Helšreibera pulkstenis: 13 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Neliels mikrokontrolleris ir ieprogrammēts, lai izvadītu toņu sēriju, kas, ievadot datora skaņas kartē un apstrādājot ar spektra analizatora programmu, parāda pašreizējā laika attēlu.

1. darbība: Spectrum Lab programmatūra

Visu smago darbu, kas saistīts ar toņu analīzi un attēlošanu, veic bezmaksas programmatūra - radioamatieru entuziasta DL4YHF rakstītā "Spectrum Lab". Tas analizē skaņu, kas tiek ievadīta, izmantojot skaņas karti, un parāda rezultātu kā attēlu.

Šeit izmantoto displeja veidu sauc par "ūdenskrituma" displeju, un tas ir iestatīts, lai ritinātu no labās uz kreiso pusi. Tas tradicionāli ritina no augšas uz leju, un līdz ar to arī termins ūdenskritums. Šo programmu amatieri izmanto, lai cita starpā sazinātos pusceļā ap Zemi ar vatu daļām. Tā ir ļoti spējīga programma, un tai ir daudz iestatījumu, kas ir pareizi jāpielāgo, lai iegūtu labu displeju. Termins "Hellschreiber" radās telegrāfa jomā jau sen un burtiski nozīmē rakstīt ar gaismu. Ievadā redzamais displejs ir frekvences intensitātes grafiks attiecībā pret laiku. Mikrokontrolleris ir ieprogrammēts, lai ģenerētu toņu sēriju tā, ka ar šīs programmas palīdzību tiek attēlots informācijas attēls. Šis režīms ir definēts kā "secīgs daudztoņu Hellschreiber" un tiek izmantots saziņai lielos attālumos, izmantojot salīdzinoši vienkāršu raidīšanas iekārtu.

2. solis: laiks kā frekvenču secība

Šajā ekrānuzņēmumā ir redzama uzņemšana no pulksteņa, kas nosūta secīgu informāciju par sekundēm. Patiesībā tas ir fiktīvs, jo katras ciparu kopas ģenerēšana prasa vairākas sekundes, un tāpēc displeji aptver lielāku laika intervālu nekā trīs sekundes.

Punktu raksts, kas redzams virs ciparu līnijas, ir saistīts ar toņu harmoniku: mikrokontrolleris ģenerē toņus, pārslēdzot ostas līniju uz barošanu vai zemi, un iegūtajam taisnstūra vilnim ir daudz harmoniku. Tā kā tas tiek tieši ievadīts skaņas kartē, displejā tiks parādītas visas šīs harmonikas kopā ar vēlamo pamata frekvenci. Tā kā tīra sinusa viļņa sakārtošana ir sarežģīta, atšķirība starp displejā izmantotajām maksimālajām un minimālajām frekvencēm ir jāsakārto tā, lai tās būtu mazākas par oktāvu. Citiem vārdiem sakot, maksimālajai frekvencei jābūt mazākai par divreiz lielāku par minimālo frekvenci.

3. darbība: parādiet katru desmito sekundi

Attēlā redzamais displejs ir reālistiskāks par pulksteņa veiktspēju: atjauniniet ik pēc desmit sekundēm.

Cipari ir ieprogrammēti tā, lai tie būtu vizuāli jaukāki. Visas programmas, kas izveidoja šos displejus, šīs instrukcijas pēdējā solī ir iekļautas ZIP failā. Shēmas shēma ir iekļauta ASCII formā asm failos. Mikrokontrolleris bija mikroshēma 12F510, astoņu svinu mikrokontrolleris, kura pulksteņa frekvence bija 32,768 KHz, izmantojot nelielu kristālu no nederīga pulksteņa. Tika izmantota tikai viena izejas līnija, atstājot divas I/O līnijas un vienu ievades līniju brīvu citām vajadzībām.

4. solis: viļņu formas

Abi skaitļi parāda viļņu formas, kas nonāk skaņas kartē, lai šie displeji būtu iespējami.

