مولد النغمات النسيجية متحكم في C-code: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

في نهاية شهر تشرين الأول (أكتوبر) من العام الماضي ، أرسل لي المستخدم carmitsu الموجه لي رسالة بعد رؤية توليف صندوق الغداء الخاص بي. من رسالته: أقوم بتدريس الموسيقى في المدرسة الابتدائية. نحن نلعب الكثير من الموسيقى المسجل. على سبيل المثال ، يلعب الأطفال المزامير الصغيرة …… لدي العديد من الأطفال ذوي الاحتياجات الخاصة الذين يمكنهم استخدام لوحات الملصقات السوداء هذه مع الدوائر التي تحمل اسم النوتة الموسيقية عليها. يقوم هؤلاء الطلاب بالضغط على الدوائر بأسماء النوتات في نفس الوقت الذي يقوم فيه باقي الطلاب بعزف أغنية….. يمكن لمعظم الأطفال ذوي الاحتياجات الخاصة القيام بذلك بشكل جيد إلى حد ما وفي الوقت المناسب مع الموسيقى. ما أتطلع إليه هو بناء مولد صوت بسيط للغاية حتى يتمكن هؤلاء الأطفال من لعب نفس طبقة الصوت التي يلعبها الطلاب على مسجلاتهم. سأكون بضعة ملاعب فقط. اعتقدت أنه يمكنني إرفاق نوع من الأزرار الصغيرة أسفل دوائرهم الدائرية بحيث عندما يضغطون عليها ، سيخرج الصوت من مكبر صوت صغير ، بصوت عالٍ بدرجة كافية حتى يتمكنوا من السماع. أم تعمل كمعلمة وتحب المدرسة كيف يمكنني مقاومة ذلك؟ الحق يقال أنني لا أستطيع. هذا إلى حد كبير سجل للمشروع وإرشادات حول كيفية بناء مشروعك الخاص.

