι ένα μικρόφωνο που λειτουργεί μαζί με έναν συγκριτή στο τσιπ LM393YD.
Οι διαστάσεις της μονάδας είναι 42 x 15 x 13 mm, βάρος 3,4 g, παρόμοια με την προηγούμενη περίπτωση, η πλακέτα της μονάδας έχει μια οπή στερέωσης με διάμετρο 3 mm. Η ισχύς υποδεικνύεται με το LED L1. Τερματικοί ακροδέκτες "G" - κοινό καλώδιο, "+" - +5V τροφοδοτικό.
Η κατανάλωση ρεύματος είναι 4,1 mA σε κατάσταση αναμονής και 5 mA όταν ενεργοποιείται.
Στο pin "A0" η τάση αλλάζει ανάλογα με το επίπεδο έντασης των σημάτων που λαμβάνει το μικρόφωνο καθώς αυξάνεται η ένταση, οι ενδείξεις μειώνονται, αυτό μπορεί να επαληθευτεί χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα AnalogInput2.
Υπάρχει ένα χαμηλό λογικό επίπεδο στην ψηφιακή είσοδο "D0" όταν ξεπεραστεί το καθορισμένο όριο, το χαμηλό επίπεδο αλλάζει σε υψηλό. Το κατώφλι απόκρισης μπορεί να ρυθμιστεί με μια μεταβλητή αντίσταση. Σε αυτήν την περίπτωση, το LED L2 ανάβει. Με έναν απότομο δυνατό ήχο, υπάρχει καθυστέρηση 1-2 δευτερολέπτων κατά την επιστροφή.
Συνολικά, ένας χρήσιμος αισθητήρας για την οργάνωση ενός έξυπνου σπιτιού ή συστήματος συναγερμού.
Μονάδα αισθητήρα ήχου KY-038
Με την πρώτη ματιά, η ενότητα φαίνεται παρόμοια με την προηγούμενη. Το ευαίσθητο στοιχείο της μονάδας είναι το μικρόφωνο, πρέπει να σημειωθεί ότι δεν υπάρχουν πολλές πληροφορίες για αυτήν τη μονάδα στο δίκτυο.
Οι διαστάσεις της μονάδας είναι 40 x 15 x 13 mm, βάρος 2,8 g, παρόμοια με την προηγούμενη περίπτωση, η πλακέτα της μονάδας έχει μια οπή στερέωσης με διάμετρο 3 mm. Η ισχύς υποδεικνύεται με το LED L1. Τερματικοί ακροδέκτες "G" - κοινό καλώδιο, "+" - +5V τροφοδοτικό.
Όταν ο διακόπτης καλαμιού είναι ενεργοποιημένος, ανάβει η λυχνία LED L2. Η κατανάλωση ρεύματος είναι 4,2 mA σε κατάσταση αναμονής και έως 6 mA όταν ενεργοποιείται.
Στο pin "A0", όταν αυξάνεται το επίπεδο έντασης, οι ενδείξεις αυξάνονται (χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα AnalogInput2).
Υπάρχει ένα χαμηλό λογικό επίπεδο στον ακροδέκτη "D0" όταν ενεργοποιείται ο αισθητήρας, αλλάζει σε υψηλό. Το όριο απόκρισης ρυθμίζεται χρησιμοποιώντας μια αντίσταση κοπής (χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα LED_with_button).
Αυτός ο αισθητήρας ουσιαστικά δεν διαφέρει από τον προηγούμενο, αλλά η εναλλαξιμότητα τους δεν είναι πάντα δυνατή, γιατί Όταν το επίπεδο έντασης αλλάζει, η φύση της αλλαγής στάθμης προκαλεί τη διαφορά της τάσης στην αναλογική έξοδο.
συμπεράσματα
Αυτό ολοκληρώνει την ανασκόπηση ενός μεγάλου συνόλου διάφορων αισθητήρων για την πλατφόρμα υλικού Arduino. Γενικά, αυτό το σύνολο έκανε ανάμεικτη εντύπωση στον συγγραφέα. Το σετ περιλαμβάνει τόσο πολύπλοκους αισθητήρες όσο και πολύ απλά σχέδια. Και εάν, εάν υπάρχουν αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος, ενδείξεις LED κ.λπ. στην πλακέτα, ο συγγραφέας είναι έτοιμος να παραδεχτεί τη χρησιμότητα τέτοιων μονάδων, τότε ένα μικρό μέρος των μονάδων είναι ένα μόνο ραδιοστοιχείο στον πίνακα. Το γιατί χρειάζονται τέτοιες μονάδες παραμένει ασαφές (προφανώς, η τοποθέτηση σε τυπικές σανίδες εξυπηρετεί το σκοπό της ενοποίησης). Συνολικά, το κιτ είναι ένας καλός τρόπος για να εξοικειωθείτε με τους περισσότερους από τους κοινούς αισθητήρες που χρησιμοποιούνται στα έργα Arduino.