Pirmais parāda visas septiņas frekvences, kas tiek izvadītas secīgi, un pirmo frekvenci atkal. Tas ir cipars "1", septiņu frekvenču skrējiens, kas izraisa vertikālo līniju, un pēdējais - pamatnes labajā pusē. Otrais parāda, kā spraugas izraisa tukšas vietas displejā. Ja konkrēta vieta rakstzīmju veidojošajā punktu matricā ir tukša, atbilstošā frekvence netiek nosūtīta tās laika nišas laikā, tādējādi veidojot rakstzīmi ar gaišiem punktiem un tukšu vietu.

5. darbība. Patvaļīgu bitkaršu parādīšana

Laika vai citu šādu burtciparu datu parādīšana ir piemērota, taču dažreiz mēs varētu vēlēties, lai būtu skaisti parādītas dažas nejaušas lietas.

To var izdarīt, kā to apspriež un demonstrē. Es uzrakstīšu programmas, kurās teksta rindiņa "Instructables" tiek parādīta kā bitkarte, bet instrukciju robots - kā 24 pikseļu augsta grafika. Pirmkārt, nepieciešamie attēli ir jā digitalizē. Sākotnējais solis ir tos uzzīmēt uz grafiskā papīra. "Instructables" tika uzrakstīts, izmantojot piecus pikseļus augstu fontu. Tā kā šī informācija tiek pārsūtīta kā bitkarte, es, kur vien iespējams, esmu kopā sūtījis burtus, nesabojājot salasāmību. Instrukciju robota attēls tika samazināts līdz 24 pikseļiem vertikāli, un pēc tam es atzīmēju tā kontūru ar punktiem un pievienoju dažus punktus arī iekšpusē. Es domāju, ka cilvēki atpazīs robotu, it īpaši, ja jūs viņiem iepriekš pateiksit, ka tā tam vajadzētu būt.

6. darbība. Instrukciju digitalizēšana

Attēlā parādīts, kā tiek digitalizēta teksta rindas bitkarte.

Piemēram, ņemot vērā kreisāko kolonnu, visi tās pikseļi ir melni. Tātad viņi visi ir viens: 11111 Mēs sagrupējamies četriniekos, izdarot divus nībļus: 1 1111 Pēc tam šie divi tiek izteikti kā heksadecimāli, lai iegūtu kompaktu attēlojumu: 1 F Tā kā rakstzīmes ir piecus bitus augstas, pirmais cipars būs vai nu 0 vai 1, un otrais cipars ir 0-1, AF. Apakšdaļa tiek uzskatīta par nozīmīgāko galu. Otrā kolonna ir tukša, tāpēc viss ir nulle: 00 hex. Trešajā slejā ir pirmie trīs, kam seko divas nulles: 1 1100 -> 1 C Un tā tas turpinās, līdz pat beigām. Tas viss ir saspiests iekļaušanas failā ar nosaukumu "instructlables.inc". Tādējādi, mainot rindiņu, kurā norādīts iekļaut failu galvenajā programmā, jūs varat mainīt parādīto bitu karti. Ja, piemēram, izveidojat citu bimapu, kurā parādīts jūsu vārds, varat to ievietot failā "yourname.inc" un izsaukt to galvenajā programmā.

7. darbība. Rezultatīvais displejs

Tas darbojas, kā jūs varat redzēt pēc iegūtā attēla ekrānā.

Programmatūra Spectrum Lab ļauj jums izvēlēties displeja krāsas un nokrāsas, tāpēc, pārdomāti izvēloties, jūs varat parādīt ļoti skaistu tekstu, izmantojot šo programmu.

8. solis: frekvenču secība

Sīkāk apskatīsim, kā šis attēls tika izveidots.

Pirmajā attēlā parādīta mikro izstaroto frekvenču secība ar īsu laika izšķirtspēju. Tas skaidri parāda toņu pakāpienu raksturu, jo toņus, kas veido punktus, izstaro secīgā secībā. Varat arī redzēt, kāpēc rakstzīmes veidoja visu slīpumu pa labi. Otrais parāda to pašu displeju ar citu filtra iestatījumu. Šī filtra laika izšķirtspēja ir samazināta, tāpēc punkti, šķiet, aizņem vairāk laika. Iegūtā horizontālā uztriepe ir padarījusi tekstu vieglāk lasāmu. Signālam ir jābūt atbilstošam programmas iestatījumam, pirms tas tiek parādīts kā atpazīstams attēls.