الخطوة 1: البداية أو لماذا لا يمكنني التمسك بالنظير

تبدأ الأشياء الجيدة في الصفحة التالية. إذا كنت تريد أن تعرف كيف انتهى بي الأمر باستخدام الأجزاء التي قمت بها ، فاقرأ. بدت وكأنها طريقة جيدة للذهاب ، إنها مجرد بيزو ، 741 IC واثنين من المكونات السلبية. لا صفقة كبيرة أليس كذلك؟ حسنًا ، لديها مشكلتان ، 1) عندما تضغط على المفتاح ، من الممكن تغيير درجة الصوت 2) من المستحيل تقريبًا ضبطها. من المحتمل التغلب على الأول باستخدام بعض تقنيات debounce ، على الرغم من أنني لم أكن أعرف كيفية القيام بذلك دون إضافة عداد آخر. قد يكون أيضًا مشكلة في استخدام بيزو. أصبحت المشكلة الثانية غير عملية عندما بدأت في محاولة الوصول إلى درجة معينة. ماذا عن 555؟ تُظهر ورقة البيانات دالة dlay الزمنية بناءً على المقاومات والمكثفات. وهو أمر رائع حتى تبدأ في كتابة القيم الفعلية لأجزاء العالم الحقيقي ، وذلك عندما تجد أن الوصول إلى درجة حرارة تبلغ 440 هرتز يبدأ في الصعوبة قليلاً. يمكنك استخدام أواني القطع لضبطها ، لكنها تميل إلى التحرك بمرور الوقت. ضبط الجهاز باستمرار ، الذي تم تجميعه بالإضافة إلى الزيادة السريعة في التكلفة وكمية الأجزاء ، وزوجتي تقوم بتغيير طبقة الصوت عندما ضغطت الزر ، مما أدى إلى مقتل 555 لهذا المشروع. op-amps منذ ما قبل ولادتي. ما مدى صعوبة إنشاء جزء بسيط حقًا ، مع أجزاء قليلة وملاحظات محددة؟ أصعب مما كنت أعتقد. معظم التصاميم الموجودة معقدة للغاية لهذا المشروع. مصممو سينث خارج للحصول على شكل موجة / نغمة مثالية. يتعارض هذا بشكل مباشر مع مشروع من المفترض أن يكون رخيصًا بما يكفي لميزانيات المدرسة أو المعلمين. يعد بناء لوحة المفاتيح أمرًا سهلاً بدرجة كافية ، فهو مجرد مجموعة من المقاومات والطاقة أو مجموعة من الثنائيات والطاقة. إنها بقية تصميم الدائرة ، وتكلفة أجهزة الكمبيوتر الشخصية المخصصة التي تبدأ في الخروج عن السيطرة بالنسبة لشخص ما على مستوى إلكترونيات مبتدئ. إعادة تعريف المشروع: تم إعادة تعريف المشروع حتى قبل أن أبدأ بالفعل. كنت بحاجة إلى شيء يمكنه تبديل دبوس مكبر الصوت ، في الوقت المناسب ، بضغطة زر. لم أكن أرغب في تصميم وشراء ثنائي الفينيل متعدد الكلور. كان يجب أن يستخدم هذا أقل عدد ممكن من المكونات ، وأن يتم تجميعه كمجموعة للمبتدئين. كان يحدق في وجهي طوال الوقت. دوه !! متحكم! متحكم دقيق: بعد شراء كل من مجموعة Modern Devices Bare Bones Arduino ولوحة الهدف البسيط للعلم المجنون الشرير وتركهم يجلسون على مكتبي لأشهر لم يتم استخدامها ، كان لدي المشروع التمهيدي المثالي. بدأت في النظر إلى الوقت الذي يستغرقه تجميع كلاهما معًا ، منحنى التعلم للرمز والتكلفة والأجزاء الإضافية المطلوبة وجعلها تفعل ما أريد واستقرت على اللوحة المستهدفة. كانت التكلفة جميلة ، 15 دولارًا بالإضافة إلى كبل FTDI بقيمة 20 دولارًا لـ Arduino ، و 12 دولارًا بالإضافة إلى مبرمج USBtinyISP بقيمة 22 دولارًا. لقد عرفت بالفعل C ++ من الكلية الصغيرة التي يمكنني الوقوف عليها ، واعتقدت أن C للميكروكونترولر لن يكون بهذا السوء ، بينما بخلاف وميض الضوء للتأكد من أنني وضعت مجموعتي معًا بشكل صحيح ، لم يكن لدي أي خبرة في Arduino. يمكن تركيب كلاهما. لقد كان إلى حد كبير إرمًا ، لذلك قررت الأجزاء الأقل من الاثنين ، اللوحة المستهدفة.

الخطوة 2: ما تحتاجه القس 1

تكلفة قطع الغيار USBtinyISP AVR Programmer Kit (USB SpokePOV Dongle) v2.0 $ 22.00https://www.adafruit.com/index.php؟ main_page = product_info & cPath = 16 & products_id = 46 Evil Mad Scientist labs ATmegaXX8 Mini Dev Kits $ 12Headers، 6-pin DIP، 5-pk $ 2.75 https://evilmadscience.com/tinykitlist/74-atmegaxx8Speaker (8-ohm Mini) 2.79 دولارًا https://www.radioshack.com/product/index.jsp؟ productId = 2062406SPST عادةً فتح مفاتيح مؤقتة (استخدمناها 5) 3.49 دولارًا أمريكيًا (4 حزم) https://www.radioshack.com/product/index.jsp؟productId=2062539"AAA "حامل بطارية 1.79 دولارًا أمريكيًا https://www.radioshack.com/product/index.jsp؟ productId = 2102735SPST Submini Slide Switch (اختياري لمفتاح الطاقة) 2.69 دولار (عبوتان) https://www.radioshack.com/product/index.jsp؟productId=2062490LED والمقاوم (اختياري ، إذا كنت تريد مصباحًا للطاقة) ، يجب أن يكون مجانيًا إذا كانوا يكذبون حول Wire $ يجب أن يكونوا مستلقين أيضًا لحام الفضة (إذا كان هذا يذهب إلى أي مكان بالقرب من الأطفال ، فمن المحتمل ألا تستخدم الرصاص ، فالآباء يشعرون بالغرابة تجاه هذا النوع من الأشياء ؛)) فرك الكحول (لإعادة نقل التمويه) إذا كنت تريد بعض الأماكن لتوفير المال ، فلن تضطر إلى الحصول على أجزاء من RadioShack. لقد فعلت ذلك لأنهم قريبون ويمكن التنبؤ بهم.