χρήσιμοι σύνδεσμοι
- http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-kasaniya
- http://www.zi-zi.ru/module/module-ky036
- http://robocraft.ru/blog/arduino/57.html
- http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-zvuka
- http://www.zi-zi.ru/module/module-ky037
- http://arduino-kit.ru/catalog/id/modul-datchika-zvuka_
- http://smart-boards.ml/module-audiovideo-4.php
Διάγραμμα ακουστικού αισθητήρα σε ραδιοερασιτεχνικά σχέδια
Στο πρώτο σχήμα που εξετάστηκε, ένας αισθητήρας ακουστικού τύπου συναρμολογείται με βάση έναν πιεζοηλεκτρικό εκπομπό ήχου και αποκρίνεται σε διάφορους κραδασμούς στην επιφάνεια προς την οποία κλίνει. Η βάση άλλων σχεδίων είναι ένα τυπικό μικρόφωνο.
Αυτός ο αισθητήρας θα είναι αποτελεσματικός εάν η επιφάνεια που παρακολουθεί είναι καλός αγωγός ακουστικών κυμάτων (μέταλλο, κεραμικά, γυαλί κ.λπ.). Ο ακουστικός μετατροπέας σε αυτό το σχέδιο ερασιτεχνικού ραδιοφώνου είναι ένας τυπικός πιεζοηλεκτρικός εκπομπός ήχου από ένα κινέζικο πολύμετρο τύπου M830. Είναι μια στρογγυλεμένη πλαστική θήκη που φιλοξενεί μια ορειχάλκινη πλάκα. Στην επιφάνειά του απέναντι από το σώμα υπάρχει ένα πιεζοηλεκτρικό στοιχείο, του οποίου η εξωτερική πλευρά είναι επαργυρωμένη. Από την επάργυρη επιφάνεια και από την ορειχάλκινη πλάκα βγαίνουν σύρματα. Ο αισθητήρας πρέπει να εγκατασταθεί στην ελεγχόμενη επιφάνεια έτσι ώστε το πλαστικό σώμα του να είναι σε καλή επαφή με την ελεγχόμενη επιφάνεια. Κατά την εγκατάσταση ενός ακουστικού μορφοτροπέα σε γυαλί, για να αυξήσετε την ευαισθησία, μπορείτε να αφαιρέσετε τον πομπό από το περίβλημα και να τον συνδέσετε έτσι ώστε η λεία ορειχάλκινη επιφάνειά του να πιέζεται πάνω στο γυαλί.
Όταν εκτίθεται στην επιφάνεια με την οποία έρχεται σε επαφή ο μετατροπέας Β1, δημιουργούνται σε αυτήν ηλεκτρικές ταλαντώσεις, οι οποίες ενισχύονται από τον προενισχυτή και μετατρέπονται σε λογικούς παλμούς από τον συγκριτή στον op-amp A1. Η ευαισθησία της συσκευής ρυθμίζεται με αντίσταση συντονισμού R3. Εάν η παραγόμενη τάση που εμφανίζεται στον μετατροπέα υπερβαίνει το όριο ευαισθησίας του op-amp. Στην έξοδό του σχηματίζονται λογικές παρορμήσεις που είναι χαοτικής φύσης.
Η λογική συσκευή είναι χτισμένη στη μικροσυγκρότηση K561LA9. Η υλοποίηση του κυκλώματος είναι ένα τυπικό κύκλωμα RS-σκανδάλης μίας βολής, με φραγή εισόδου. Όταν εφαρμόζεται τάση από την πηγή ισχύος, η σκανδάλη μεταβαίνει στην απλή κατάσταση και παραμένει απρόσβλητη στους παλμούς εισόδου για όσο διάστημα ο πυκνωτής C2 φορτίζεται μέσω της αντίστασης R6. Μόλις αυτή η χωρητικότητα ολοκληρώσει τη φόρτιση, η σκανδάλη θα ξεκλειδώσει.