9. solis: robota digitalizācija

Robots ir 24 bitus garš, un tāpēc tas neietilpst astoņu bitu vārdā. Lai robotu digitalizētu, tika izmantota cita tehnika, šoreiz aizgūstot no programmas, kas izmantota "muzikālajai apsveikuma kartītei".

Tā kā attēlu veido toņu secība, mūzikas programmai vajadzētu būt iespējai parādīt robotu, ja robots tiek padots tam kā frekvenču secība, kas jāpārvērš mūzikā. Attēlā parādīts robots, rindas, kas apzīmētas ar aizkaves vērtībām, lai tiktu pievienotas mūzikas programmai. Šīs vērtības tika nedaudz mainītas un ir pieejamas kā robots.asm, un tā rezultātā tika parādīts gandrīz atpazīstams robota displejs.

10. solis: robots datora ekrānā

Tas ir putns … Tā ir lidmašīna … Tā ir Marsa lidojošā apakštase …

Tas ir pamācību robots.

11. solis: aparatūra

Šie attēli parāda mikrokontrollera fotoattēlu un shēmas shēmu, kas rada šos attēlus.

Tas ir astoņu kontaktu mikrokontrolleris 12F510, ko ražo mikroshēma. Ekranētais kabelis kreisajā pusē ir savienots ar datora skaņas karti. Savienotājs labajā pusē savienojas ar programmētāju, kā arī nodrošina barošanu. Neatvienojot neko no elektrotīkla un nemainot savienojumus, mikrokontrolleru var izdzēst un pārprogrammēt, izmantojot ICSP, vienkārši palaižot datorā atbilstošās programmas.

12. solis: princips

Attēlā parādīts princips, kas parāda rakstzīmes veidojošo punktu matricu. Augošo toņu secība veido kāpņu viļņu formu, kas, atkārtojot noteiktos intervālos, veido zāģveida zobu visā frekvenču joslā, kas veido rakstzīmi. Man bija agrāk norādīt, https://www.instructables.com/id/Oscilloscope-clock/, par laika parādīšanu osciloskopā. Princips ir līdzīgs, izņemot to, ka iepriekšējais izmantoja sprieguma līmeņus, bet šis - frekvenci. Atšķirība ir tāda, ka sprieguma līmeņus ir ļoti grūti parādīt, izmantojot skaņas karti, un gandrīz katra programma, kas parāda sprieguma līmeņus, to nerāda režīmā kas padara rakstzīmes redzamas. Katra rakstzīme tiek parādīta kā septiņu pikseļu augsta kolonnu secība. Ja ir jāapgaismo apakšējais pikseļa lielums, tam atbilstošā frekvence tiek ieslēgta uz īsu laiku. "Osciloskopa pulksteņa" gadījumā uz šo laiku tiek turēts noteikts sprieguma līmenis. Ja šim pikselim ir jābūt tumšam, tonis netiek veikts vispār, vai tā vietā tiek nosūtīts tukšs līmenis. Tā kā šīs frekvences (vai sprieguma līmeņi) tiek sūtītas secīgi, viena pēc otras, tās neveido vertikālu līniju. Tie veido līniju, kas noliecas pa labi. Šos bitus ir iespējams nosūtīt pretējā virzienā, un pēc tam iegūtās rakstzīmes noliecas pa kreisi. Tas izskatās nedabiski, tāpēc priekšroka tiek dota pašreizējam izkārtojumam. Cits hellschreiber veids, kas vienlaikus nosūta visus toņus, spēj radīt pilnīgi vertikālas rakstzīmes. Tā kā tas prasa visu toņu ražošanu vienlaikus, bez izkropļojumiem, to nav iespējams īstenot vienkāršā veidā, izmantojot vienu mikrokontrolleri.