الخطوة 3: التجميع Rev 1

ضع أجزائك معًا كما هو موضح. تأكد من استخدام الكحول المحمر وفرشاة التدفق عند الانتهاء للتخلص من أي تدفق من اللحام. يمكن أن يكون D1 و R1 كل ما تريد ، إنه مجرد مصباح طاقة. C1 هو فقط للمساعدة في جعل القوة أكثر اتساقًا. لقد استخدمت 10 فائق التوهج. هذا التخطيط هو نفسه بالنسبة للإصدارات الأحدث ، فقط قم بتبديل الأزرار الانضغاطية للمفاتيح القماشية. في المراجعة الأخيرة ، أضفت مفاتيح تبديل إلى PC4 و PC5 أو دبابيس 27 و 28.

الخطوة 4: ما تحتاجه القس 2

لذا فأنت تقوم بتبديل أزرار Radio Shack بالأزرار المصنوعة يدويًا ، وتحتاج إلى: ألوان متعددة من القماش ، أو لون واحد إذا كنت تريد كل نغمة بنفس اللون. يعد قسم خياطة اللحف في أقرب متجر أقمشة هو أفضل مكان للحصول عليه بثمن بخس. أرباع خياطة اللحف 1.50 دولار ويمكنك الحصول على طن من المفاتيح من واحد. قماش موصل ، أقترح أن قماش Flectron من LessEMF هو 20 دولارًا مقابل قطعة مقاس 12 × 54 لربط السلك بالقماش. يمكنك الحصول عليها من معظم متاجر الأقمشة الرخيصة. لدى JoAnn الأداة و 25 مقابل 2 دولار ، ستحتاج إلى مطرقة لهذا الغرض. سلك ، لقد استخدمت 22AWG ، أقترح أصغر إذا كان لديك ، دمج ، لجعل النسيج الملون والموصل يلتصق ببعضه البعض. اسأل في المتجر وربما يمكنك شرائه في الفناء. من المحتمل أن يعمل هذا بشكل جيد ، على الرغم من أنني أقترح أن تسأل شخصًا ما يضرب ، فقد استخدمت أشياء فضفاضة حقًا في البداية ، ثم تحولت إلى شيء أكثر إحكامًا. أقترح عليك فقط تجربة نوعين مختلفين حتى تجد ما هو أفضل. تتقلص الأسلاك بالحرارة معًا أثناء مرورها مع بعضها البعض وستظل أفضل كثيرًا.

