Muzika osciloskopa: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Uvod: Ovo uputstvo treba ispuniti zahtjev za dio dokumentacije projekta povezivanja mikroračunara na Državnom univerzitetu Utah.

Korak 1: Pozadina

Pozadina:

Osciloskop se koristi za prikaz i mjerenje naponskog signala koji se iscrtava u odnosu na vrijeme. Osciloskop u XY modu iscrtava signal nasuprot drugom signalu, poput parametarske jednadžbe. Ovaj projekt koristi osciloskop u XY modu za prikaz slika proizvedenih zvučnom datotekom.

Korak 2: Originalna ideja

Prvotna ideja projekta bila je pretvoriti stari televizor s katodnom cijevi (CRT) u XY osciloskop i koristiti ga za prikaz slika. To se može učiniti odvajanjem odvojnih zavojnica. Kada odspojite vodoravne zavojnice, pojavit će se okomita linija, a kada odspojite okomitu zavojnicu, pojavit će se vodoravna linija. Sve što sam trebao učiniti je spojiti audio izvor na zavojnice za skretanje i imao bih XY osciloskop. Nažalost, naišao sam na nekoliko problema.

Korak 3: Problemi na koje se nailazi

Jedan od problema na koji sam naišao bile su sigurnosne funkcije. Televizor je mogao otkriti da su otkloni zavojnice isključeni i da se neće uključiti. Ovo služi da spriječi elektronski snop da zapali rupu u fosforu na ekranu. Izmjerio sam otpor zavojnica i postavio otpornik preko njega. Otpornik je zbog visokog napona odmah izgoreo na pola. Pokušao sam ponovo pomoću otpornika veće ocjene, ali ni to nije uspjelo. Pročitao sam neke forume na internetu o tome kako bi drugi set zavojnica mogao biti spojen na originalni televizor, pa sam pronašao drugi televizor i spojio ga na moj. Impedancija nije bila ista pa se nije uključila. Nakon još nekih istraživanja otkrio sam da stariji televizori nemaju sigurnosnu funkciju i da ih nije briga jesu li otkloni zavojnice isključeni. Uspio sam pronaći televizor proizveden 2000. godine za koji se činilo da radi. Uspio sam dobiti neke jednostavne oblike na ekranu, ali sve kompliciranije od kruga bilo bi jako iskrivljeno. Na kraju je ovaj televizor prestao raditi i nastavio je puhati osigurače.

Uspio sam pronaći mali televizor napravljen 1994. Ovaj televizor je radio prilično dobro, ali nisam uspio dobiti ispravnu orijentaciju slike, čak i kad sam mijenjao signale u svakoj kombinaciji. Takođe je imao iste probleme kao i drugi televizori i nije mogao proizvesti komplikovane slike. Nakon mnogo istraživanja otkrio sam da je problem u tome što sam pokušavao proizvesti vektorsku sliku na rasterskom zaslonu. Rasterski prikaz je zaslon koji skenira vodoravno vrlo brzo, a zatim okomito sporije. Vektorski prikaz koristi linije za proizvodnju slika. Pronašao sam vodiče o tome kako pretvoriti rasterski prikaz u vektorski, ali proces je bio opasan i trajao bi dugo.

Korak 4: Rješenje

Nakon svih ovih problema, uspio sam pronaći prilično jednostavno rješenje; program za emulaciju XY osciloskopa koji je uzimao zvuk kao ulaz. Nakon što sam pronašao ovaj program, prešao sam s fokusiranja na stvaranje osciloskopa na stvaranje načina za proizvodnju audio datoteke od slike za prikaz na osciloskopu.

Emulator osciloskopa

Korak 5: Program za otkrivanje rubova i Matlab

Evo osnovne sheme toka mog programa. Započinje slikom koja se učitava u program EdgeDetect.m MATLAB. Ovaj program ga pretvara u sliku sive skale, a zatim otkriva rubove slike. XY koordinate otkrivenih rubova smještene su u dva niza koji se pretvaraju u zvučnu datoteku.

Korak 6: Primjer: Robot s instrukcijama

Evo primjera procesa s robotom za instrukcije. Prvo preuzmite sliku robota s uputstvima i spremite je kao "image.png" u svoju radnu mapu MATLAB (isto mjesto kao i "EdgeDetect.m"). Uvjerite se da slika nema ništa što želite da se otkrije ili bi mogla dodati hrpu nepotrebnih koordinata u vašu zvučnu datoteku. Pokrenite program EdgeDetect i slika će se pretvoriti u sivu skalu, a rubovi će joj biti otkriveni i pohranjeni kao zvučna datoteka pod nazivom "vector.wav". Zatim otvorite zvučnu datoteku u Audacity -u ili drugom programu za uređivanje zvuka. Otvorite program za emulaciju osciloskopa (veza u prethodnom koraku), postavite brzinu uzorkovanja na 192000 Hz, pritisnite start, kliknite gumb mikrofona i odaberite liniju u opciji. U Audacity -u pritisnite "shift + razmaknica" za reprodukciju zvučne datoteke u petlji. Slika bi se trebala pojaviti na emulatoru osciloskopa.

Korak 7: Rješavanje problema/Primjeri datoteka

Dok sam razvijao ovaj program, morao sam prilagoditi neke postavke u programu. Evo nekoliko stvari koje treba provjeriti ako ne radi:

-Provjerite da li se vaš audio izlaz dovodi na liniju na vašem računaru i da imate 2 odvojena (lijevi i desni) audio kanal

-Ako sliku ne čita program MATLAB, možda ćete je morati urediti u boji i spremiti u drugom formatu.

-U red 61 koda obavezno uključite brojeve sa ekrana za otkrivanje rubova. Program obično stavlja pravokutnik oko cijele stvari koju možete izrezati promjenom iz "i = 1: dužina (B)" u "i = 2: dužina (B)". Također, ako imate određene brojeve koje želite uključiti, ali ne želite sve uključiti, možete koristiti uglate zagrade da biste dobili određene brojeve: "[1 3 6 10 15 17]"

-Ako slika izgleda klimavo i dijelovi su posvuda, možda ćete morati smanjiti broj uzoraka podešavanjem "N" u retku 76. Što je slika jednostavnija, to može biti niže N, ali bi trebalo biti veće ako je slika je složen. Za robota sam koristio N = 5.

-Možete i podesiti "Fs" na liniji 86. Što je veća brzina uzorkovanja, slika će bolje izgledati, ali neke zvučne kartice neće moći podnijeti veće stope uzorkovanja. Moderne pjesme imaju brzinu uzorkovanja oko 320000 Hz.