موسيقى راسم الذبذبات: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

مقدمة: هذا Instructable هو تلبية متطلبات جزء التوثيق من مشروع واجهة الحواسيب الصغيرة في جامعة ولاية يوتا.

الخطوة 1: الخلفية

خلفية:

يستخدم راسم الذبذبات لعرض وقياس إشارة الجهد التي يتم رسمها مع الوقت. يرسم راسم الذبذبات في الوضع XY إشارة مقابل إشارة أخرى تشبه المعادلة البارامترية. يستخدم هذا المشروع راسم الذبذبات في وضع XY لعرض الصور التي تم إنتاجها بواسطة ملف صوتي.

الخطوة 2: الفكرة الأصلية

كانت الفكرة الأصلية للمشروع هي تحويل جهاز تلفزيون قديم أنبوب أشعة الكاثود (CRT) إلى راسم تذبذب XY واستخدامه لعرض الصور. يمكن القيام بذلك عن طريق فصل ملفات الانحراف. عندما تقوم بفصل الملفات الأفقية ، يظهر خط عمودي ، وعندما تقوم بفصل الملف الرأسي ، يظهر خط أفقي. كل ما كان علي فعله هو توصيل مصدر الصوت بملفات الانحراف وسيكون لدي راسم تذبذب XY. لسوء الحظ ، واجهت عدة مشاكل.

الخطوة 3: المشكلات التي تمت مواجهتها

كانت إحدى المشكلات التي واجهتها هي ميزات الأمان. كان التلفزيون قادرًا على اكتشاف أن ملفات الانحراف الخاصة به قد تم فصلها ولن يتم تشغيلها. هذا لمنع شعاع الإلكترون من حرق ثقب في الفوسفور على الشاشة. قمت بقياس مقاومة الملفات ووضعت مقاومًا عبرها. احترق المقاوم على الفور إلى النصف بسبب الفولتية العالية. حاولت مرة أخرى استخدام المقاوم ذي التصنيف الأعلى ، لكن ذلك لم ينجح أيضًا. قرأت بعض المنتديات على الإنترنت حول كيفية توصيل مجموعة أخرى من ملفات الانحراف بالتلفزيون الأصلي ، لذلك وجدت تلفزيونًا آخر وربطته بملف الانحراف الخاص بي. المقاومة لم تكن هي نفسها لذا لم يتم تشغيلها. بعد إجراء المزيد من الأبحاث ، اكتشفت أن أجهزة التلفزيون القديمة لا تحتوي على ميزة الأمان ولا تهتم إذا كانت ملفات الانحراف مفصولة. تمكنت من العثور على جهاز تلفزيون تم إنتاجه في عام 2000 ويبدو أنه يعمل. تمكنت من الحصول على بعض الأشكال البسيطة على الشاشة ، ولكن أي شيء أكثر تعقيدًا من الدائرة سيكون مشوهًا بشدة. في النهاية توقف هذا التلفزيون عن العمل واستمر في نفخ الصمامات.

تمكنت من العثور على تلفزيون صغير تم تصنيعه في عام 1994. كان هذا التلفزيون يعمل بشكل جيد ، لكن لم أتمكن من الحصول على الاتجاه الصحيح للصورة ، حتى عندما قمت بتبديل الإشارات في كل مجموعة. كما أنه يعاني من نفس مشاكل التلفزيون الآخر ولن ينتج صورًا معقدة. بعد الكثير من البحث ، اكتشفت أن المشكلة هي أنني كنت أحاول إنتاج صورة متجهية على شاشة عرض نقطية. العرض النقطي عبارة عن شاشة تقوم بالمسح أفقيًا بسرعة كبيرة ثم عموديًا بمعدل أبطأ. تستخدم شاشة المتجه خطوطًا لإنتاج الصور. لقد وجدت برامج تعليمية حول كيفية تحويل عرض نقطي إلى شاشة عرض متجه ، لكن العملية كانت خطيرة وستستغرق وقتًا طويلاً.