الخطوة 5: التجميع Rev 2

ضع القماش متعدد الألوان فوق بعضها البعض واقطع مربعًا ، لا يجب أن يكون مثاليًا. قم بكي القماش لإخراج أي طيات ، ثم ضعها فوق بعضها البعض مرة أخرى وتأكد من تطابق الحواف. قص أي حواف لا تفعل ذلك ، قص الجزء العلوي والسفلي مع ترك الجانبين الأيمن والأيسر مستقيمين. ستقلب المفتاح بعد الخياطة ، لذا لا تجعل الجوانب المستديرة مستديرة للغاية وتترك ارتفاعًا كافيًا على الجوانب المسطحة لدفع المفتاح بسهولة عند الانتهاء. قم بتدوير الجانب المسطح من المفتاح الأول والأخير ، ثم اتجه نحو ماكينة الخياطة الخاصة بك وضع اثنتين من الحلقات معًا بحيث يواجه الجانب الجيد بعضهما البعض وخياطة التماس على الأجزاء المسطحة ، وبمجرد الانتهاء من قمم الأزرار مخيط ، وقطع المربعات من القماش الموصل وصهر جانب واحد. قطع السلك للطول وقص أحد طرفيه. لحام السلك حول إحدى الثقوب. (من غير المحتمل أن يلتصق اللحام بالفتحة) قم بقص فتحة صغيرة من القماش في إحدى الزوايا واضغط على العيينة لتوصيل القماش والسلك. قم بإزالة الغطاء الخلفي من الصمامات وصهر النسيج الموصل في الجزء الخلفي من القماش الملون. كرر لجميع المفاتيح. لتسهيل الأمور ، يمكنك تقليص أنبوب الأسلاك معًا عندما يمر أحد الأسلاك بالسلك للمفتاح التالي. احصل على قطعة من القماش أو اصنعها بطول مجموعة التبديل وقم بقص شريط من القماش الموصّل بطولها. على عكس المفاتيح الملونة ، هذه قطعة واحدة طويلة. سيكون هذا هو ما تلمسه الأزرار لإجراء الاتصال. اقطع شقًا صغيرًا وأرفق به سلكًا بفتحة ، مثل قمم المفاتيح الملونة. قم بدمجه في الجزء الخلفي من القماش السفلي ، وقم بخياطة الجزء العلوي والسفلي معًا مع توجيه القماش الموصل للخارج ، واستخدم عصا الفناء لعكس المجموعة بعد حياكتها ، وقم بقطع بعض الثقوب الصغيرة في الضرب ، واستخدمت عود الأكل للحصول على دائرة ثم فقط قم بإزالة عيدان الطعام وقم بإجراء القطع. قم بقصها لتشكيلها وإدخالها في المفاتيح. هذا هو ما يبقي النسيج الموصّل منفصلاً ، وقد يكون من الأسهل إدخال الضرب أثناء قلب المفاتيح بدلاً من بعده. لقد مزقت الأشياء التي استخدمتها بشكل سيء للغاية أثناء إدخالها وكان علي أن أحصل على ضرب مختلف. أخيرًا ، قم بتوصيل الأسلاك باللوحة المستهدفة وأنت جاهز تمامًا. سيتم وضع الشريط السفلي الطويل.

الخطوة 6: ما تحتاجه القس 3

في Rev 3 ، صنعت المفاتيح بشكل مستقل عن الأسلاك. هذا وفر الكثير من الوقت. يعجبني أيضًا مظهر النتيجة النهائية كثيرًا. لذا ، إليك الأجزاء الجديدة التي تحتاجها: Snaps ، لقد حصلت عليها للتو من JoAnn. لقد جاءوا بأداة تثبيت ليست سيئة مقابل 7 دولارات ، وأود أن أقترح إحدى أدوات الزردية بدلاً من ذلك حيث كان عليّ أن أفصل أداتي عن بعضها لتثبيت اللقطات في المنتصف. قد تكون الخياطة بديلاً جيدًا ، على الرغم من أنها تستغرق وقتًا أطول للالتصاق بها. الخيط الموصّل ، Spark Fun به أشياء يمكن وضعها في ماكينة الخياطة الخاصة بك. كان علي أن أذهب ببطء شديد في جهازي وإلا سينكسر الخيط. قد تختلف الأميال الخاصة بك

