Hellschreiber sat: 13 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:09

Mali mikrokontroler programiran je za izlaz niza tonova koji, kad se unese na zvučnu karticu računara i obradi programom za analizu spektra, prikazuje sliku trenutnog vremena.

Korak 1: Softver Spectrum Lab

Sav naporan posao analize i prikaza tonova obavlja dio besplatnog softvera, "Spectrum Lab" koji je napisao amaterski radio entuzijast, DL4YHF. On analizira zvuk doveden putem zvučne kartice i prikazuje rezultat kao sliku.

Vrsta prikaza koja se ovdje koristi naziva se "vodopadni" prikaz i postavljena je za pomicanje zdesna nalijevo. Tradicionalno se pomiče odozgo prema dolje, pa otuda i naziv vodopad. Ovaj program koriste amateri za komunikaciju na pola Zemlje s djelićima vata, između ostalog. To je vrlo sposoban program i ima mnoštvo postavki koje je potrebno prilagoditi kako bi se dobio dobar prikaz. Izraz "Hellschreiber" nastao je u oblasti telegrafije, davno, i doslovno znači pisanje sa svjetlom. Prikaz prikazan u uvodu predstavlja grafikon intenziteta frekvencije u odnosu na vrijeme. Mikrokontroler je programiran za generiranje niza tonova, tako da se pomoću ovog programa slika informacija. Ovaj način rada definiran je kao "sekvencijalni višetonski Hellschreiber" i koristi se za komunikaciju na velikim udaljenostima koristeći relativno jednostavnu odašiljačku opremu.

Korak 2: Vrijeme kao niz frekvencija

Ovaj snimak ekrana prikazuje snimak sa sata koji šalje informacije o uzastopnim sekundama. Zapravo, ovo je lažno jer je za svaki skup znamenki potrebno nekoliko sekundi da se generira pa prikazi pokrivaju veći vremenski interval od tri predložene sekunde.

Obrazac tačaka koji se vidi iznad linije cifara posljedica je harmonika tonova: mikrokontroler generira tonove prebacivanjem linije porta na opskrbu ili tlo, a rezultirajući pravokutni val ima mnogo harmonika. Budući da se to izravno dovodi na zvučnu karticu, na zaslonu će se prikazati svi ovi harmonici zajedno sa željenom osnovnom frekvencijom. Budući da je organiziranje čistog sinusnog vala teško, razlika između maksimalne i minimalne frekvencije koja se koristi za prikaz mora se stoga urediti tako da bude manja od oktave. Drugim riječima, maksimalna frekvencija mora biti dvostruko manja od minimalne.

Korak 3: Prikazujte svaku desetu sekundu

Zaslon prikazan na slici je realniji od performansi koje se mogu dobiti na satu: Ažurirajte svakih deset sekundi.

Cifre su programirane tako da budu vizuelno ljepše. Svi programi koji su proizveli ove zaslone uključeni su u zip datoteku u posljednjem koraku ovog uputstva. Dijagram kola je uključen u ASCII obliku u asm datotekama. Mikrokontroler je bio Microchip 12F510, osmoprovodni mikrokontroler koji je radio na 32.768 KHz koristeći mali kristal iz ugašenog sata. Korištena je samo jedna izlazna linija, ostavljajući dvije ulazno/izlazne linije i jednu ulaznu liniju slobodnima za drugu upotrebu.

Korak 4: Talasni oblici

Dvije slike prikazuju vrstu valnog oblika koji ulazi u zvučnu karticu kako bi ovi prikazi bili mogući.

Prva prikazuje svih sedam frekvencija koje se izlažu u nizu, a prva ponovo. To je znamenka "1", niz od sedam frekvencija izaziva vertikalnu liniju, a posljednja desna strana baze. Drugi prikazuje kako praznine uzrokuju prazna mjesta na ekranu. Ako je određeni prostor u matrici tačaka koji formira znak prazan, odgovarajuća frekvencija se ne šalje tokom svog vremenskog intervala, formirajući tako znak sa svijetlim mrljama i praznim prostorom.

Korak 5: Prikaz proizvoljnih bitmapa

Prikaz vremena ili drugih takvih alfanumeričkih podataka je u redu, ali ponekad bismo možda htjeli imati lijep prikaz nekih slučajnih stvari.

To se može učiniti, o čemu će se raspravljati i demonstrirati. Napisaću programe koji red teksta "Instructables" prikazuju kao bitmapu, a robota za instrukcije kao grafiku visoku 24 piksela. Prvo se potrebne slike moraju digitalizirati. Prvi korak je njihovo iscrtavanje na grafofoliji. "Instructables" je napisan fontom visokim pet piksela. Budući da se ovo prenosi kao bitmapa, sastavio sam slova gdje god je to bilo moguće, a da ne narušim čitljivost. Slika robota za instrukcije smanjena je na 24 piksela okomito, a zatim sam označio njegov obris tačkama, te dodao nekoliko tačaka i u unutrašnjost. Mislim da će ljudi prepoznati robota, posebno ako im unaprijed kažete da bi to trebao biti.

Korak 6: Digitalizacija "instrukcija"

Na slici je prikazano kako se bitmapa linije teksta digitalizuje.

