Arduino Talking Tom болуп калды: 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Смартфонду колдонгондогу эски эскерүүлөрүмдүн бири 'Talking Tom' оюнун ойноо болгон. Оюн абдан жөнөкөй болчу. Том деген мышык бар, ал сүйлөй алат. Оюнда Том телефондун микрофону аркылуу каалаган маалыматты угат, анан уккан нерсесин кайталайт. Ошентип, Томго эмнени айтпаңыз, ал ошол эле нерсени өзүнүн катуу үнү менен кайталайт.

Бул жөнөкөй көрүнгөнү менен, бул процедуранын бардыгы санарип түрүндө микрофондун аналогдук кирүүсүн тандоо, Томго уникалдуу үнүн берүү үчүн аудиону башкаруу жана андан кийин спикер аркылуу кайра ойнотуу үчүн бардык санариптик баалуулуктардан сигналды калыбына келтирүү сыяктуу көптөгөн татаал кадамдарды талап кылат.. Мунун баары татаал кадамдар, бирок смартфон аны 9-10 жыл мурун эле сыйкырдуу кылып башкарган!

Кызыктуусу, муну арзан микроконтроллерге негизделген Arduino тактасы менен жасаса болорун көрүү. Ошентип, бул көрсөтмөдө мен кантип жөнөкөй Talking Tomду Arduino долбоорунан жана башка арзан электроникадан жасоону көрсөтөм.

Бул көрсөтмө Делидеги Hatchnhack Makerspace менен биргеликте жазылган

ЭСКЕРТҮҮ: Бул нускоочу долбоордун биринчи версиясы, Talking Tomдун 'Talking' өзгөчөлүгүн бүтүрөт, мында arduino сиз айтканыңызды кайталай алат. Добушту өзгөртүүчү бөлүк келечектеги версияда камтылат, бирок, Ардуинонун ADCде азыраак чечилишинен улам, жазылган аудио бир аз башкача угулат: P (Бул долбоордун видеосунан ачык байкалат).

Андыктан баштайлы!

1 -кадам: Колдонулган материалдар

Аппараттык:

• An Arduino UNO
• MAX4466 микрофон модулу жөнгө салынуучу киреше менен
• SPI негизиндеги SD Card Reader модулу
• SD карта
• Аудио күчөткүч сыяктуу PC спикери, PAM8403 күчөткүч модулу ж.
• Күчөткүчкө туташуу үчүн колонкалар
• Аял аудио джек
• 1 x 1k ohm каршылыгы
• 2 x 10k Ом каршылыгы
• 1 x 10uF конденсатор
• 2 x баскыч
• Jumper Wires

Программалык камсыздоо:

• Arduino IDE
• Audacity (милдеттүү эмес)
• TMRpcm жана Arduino үчүн SD китепканасы

2 -кадам: Долбоордун Негизги Сереп

Долбоор негизинен 2 өзгөчөлүккө ээ:

• Бул үн эффекттери ж.
• Ал микрофондон үн киргизүүнү жаздырып, анан жазуу токтогондо аны кайра ойното алат. Бул arduino микрофон аркылуу уккан нерсесин кайталоого мүмкүндүк берет.

Долбоордун Колдонуучу интерфейси негизинен жогорудагы өзгөчөлүктөрдүн бирине туура келген 2 баскычтан турат.

SD картадан аудио файлдарды жазуу жана ойнотуу боюнча негизги оор жумуш TMRpcm китепканасы тарабынан жүргүзүлөт

Аудио жазуу MAX4466 микрофондук модулун, ардуинонун ички ADC жана TMRpcm китепканасын колдонуп, аудионун үлгүсүн алып, анан SD картада ".wav" файл катары ойнотуу үчүн убактылуу сактайт. '.wav' аудио файлдары аудио маалыматтарды санариптик форматта сактоо үчүн PCM (Pulse Code Modulation) колдонуп, кайра оңой ойнотулушу мүмкүн. Жалпысынан алганда, аудио негизделген долбоорлор үчүн тышкы ADCди колдонуу жакшыраак, анткени Ардуинонун ADC чечими анча жогору эмес, бирок бул долбоор үчүн иштейт.

Аудио файлдарды ойнотуу (алдын ала орнотулган жана жаздырылган) TMRpcm китепканасынын жардамы менен жүргүзүлөт, ал ардуинонун PWM иштетилген пининен PWM сигналы катары аудио чыгарат. Бул сигнал аналогдук сигналды алуу үчүн RC чыпкасына киргизилет, андан кийин үн күчөткүчкө динамик аркылуу ойнотулат. Бул бөлүктө сиз тышкы DACти колдоно аласыз, анткени arduino ичинде жок. DACти колдонуу жакшы вариант болушу мүмкүн, анткени ал аудионун сапатын жакшыртат.

SD карта модулу менен arduino ортосундагы байланыш SPI (Serial perifheral Interface) аркылуу ишке ашат. Код SD картасынын мазмунун оңой алуу үчүн SD & SPI китепканасын колдонот.

3 -кадам: SD картаны даярдоо жана SD карт модулун туташтыруу

• Биринчиден, сиз FAT16 же FAT32 файл системасы менен SD карта катары форматташыңыз керек (Сиз смартфонуңузду SD картаны форматтоо үчүн колдоно аласыз).
• Азыр SD картасына.wav аудио файлдарын алдын ала орнотуңуз. Audacity менен.wav файлдарын түзө аласыз (төмөндөгү көрсөтмөлөрдү караңыз). Файлдарга audio_1.wav, audio_2.wav, audio_3.wav ж.б.у.с.