الخطوة 7: التجميع Rev 3

كانت هذه المراجعة أفضل بكثير من السابقة من حيث الوقت حتى إنشائها. بالإضافة إلى ذلك ، أدى وجود مفاتيح قابلة للإزالة إلى الحفاظ على سلامة عقلي أكثر من مرة. إنها مجرد قطعة خياطة واحدة مطوية إلى النصف. ضع طبقة من الضرب في الأعلى وقم بالخياطة ، مع ترك فتحة لعكسها. ادفع الشيء من خلال الفتحة ولديك أساسًا شيء من نوع الوسادة. لقد قمت بتثبيته لذلك كان من الأسهل العمل معه. استخدم الخيط العادي واذهب للمكسرات. لقد صنعت الماس على هذا ، لكن ربما في المرة القادمة سأضع تنينًا في الخلف ، أو شيء رائع. الآن ، على المفاتيح. يعجبني هذا التصميم لأنه يمكنك في الأساس صنع الكثير منها مسبقًا واستخدام ما تريد. ابدأ باستخدام قطعة من الورق المقوى أو الورق أو القماش واقطع منها شكل كمثرى. استخدم ذلك كدليل لقطع الجزء العلوي والسفلي لكل مفتاح. لقد قطعت لونًا واحدًا لكل قاع ولون مختلف للقمم ، ولكن يمكنك أن تكون مبدعًا وتفعل ما تريد ، قم بقطع دليلك إلى شكل مصاصة يناسب بسهولة داخل المفتاح. قم بإطالة "العصا" بحيث يمكن أن تلتف حول حافة "الكمثرى". قم بقص الشكل من النسيج المصهر والموصل وصهر جانبًا واحدًا من القماش الموصل. قم بإزالة الدعامة من مادة الصهر وصهرها في الجزء العلوي من القماش الذي سيكون في أسفل وأسفل القماش الذي سيكون في الأعلى. لف الجزء الإضافي حول الجزء العلوي. اتجهي إلى ماكينة الخياطة الخاصة بك وضعي الضرب بفتحات بين القماش العلوي والسفلي. قم بخياطة خارج النسيج الموصل وتخطي الجزء "العصا" من المفتاح. لقد وجدت أنه من الممكن خياطة النسيج الموصّل العلوي للأسفل لخلق قصّة قصيرة. من الأفضل عدم الخياطة من خلال النسيج الموصل. إرفاق الطقات ويتم التبديل. لقد وجدت أنه من الأسهل استخدام الخاطف الذكوري لجميع الاتصالات السفلية / GND والإناث المفاجئة لجميع القمم. هذا يجعل جميع المفاتيح قابلة للتبديل الدائرة: الشيء في جولات القطع هو أن لديك الكثير من البتات الإضافية. أخذت قصاصاتي ، ودمجت قطعًا كبيرة من الصهر في قطع كبيرة من القماش الموصّل واستخدمتها لقطع المستطيلات الأصغر التي استخدمتها كوسادات. ضع مفاتيحك تقريبًا وادمج الوسادات في القاعدة مع وجود مساحة كافية لخياطة خط لهم والحصول على الخاطف. لم تكن قدم ماكينة الخياطة التي استخدمتها لطيفة على مقربة من الخاطف ، لذا ضع ذلك في اعتبارك وامنح نفسك بعض المساحة. نظرًا لأنني حصلت على خيط موصل يمكن أن يدخل في ماكينة الخياطة الخاصة بي ، فقد قمت للتو بخياطة خط من وسادة إلى وسادة ومن الخلف. كان علي أن أذهب ببطء أو أن الخيط سوف ينكسر ، لكنه كان أسرع بكثير من الخياطة اليدوية. أيضًا مع الخيط الموصّل على البكرة والإبرة ، حصلت على اتصال قوي جيد حقًا. الأشياء تتحلل كالمجانين ، لكن القليل من الغراء أو Elmers يزيل ذلك تمامًا. حاول أن تبقي الخطوط بعيدة عن بعضها البعض ولا يجب أن تواجه أي مشاكل. التجميع النهائي: اضغط على جميع المفاتيح الخاصة بك ، وقم بتوصيل اللوحة ، وحمل الكود ، وبذلك تكون قد انتهيت. لقد استخدمت الأسلاك للانتقال من اللوح إلى الوسادة ثم قمت بخياطة السلك إلى القاعدة يدويًا. بالنسبة للإصدار التالي ، سأقوم بتركيب اللوحة في صندوق بلاستيكي مع اللقطات لتثبيتها بالقاعدة حتى لا تفصلها الأصابع الخاملة.

الخطوة 8: الكود

إذا لم تكن قد قمت ببرمجة شريحة من قبل ، فهذه مهمة شاقة إلى حد ما. لا يساعد أن تكون الأدوات غير مستقرة وفي معظم الأحيان يتعين عليك إجراء نفس العملية عدة مرات. أفضل مصدرين وجدتهما لفهم ما يجري هو صفحة USBtinyISP ، https://www.ladyada.net/make/usbtinyisp/ والدورة التدريبية المكثفة في برمجة لعبة الضوضاء ، http: / /blog.makezine.com/archive/2008/05/noise_toy_crashcourse_in.html هذه يجب أن تكون قادرة على البدء.

