Osciloskopa mūzika: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Ievads: Šai instrukcijai ir jāizpilda prasības attiecībā uz Jūtas štata universitātes mikrodatoru saskarnes projekta dokumentācijas daļu.

1. darbība. Fons

Fons:

Osciloskopu izmanto, lai parādītu un izmērītu sprieguma signālu, kas tiek attēlots laika gaitā. Osciloskops XY režīmā attēlo signālu pret cita veida signālu, piemēram, parametru vienādojumu. Šis projekts izmanto osciloskopu XY režīmā, lai parādītu skaņas faila radītos attēlus.

2. solis: sākotnējā ideja

Projekta sākotnējā ideja bija pārveidot veco katodstaru lampu (CRT) televizoru par XY osciloskopu un izmantot to attēlu attēlošanai. To var izdarīt, atvienojot novirzes spoles. Atvienojot horizontālās spoles, parādās vertikāla līnija, un, atvienojot vertikālo spoli, parādās horizontāla līnija. Viss, kas man bija jādara, bija savienot audio avotu ar novirzes spolēm, un man būtu XY osciloskops. Diemžēl es saskāros ar vairākām problēmām.

3. darbība: radušās problēmas

Viena no problēmām, ar ko saskāros, bija drošības līdzekļi. Televizors varēja noteikt, ka tā novirzes spoles ir atvienotas un neieslēdzas. Tas tiek darīts, lai novērstu to, ka elektronu stars uz ekrāna sadedzina caurumu fosforā. Es izmērīju spoļu pretestību un novietoju tam pretestību. Augstsprieguma dēļ rezistors nekavējoties sadedzināja uz pusi. Es mēģināju vēlreiz, izmantojot augstāku nominālo rezistoru, bet arī tas nedarbojās. Es tiešsaistē izlasīju dažus forumus par to, kā vēl vienu novirzīšanas spoļu komplektu varētu pieslēgt oriģinālajam televizoram, tāpēc es atradu citu televizoru un pievienoju to novirzes spolei. Pretestība nebija tāda pati, tāpēc tā neieslēdzās. Pēc dažiem pētījumiem es atklāju, ka vecākiem televizoriem nebija drošības līdzekļa un viņiem bija vienalga, vai to novirzes spoles ir atvienotas. Man izdevās atrast 2000. gadā ražotu televizoru, kas, šķiet, darbojās. Es varēju ekrānā iegūt dažas vienkāršas formas, taču viss, kas ir sarežģītāks par apli, būtu stipri izkropļots. Galu galā šis televizors pārstāja darboties un turpināja degt drošinātājus.

Man izdevās atrast nelielu televizoru, kas tika izgatavots 1994. gadā. Šis televizors darbojās diezgan labi, taču es nevarēju iegūt pareizu attēla orientāciju, pat ja es pārslēdzu signālus katrā kombinācijā. Tam bija arī tādas pašas problēmas kā citam televizoram, un tas neradīja sarežģītus attēlus. Pēc daudziem pētījumiem es atklāju, ka problēma bija tā, ka es mēģināju rastra attēlā izveidot vektora attēlu. Rastra displejs ir ekrāns, kas ļoti ātri skenē horizontāli un pēc tam lēnāk vertikāli. Vektoru displejs attēlu veidošanai izmanto līnijas. Es atradu pamācības, kā rastra displeju pārvērst par vektoru displeju, taču process bija bīstams un prasītu ilgu laiku.

4. solis: risinājums

Pēc visām šīm problēmām man izdevās atrast diezgan vienkāršu risinājumu; XY osciloskopa emulatora programma, kas uztvēra audio kā ieeju. Kad es atradu šo programmu, es pārgāju no koncentrēšanās uz osciloskopa izveidošanu uz veidu, kā izveidot audio failu no attēla, lai to parādītu osciloskopā.

Osciloskopa emulators

5. darbība: malu noteikšanas un Matlab programma

Šeit ir manas programmas pamata shēma. Tas sākas ar attēlu, kas tiek ielādēts programmā EdgeDetect.m MATLAB. Šī programma pārvērš to pelēkā mēroga attēlā un pēc tam nosaka attēla malas. Atrasto malu XY koordinātas tiek ievietotas divos masīvos, kas tiek pārvērsti skaņas failā.

6. darbība. Piemērs: Instructables Robot

Šeit ir piemērs procesam ar norādāmo robotu. Vispirms lejupielādējiet norādāmā robota attēlu un saglabājiet to kā "image.png" savā MATLAB darba mapē (tajā pašā vietā kā "EdgeDetect.m"). Pārliecinieties, vai attēlā nav nekā tāda, ko vēlaties atklāt, vai arī tas skaņu failā varētu pievienot virkni nevajadzīgu koordinātu. Palaidiet programmu EdgeDetect, un attēls tiks pārveidots pelēkā mērogā, un tā malas tiks atklātas un saglabātas kā skaņas fails ar nosaukumu "vector.wav". Pēc tam atveriet skaņas failu Audacity vai citā skaņas rediģēšanas programmā. Atveriet osciloskopa emulatora programmu (saite iepriekšējā solī), iestatiet izlases frekvenci uz 192000 Hz, nospiediet Sākt, noklikšķiniet uz mikrofona pogas un atlasiet opciju. Programmā Audacity nospiediet taustiņu kombināciju "shift + atstarpes taustiņš", lai atskaņotu skaņas failu virknē. Attēlam vajadzētu parādīties osciloskopa emulatorā.

7. darbība. Problēmu novēršana/failu piemēri

Izstrādājot šo programmu, man bija jāpielāgo daži programmas iestatījumi. Šeit ir dažas lietas, kas vēlreiz jāpārbauda, ja tas nedarbojas:

-Pārliecinieties, vai jūsu audio izeja tiek ievadīta jūsu datora līnijā un vai jums ir 2 atsevišķi (kreisie un labie) audio kanāli

-Ja MATLAB programma attēlu nelasa, iespējams, tas būs jārediģē krāsā un jāsaglabā citā formātā.

-Koda 61. rindā noteikti iekļaujiet numurus no malu noteikšanas ekrāna. Programma parasti ap visu liek taisnstūri, kuru var izgriezt, mainot to no "i = 1: garums (B)" uz "i = 2: garums (B)". Turklāt, ja jums ir konkrēti skaitļi, kurus vēlaties iekļaut, bet nevēlaties tos visus iekļaut, varat izmantot kvadrātiekavas, lai iegūtu konkrētus skaitļus: "[1 3 6 10 15 17]"

-Ja attēls izskatās nestabils un detaļas atrodas visur, iespējams, vajadzēs samazināt paraugu skaitu, pielāgojot "N" 76. rindā. Jo vienkāršāks attēls, jo zemāks var būt N, bet tam vajadzētu būt augstākam, ja attēls ir sarežģīts. Robotam es izmantoju N = 5.

-Jūs varat arī pielāgot "Fs" 86. rindā. Jo augstāks ir paraugu ņemšanas ātrums, jo labāk attēls izskatīsies, taču dažas skaņas kartes nevarēs apstrādāt augstāku paraugu ņemšanas ātrumu. Mūsdienu dziesmu izlases frekvence ir aptuveni 320000 Hz.