Με την άφιξη του πρώτου παλμού από τον ακουστικό αισθητήρα, η σκανδάλη μεταβαίνει στη μηδενική κατάσταση. Ο διακόπτης τρανζίστορ VT1-VT2 ξεκλειδώνει και συνδέει το φορτίο ρελέ ή τη σειρήνα από το σύστημα συναγερμού ασφαλείας. (Το φορτίο συνδέεται παράλληλα με τη δίοδο VD2). Αυτό ξεκινά τη φόρτιση της χωρητικότητας C3 μέσω της αντίστασης R13. Κατά τη διάρκεια αυτής της φόρτισης, η σκανδάλη διατηρείται στη μηδενική κατάσταση. Στη συνέχεια, επαναφέρεται σε μονή και το φορτίο απενεργοποιείται.
Για να αποφευχθεί η ανακύκλωση του κυκλώματος λόγω των δικών του ακουστικών κραδασμών που δημιουργούνται από τη σειρήνα, υπάρχει μια αλυσίδα C4-R11 που θα μπλοκάρει την είσοδο της λογικής συσκευής και θα την ανοίξει μόνο μετά από ένα σύντομο χρονικό διάστημα μετά την αποσύνδεση του φορτίου. Μπορείτε να μπλοκάρετε το λογικό κύκλωμα πατώντας τον διακόπτη εναλλαγής S1. Η δομή θα επιστρέψει στον τρόπο λειτουργίας 10 δευτερόλεπτα μετά την απελευθέρωση του διακόπτη εναλλαγής S1. Η τάση τροφοδοσίας U p πρέπει να κυμαίνεται από 5-15 Volt.
Ακουστικός αισθητήρας με μικρόφωνο |
Η προενίσχυση του σήματος λαμβάνει χώρα στην αριστερή πλευρά του κυκλώματος. VT1 τύπου KT361 ή το πιο σύγχρονο ανάλογό του, στη βάση του οποίου το σήμα από το μικρόφωνο M1 ακολουθεί μέσω της χωρητικότητας C2, η οποία, μαζί με την αντίσταση R4, σχηματίζει έναν ενισχυτή μικροφώνου ενός σταδίου. Το τρανζίστορ VT2 τύπου KT315 είναι ένας τυπικός ακόλουθος εκπομπού και εκτελεί τη λειτουργία ενός δυναμικού φορτίου του πρώτου σταδίου. Το ρεύμα που καταναλώνεται από αυτό δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,4-0,5 mA.
Περαιτέρω ενίσχυση του σήματος πραγματοποιείται από ένα μικροκύκλωμα DA1 τύπου KR1407UD2 με χαμηλή κατανάλωση ρεύματος. Συνδέεται σύμφωνα με ένα κύκλωμα διαφορικού ενισχυτή. Επομένως, η παρεμβολή κοινής λειτουργίας που προκαλείται στα καλώδια σύνδεσης καταστέλλεται τέλεια. Ο συνήθης συντελεστής απόρριψης λειτουργίας για τις τάσεις εισόδου είναι 100 dB. Το σήμα που λαμβάνεται από τις αντιστάσεις φορτίου R6 και R7 ακολουθεί μέσω των πυκνωτών C3 και C4 στις εισόδους αναστροφής και μη του op-amp DA1. Ο συντελεστής ενίσχυσης σήματος μπορεί να ρυθμιστεί αλλάζοντας τις τιμές των αντιστάσεων R8 και R9. Οι αντιστάσεις R10, R11 και η χωρητικότητα C5 δημιουργούν ένα τεχνητό ενδιάμεσο σημείο στο οποίο η τάση είναι ίση με το ήμισυ της τάσης του τροφοδοτικού. Χρησιμοποιώντας την αντίσταση R13 ορίζουμε την απαιτούμενη κατανάλωση ρεύματος του μικροκυκλώματος.
Ακουστικός αισθητήρας τρανζίστορ |
Το παρακάτω σχήμα δείχνει ένα κύκλωμα ενός απλού, πολύ ευαίσθητου αισθητήρα ήχου που ελέγχει ένα φορτίο χρησιμοποιώντας ένα ρελέ. Ένα ηλεκτρικό μικρόφωνο χρησιμοποιείται στην ανάπτυξη όταν χρησιμοποιείται ECM, απαιτείται αντίσταση R1 με αντίσταση 2,2 kOhm έως 10 kOhm. Τα δύο πρώτα διπολικά τρανζίστορ αντιπροσωπεύουν έναν ενισχυτή προ-μικροφώνου, το R4 C7 σε αυτό το κύκλωμα εξαλείφει την αστάθεια του ενισχυτή.
Μετά τον ενισχυτή στο BC182B, το ακουστικό σήμα αποστέλλεται σε έναν ανορθωτή χρησιμοποιώντας διόδους 1N4148 και πυκνωτή C5, η προκύπτουσα σταθερή τάση μετά τον ανορθωτή ελέγχει τη λειτουργία του τρανζίστορ BC212B, ο οποίος με τη σειρά του ελέγχει το ρελέ.