كثير من الناس مثل Arduino لهذا الترميز ولا حرج في استخدامه ، إلا أنني أشعر أنه يضيف الكثير من سخام إلى برنامج بسيط عادة. أيضًا ، كنت أعرف لغة C ولا أعرف Arduino. ربما يومًا ما ، إذا كان هناك وقت.:) الرمز: {{{#include // استخدم دبوسًا لتشغيل SPK /// Typedefs ////////// typedef unsigned char u8؛ int main (void) {u8 btnState0؛ u8 btnState1 ؛ u8 btnState2 ؛ u8 btnState3 ؛ u8 btnState4 ؛ u8 btnState5 ؛ u8 btnState6 ؛ DDRB = (1 << DDB6) ؛ // تعيين SPK للإخراج PORTD = (1 << PD0) | (1 << PD1) | (1 << PD2) | (1 << PD3) | (1 << PD4) ؛ // تعيين زر مرتفع PORTC = (1 << PC4) | (1 << PC6) ؛ TCCR2B = (1 << CS21) ؛ // إعداد المؤقت أثناء (1) {btnState0 = ~ PINC & (1 << PC5) ؛ btnState1 = ~ PINC & (1 << PC4) ؛ btnState2 = ~ PIND & (1 << PD0) ؛ btnState3 = ~ PIND & (1 << PD1) ؛ btnState4 = ~ PIND & (1 << PD2) ؛ btnState5 = ~ PIND & (1 << PD3) ؛ btnState6 = ~ PIND & (1 << PD4) ؛ إذا (btnState0) {if (TCNT2> = 190) {PORTB ^ = (1 << PD6) ؛ // Flip SPK Pin TCNT2 = 0 ؛ }} if (btnState1) {if (TCNT2> = 179) {PORTB ^ = (1 << PD6)؛ // Flip SPK Pin TCNT2 = 0 ؛ }} if (btnState2) {if (TCNT2> = 159) {PORTB ^ = (1 << PD6)؛ // Flip SPK Pin TCNT2 = 0 ؛ }} if (btnState3) {if (TCNT2> = 142) {PORTB ^ = (1 << PD6)؛ // Flip SPK Pin TCNT2 = 0 ؛ }} if (btnState4) {if (TCNT2> = 126) {PORTB ^ = (1 << PD6)؛ // Flip SPK Pin TCNT2 = 0 ؛ }} if (btnState5) {if (TCNT2> = 119) {PORTB ^ = (1 << PD6)؛ // Flip SPK Pin TCNT2 = 0 ؛ }} if (btnState6) {if (TCNT2> = 106) {PORTB ^ = (1 << PD6)؛ // Flip SPK Pin TCNT2 = 0 ؛ }}}}}} من أين تأتي العروض التقديمية؟ كانت هناك حاجة إلى القليل من الرياضيات. تعمل ساعة المؤقت على atmega 168 بسرعة 1 ميجا هرتز. هذا سريع جدًا بالنسبة للصوت ، لذا يتعين علينا استخدام جهاز القياس المسبق / 8. بعد ذلك ، نظرًا لأننا نحتاج إلى قلب طرف الإخراج لأعلى ثم منخفضًا لعمل دورة واحدة ، فنحن بحاجة إلى قسمة الإجابة على 2 من أجل التوصل إلى الدرجة الصحيحة. تبدو الصيغة على هذا النحو ، الملعب المطلوب إدخاله في الكود = (1000000/8) / (التردد المستهدف * 2) بالنسبة إلى A (440) ، سيكون هذا 125000/880 = 142.045 أو 142 لأغراضنا ، نظرًا لأن القيمة يجب أن تكون عددًا صحيحًا. يمكن العثور على الترددات المستهدفة للملاحظات في أي مكان على الإنترنت وتكون جميعها متشابهة بشكل عام. ما زلت أرغب في إضافة بيان حالة بدلاً من استخدام مجموعة من Ifs واستخدام PWM للتحكم بشكل أفضل في مستوى الصوت ودرجة صوت السماعة ، ولكن في الوقت الحالي ، هذا يعمل.