الخطوة 4: الحل

بعد كل هذه المشاكل ، تمكنت من إيجاد حل بسيط للغاية ؛ برنامج محاكي راسم الذبذبات XY الذي أخذ الصوت كمدخل. بمجرد أن وجدت هذا البرنامج ، قمت بالتبديل من التركيز على إنشاء الذبذبات إلى إنشاء طريقة لإنتاج ملف صوتي من صورة لعرضه على مرسمة الذبذبات.

محاكي راسم الذبذبات

الخطوة الخامسة: كشف الحواف وبرنامج ماتلاب

هنا مخطط انسيابي أساسي لبرنامجي. يبدأ بصورة يتم تحميلها في برنامج EdgeDetect.m MATLAB. يقوم هذا البرنامج بتحويلها إلى صورة ذات مقياس رمادي ثم يكتشف الحواف في الصورة. يتم وضع إحداثيات XY للحواف المكتشفة في صفيفتين يتم تحويلهما إلى ملف صوتي.

الخطوة 6: مثال: Instructables Robot

فيما يلي مثال على العملية باستخدام الروبوت القابل للتوجيه. قم أولاً بتنزيل صورة الروبوت القابل للتوجيه وحفظها باسم "image.png" في مجلد عمل MATLAB (نفس مكان "EdgeDetect.m"). تأكد من أن الصورة لا تحتوي على أي شيء تريد اكتشافه أو قد تضيف مجموعة من الإحداثيات غير الضرورية إلى ملف الصوت الخاص بك. قم بتشغيل برنامج EdgeDetect وسيتم تحويل الصورة إلى مقياس رمادي ، واكتشاف حوافها وتخزينها كملف صوت باسم "vector.wav". بعد ذلك ، افتح ملف الصوت في Audacity أو أي برنامج آخر لتحرير الصوت. افتح برنامج محاكي الذبذبات (الرابط في الخطوة السابقة) ، واضبط معدل العينة على 192000 هرتز ، واضغط على زر البدء ، وانقر فوق زر الميكروفون ، وحدد السطر في الخيار. في Audacity ، اضغط على "shift + spacebar" لتشغيل ملف الصوت في حلقة. يجب أن تظهر الصورة على محاكي الذبذبات.

الخطوة 7: استكشاف الأخطاء وإصلاحها / أمثلة الملفات

أثناء تطوير هذا البرنامج ، كان علي تعديل بعض الإعدادات في البرنامج. إليك بعض الأشياء التي يجب التحقق منها مرة أخرى إذا كانت لا تعمل:

-تأكد من إدخال إخراج الصوت الخاص بك في الخط الخاص بك على جهاز الكمبيوتر الخاص بك وأن لديك قناتان صوتيتان منفصلتان (يسار ويمين)

- في حالة عدم قراءة الصورة بواسطة برنامج MATLAB ، قد تحتاج إلى تحريرها بالطلاء وحفظها بتنسيق مختلف.

- في السطر 61 من الكود ، تأكد من تضمين الأرقام من شاشة كشف الحافة. عادةً ما يضع البرنامج مستطيلاً حول كل شيء يمكنك قصه بتغييره من "i = 1: length (B)" إلى "i = 2: length (B)". أيضًا ، إذا كانت لديك أرقام محددة تريد تضمينها ، ولكن لا تريد تضمينها جميعًا ، فيمكنك استخدام الأقواس المربعة للحصول على أرقام محددة: "[1 3 6 10 15 17]"

- إذا بدت الصورة مهتزة والأجزاء في كل مكان ، فقد تحتاج إلى تقليل عدد العينات عن طريق ضبط "N" في السطر 76. وكلما كانت الصورة أبسط ، يمكن أن تكون N السفلية ، ولكن يجب أن تكون أعلى إذا كانت الصورة معقد. بالنسبة للروبوت ، استخدمت N = 5.

- يمكنك أيضًا ضبط "F" في السطر 86. كلما ارتفع معدل أخذ العينات ، ستبدو الصورة أفضل ، لكن بعض بطاقات الصوت لن تكون قادرة على التعامل مع معدلات أخذ عينات أعلى. الأغاني الحديثة لها معدل عينات يبلغ حوالي 320000 هرتز.