Uzimanjem krajnje lijeve kolone, na primjer, svi pikseli su crni. Dakle, svi su jedno: 11111 Grupiramo se po četvorkama, praveći dvije grickalice: 1 1111 Ove dvije se tada izražavaju kao heksadecimalne, za kompaktan prikaz: 1 F Budući da su znakovi visoki pet bita, prva znamenka bit će ili 0 ili 1, a druga znamenka će biti 0-1, AF. Dno se smatra značajnijim krajem. Druga kolona je prazna, pa je sve nula: 00 heksadecimalno. Treća kolona ima prve tri jedinice iza kojih slijede dvije nule: 1 1100 -> 1 C I tako to ide sve do samog kraja. Sve je ovo strpano u datoteku za uključivanje, pod nazivom "instructlables.inc". Tako promjenom retka koji navodi datoteku include u glavnom programu možete promijeniti prikazanu bitmapu. Na primjer, ako napravite još jedan bimap koji prikazuje vaše ime, možete ga staviti u datoteku "yourname.inc" i pozvati ga u glavnom programu.

Korak 7: Rezultat prikaza

Radi, kao što vidite po rezultirajućoj slici na ekranu.

Softver Spectrum Lab omogućuje vam odabir boja i nijansi zaslona, pa razboritim odabirom možete prikazati vrlo lijep tekst pomoću ovog programa.

Korak 8: Redoslijed frekvencija

Pogledajmo pobliže kako je ta slika nastala.

Prva slika ispod prikazuje redoslijed frekvencija koje emitira mikro s kratkom rezolucijom. Jasno pokazuje stepenišnu prirodu tonova, jer se tonovi koji čine tačke emituju u serijskom nizu. Također možete vidjeti zašto su likovi formirani sa svim nagibom udesno. Drugi prikazuje isti ekran, s različitim postavkama filtera. Vremenska rezolucija ovog filtera je smanjena, tako da se čini da tačke zauzimaju više vremena. Rezultirajući vodoravni razmaz ima za posljedicu olakšavanje čitanja teksta. Signal mora imati odgovarajuću postavku programa prije nego što se prikaže kao prepoznatljiva slika.

Korak 9: Digitalizacija robota

Robot je visok 24 bita, pa se ne uklapa u jednu osmobitnu riječ. Za digitalizaciju robota korištena je drugačija tehnika, ovaj put posuđena iz programa koji se koristio za "muzičku čestitku" za instrukcije.

Budući da je slika formirana nizom tonova, muzički program bi trebao moći prikazati robota, pod uslovom da mu se robot napaja kao niz frekvencija koje se pretvaraju u muziku. Na slici je prikazan robot, redovi označeni vrijednostima kašnjenja koji se uključuju u muzički program. Ove vrijednosti su malo izmijenjene i dostupne su kao listing robot.asm, što je rezultiralo gotovo prepoznatljivim ekranom robota.

Korak 10: Robot na ekranu računara

To je ptica … To je avion … To je marsovski leteći tanjir …

To je robot za instrukcije.

Korak 11: Hardver

Slike prikazuju fotografiju i dijagram kola mikrokontrolera koji proizvodi ove slike.

To je osmopolni mikrokontroler, 12F510, proizvođača microchip. Ekranirani kabel s lijeve strane povezuje se sa zvučnom karticom računara. Priključak s desne strane povezuje se s programatorom i također napaja. Bez isključivanja bilo čega ili promjene bilo kakvih veza, mikrokontroler se može izbrisati i ponovno programirati putem ICSP -a samo pokretanjem odgovarajućih programa na računaru.

Korak 12: Princip

Slika prikazuje princip prikaza matrice tačaka koje čine likove. Niz rastućih tonova čini stubišni talasasti oblik, koji, ponavljajući se u određenim intervalima, formira zupčastu traku u opsegu frekvencija koje čine karakter. Imao sam ranije uputstva, https://www.instructables.com/id/Oscilloscope-clock/, o prikazivanju vremena na osciloskopu. Princip je sličan, osim što je ranije korišten nivo napona, a ovaj koristi frekvenciju. Razlika je u tome što se naponi vrlo teško prikazuju pomoću zvučne kartice, a gotovo svaki program koji prikazuje razine napona ne prikazuje ga u načinu rada koji čini znakove vidljivim. Svaki znak je prikazan kao niz kolona visokih sedam piksela. Ako najdonji piksel mora biti osvijetljen, frekvencija koja mu odgovara uključuje se na kratko. U slučaju "osciloskopskog sata", za to vrijeme se održava određeni naponski nivo. Ako taj piksel treba biti taman, ton se uopće ne proizvodi ili se umjesto toga šalje prazan nivo. Budući da se ove frekvencije (ili naponski nivoi) šalju uzastopno, jedna za drugom, one ne tvore okomitu liniju. Oni formiraju liniju koja se naginje udesno. Moguće je poslati te bitove u obrnutom smjeru, a zatim će se rezultirajući znakovi nagnuti ulijevo. Ovo izgleda neprirodno, pa se preferira sadašnji aranžman. Druga vrsta hellschreibera, koji šalje sve tonove u isto vrijeme, sposoban je proizvesti savršeno okomite znakove. Budući da to zahtijeva proizvodnju svih tonova u isto vrijeme, bez izobličenja, to nije moguće implementirati na jednostavan način pomoću jednog mikrokontrolera.