Επιλογή 2
Το κύκλωμα είναι απλό και δεν απαιτεί ρύθμιση, τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν τα εξής: το ρελέ αντιδρά σε τυχόν δυνατούς ήχους, ειδικά σε χαμηλές συχνότητες. Επιπλέον, παρατηρήθηκε ασταθής λειτουργία της κατασκευής σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν.
CMA-4544PF-W ή παρόμοιο.
1 Κάψουλα Electretμικρόφωνο CMA-4544PF-W
Θα χρησιμοποιήσουμε μια έτοιμη μονάδα που περιέχει μικρόφωνο, καθώς και την ελάχιστη απαραίτητη καλωδίωση. Μπορείτε να αγοράσετε μια τέτοια ενότητα.
2 Διάγραμμα σύνδεσηςμικρόφωνο στο Arduino
Η μονάδα περιέχει ένα ηλεκτρικό μικρόφωνο που απαιτεί ισχύ από 3 έως 10 βολτ. Η πολικότητα κατά τη σύνδεση είναι σημαντική. Ας συνδέσουμε τη μονάδα σύμφωνα με ένα απλό διάγραμμα:
- έξοδος "V" της μονάδας - έως +5 βολτ τροφοδοσίας,
- καρφίτσα "G" - στο GND,
- pin "S" - στην αναλογική θύρα "A0" του Arduino.
3 Σκίτσο για ανάγνωση αναγνώσεωνηλεκτρικό μικρόφωνο
Ας γράψουμε ένα πρόγραμμα για το Arduino που θα διαβάζει μετρήσεις από το μικρόφωνο και θα τις βγάζει στη σειριακή θύρα σε millivolt.
Const int micPin = A0; // ορίστε την καρφίτσα όπου είναι συνδεδεμένο το μικρόφωνο void setup() ( Serial.begin(9600); // αρχικοποίηση της ακολουθίας Λιμάνι } void loop() ( int mv = analogRead(micPin) * 5.0 / 1024.0 * 1000.0; // τιμές σε millivolts Serial.println(mv); // έξοδος στη θύρα }
Γιατί μπορεί να χρειαστεί να συνδέσετε ένα μικρόφωνο στο Arduino; Για παράδειγμα, για τη μέτρηση των επιπέδων θορύβου. για να ελέγξετε το ρομπότ: ακολουθήστε το παλαμάκι ή σταματήστε. Μερικοί μάλιστα καταφέρνουν να «εκπαιδεύσουν» το Arduino για να ανιχνεύσει διαφορετικούς ήχους και έτσι να δημιουργήσουν πιο έξυπνο έλεγχο: το ρομπότ θα κατανοήσει τις εντολές «Stop» και «Go» (όπως, για παράδειγμα, στο άρθρο «Αναγνώριση φωνής με χρήση Arduino»).
4 "Εξισωτής"στο Arduino
Ας συναρμολογήσουμε ένα είδος απλού ισοσταθμιστή σύμφωνα με το συνημμένο διάγραμμα.
5 Σκίτσο"εξισωτής"
Ας τροποποιήσουμε λίγο το σκίτσο. Ας προσθέσουμε LED και κατώφλια για τη λειτουργία τους.
Const int micPin = A0; const int gPin = 12; const int yPin = 11; const int rPin = 10; void setup() ( Serial.begin(9600); pinMode(gPin, OUTPUT); pinMode(yPin, OUTPUT); pinMode(rPin, OUTPUT); } void loop() ( int mv = analogRead(micPin) * 5.0 / 1024.0 * 1000.0; // τιμές σε millivolts Serial.println(mv); // έξοδος στη θύρα /* Τα κατώφλια απόκρισης LED ρυθμίζονται πειραματικά από εσάς: */ if (mv )
Ο ισοσταθμιστής είναι έτοιμος!Δοκιμάστε να μιλήσετε στο μικρόφωνο και δείτε τα LED να ανάβουν όταν αλλάζετε την ένταση της ομιλίας.
Οι τιμές κατωφλίου μετά τις οποίες ανάβουν τα αντίστοιχα LED εξαρτώνται από την ευαισθησία του μικροφώνου. Σε ορισμένες μονάδες, η ευαισθησία ρυθμίζεται από μια αντίσταση κοπής, αλλά στη δική μου μονάδα δεν είναι. Τα κατώφλια αποδείχθηκαν 2100, 2125 και 2150 mV. Θα πρέπει να τα προσδιορίσετε μόνοι σας για το μικρόφωνό σας.