SD карта модулу arduino менен маалыматтарды байланыш үчүн SPI колдонот. Ошондуктан, ал SPI иштетилген казыктарга гана туташат. Бул байланыштар төмөндөгүдөй:

• Vcc - 5v
• GND - GND
• MOSI (Master Out Slave In) - пин 11
• MISO (Master In Slave Out) - пин 12
• CLK (Саат) - пин 13
• SS/CS (Slave Select/Chip Select) - пин 10

Audacity программасы менен '.wav' файлын түзүү:

• Audacityде.wavга айландыргыңыз келген аудио файлды ачыңыз.
• Файлдын аталышын чыкылдатып, андан кийин "Стереону Монога бөлүүнү" тандаңыз. Бул параметр стерео аудиону эки моно каналга бөлөт. Эми сиз каналдын бирин жаба аласыз.
• Төмөндөгү "Проект ылдамдыгы" маанисин 16000 Гцке өзгөртүңүз. Бул маани arduino ички ADC максималдуу тандоо ылдамдыгына туура келет.
• Эми File-> Export/WAV катары экспорттоо керек.
• Файлдын ылайыктуу жерин жана атын тандаңыз. Аудиону санариптик форматта сактоо үчүн PCM форматын колдонуп жаткандыктан, коддоо менюсунан 'Кол коюлбаган 8-бит PCM'ди тандаңыз.

4 -кадам: Аудио Чыгарууну жана Микрофонду туташтырыңыз

Микрофонду туташтыруу:

• Vcc - 3.3v
• GND - GND
• OUT - A0 пин

ЭСКЕРТҮҮ:

• Микрофонду нан тактасын колдонуунун ордуна түз эле arduino менен туташтырууга аракет кылыңыз, анткени ал кирүү сигналында керексиз ызы -чууну пайда кылышы мүмкүн.
• Микрофон модулундагы баштарды таза түрдө ширеткениңизди текшериңиз, анткени начар кошулган жерлер да ызы -чуу чыгарат.
• Бул микрофон модулу тактанын арт жагындагы казандын жардамы менен башкарыла турган жөнгө салынуучу кирешеге ээ. Мен сизге кирешени бир аз төмөндөтүүнү сунуштаар элем, ошондо ал ызы -чууну көп күчөтпөйт, ал эми оозуңузга жакыныраак сүйлөп, таза чыгууга алып келет.

Аудио чыгууну туташтыруу:

• 10 uF Capacitor менен 1k ohm каршылыгын резисторго туташтырылган конденсатордун позитивдүү бөлүгүн нан тактасына коюңуз. Булар бирге PWM чыгарууну аналогдук сигналга айландыруучу RC чыпкасын түзөт, аны күчөткүчкө берсе болот.
• Ардуинонун 9 пинин резистордун экинчи четине туташтырыңыз.
• Конденсатордун терс терминалы аял аудио уячасынын сол жана оң каналына туташат.
• Аудио уячасынын GND GND менен туташат.
• Аудио джек Aux Cable менен күчөткүчкө туташкан. Менин учурда мен компьютеримдин динамик системасын колдондум.

ЭСКЕРТҮҮ:

PWMди аудио чыгаруу катары колдонуу эң жакшы вариант болбошу мүмкүн, анткени тышкы DAC алда канча жакшыраак чечимди жана сапатты камсыз кылат. Андан тышкары, RC чыпкасындагы конденсатор жана резистор керексиз ызы -чууну пайда кылышы мүмкүн. Бирок бул долбоор үчүн өндүрүш абдан жакшы болду

5 -кадам: Баскычтарды тартыңыз

Долбоор колдонуучу интерфейси катары баскычтарды басуу үчүн колдонулат. Экөө тең ар кандай функцияларды аткарышат жана башкача колдонулат, бирок зымдары бирдей. Алардын байланышы төмөнкүчө:

• Баскычтарды нан тактасына коюңуз.
• Ардуинонун 2 -кнопкасына 10k Ом резисторун түшүрүү үчүн баскычтын бир терминалын тиркеңиз. Баскычтын башка терминалы 5v менен туташат. Ошентип, баскыч басылганда, 2 -пин жогору болуп калат жана биз муну коддон аныктай алабыз.
• Башка баскыч ардуинонун пин 2 менен эмес, 3 менен туташат.

2-пинге туташкан баскыч, бир жолу басылганда, SD картадагы алдын ала орнотулган аудио файлдардын топтомунан туш келди аудио файлды ойнотот.

3 -пинге туташкан баскыч жазуу үчүн. Жазуу үчүн бул баскычты басып кармап туруу керек. Ардуино бул кнопка басылганда эле жазууну баштайт жана бул баскыч бошогондо жазууну токтотот. Жазууну токтоткондон кийин, ошол замат ошол жазууну кайра ойнотот.

6 -кадам: Кодду жүктөө

Кодду жүктөөдөн мурун, TMRpcm, SD ж.

Кодду жүктөгөндөн кийин, сериялык мониторду ача аласыз, бул arduino эмне кылып жатканы жөнүндө пикир алуу үчүн.

Учурда код башкача угулушу үчүн жазылган аудиону башкарбайт, бирок мен бул функцияны кийинки версияга киргизүүнү пландап жатам, анда сиз казандын жардамы менен аудио сигналдын чыгуу жыштыгын коюп, ар кандай үндөрдү ала аласыз..

А сен бүттүң !!