Σπιτικοί αισθητήρες
Στο Σχ. Το σχήμα 1 δείχνει μια συσκευή για έναν ενισχυτή ασθενούς σήματος. Η συσκευή εφαρμόζεται σε δύο παρόμοια τρανζίστορ πυριτίου αγωγιμότητας pnp, τα οποία έχουν υψηλό κέρδος (80-100 σε ρεύμα). Όταν εφαρμόζεται ήχος στο μικρόφωνο VM1, το εναλλασσόμενο σήμα εισέρχεται στη βάση του τρανζίστορ VT1 και ενισχύεται από αυτό. Το σήμα εξόδου που ελέγχει περιφερειακές ή ενεργοποιητές συσκευές με αρνητικό άκρο αφαιρείται από τον συλλέκτη του τρανζίστορ VT2.
Ηλεκτρικό κύκλωμα ευαίσθητου ακουστικού αισθητήρα με χρήση διπολικών τρανζίστορ
Ο πυκνωτής οξειδίου C1 εξομαλύνει τον κυματισμό τάσης τροφοδοσίας. Η αντίσταση ανάδρασης R4 προστατεύει τον μικρό ενισχυτή σήματος από αυτοδιέγερση.
Το ρεύμα εξόδου του τρανζίστορ VT2 σας επιτρέπει να ελέγχετε ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ χαμηλής ισχύος με τάση λειτουργίας 5 V και ρεύμα λειτουργίας 15...20 mA. Ένα εκτεταμένο κύκλωμα του ακουστικού αισθητήρα φαίνεται στο Σχ. 3.9. Σε αντίθεση με το προηγούμενο κύκλωμα, έχει πρόσθετες δυνατότητες ρύθμισης της απολαβής και αναστροφής του σήματος εξόδου.
Προηγμένο κύκλωμα ακουστικού αισθητήρα
Το κέρδος των ασθενών σημάτων από το μικρόφωνο VM1 ρυθμίζεται χρησιμοποιώντας μεταβλητή αντίσταση R6 (βλ. Εικ. 2). Όσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση αυτής της αντίστασης, τόσο μεγαλύτερο είναι το κέρδος της βαθμίδας του τρανζίστορ στο τρανζίστορ VT1. Με μακροχρόνια πρακτική στη λειτουργία της συνιστώμενης μονάδας, κατέστη δυνατό να διαπιστωθεί ότι όταν η αντίσταση της αντίστασης R6 είναι ίση με μηδέν, είναι δυνατή η αυτοδιέγερση του καταρράκτη. Για να αποφευχθεί αυτό, μια άλλη περιοριστική αντίσταση με αντίσταση 100-200 Ohms συνδέεται σε σειρά με το R6.
Ηλεκτρικό κύκλωμα ακουστικού αισθητήρα με δυνατότητα αναστροφής του σήματος εξόδου και ρύθμισης της απολαβής
Το διάγραμμα δείχνει δύο εξόδους από τις οποίες αφαιρείται το σήμα ελέγχου για επόμενα κυκλώματα και τερματικά ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Από το σημείο "OUTPUT 1" αφαιρείται ένα σήμα ελέγχου με αρνητικό άκρο (το οποίο εμφανίζεται όταν εφαρμόζεται ήχος στο μικρόφωνο VM1). Από το σημείο "OUTPUT 2" υπάρχει ένα αντίστροφο σήμα (με θετικό άκρο).
Χάρη στη χρήση του τρανζίστορ πεδίου KP501A (VT2) ως τελικού ενισχυτή ρεύματος, η συσκευή μειώνει την κατανάλωση ρεύματος (σε σχέση με το προηγούμενο κύκλωμα) και έχει επίσης τη δυνατότητα να ελέγχει ένα πιο ισχυρό φορτίο, για παράδειγμα, ένα εκτελεστικό ρελέ με ρεύμα μεταγωγής έως 200 mA. Αυτό το τρανζίστορ μπορεί να αντικατασταθεί με ένα KP501 με οποιοδήποτε δείκτη γραμμάτων, καθώς και με ένα πιο ισχυρό τρανζίστορ εφέ πεδίου της κατάλληλης διαμόρφωσης.
Αυτά τα απλά σχέδια δεν χρειάζονται προσαρμογή. Όλα αυτά ελέγχονται όταν τροφοδοτούνται από την ίδια σταθεροποιημένη πηγή με τάση 6 V. Η κατανάλωση ρεύματος του σχεδιασμού (εξαιρουμένης της κατανάλωσης ρεύματος ρελέ) δεν υπερβαίνει τα 15 mA.
