موسیقی اسیلوسکوپ: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

مقدمه: این دستورالعمل برای برآورده کردن الزامات مربوط به بخش مستندات پروژه رابط میکرو رایانه در دانشگاه ایالتی یوتا است.

مرحله 1: پیش زمینه

زمینه:

اسیلوسکوپ برای نمایش و اندازه گیری سیگنال ولتاژ که در برابر زمان رسم شده است استفاده می شود. یک اسیلوسکوپ در حالت XY سیگنالی را در برابر سیگنال دیگری شبیه معادله پارامتریک ترسیم می کند. این پروژه از یک اسیلوسکوپ در حالت XY برای نمایش تصاویر تولید شده توسط یک فایل صوتی استفاده می کند.

مرحله 2: ایده اصلی

ایده اولیه این پروژه تبدیل یک تلویزیون قدیمی کاتد ری تی (CRT) به یک اسیلوسکوپ XY و استفاده از آن برای نمایش تصاویر بود. این را می توان با قطع سیم پیچ های انحرافی انجام داد. هنگامی که سیم پیچ های افقی را جدا می کنید یک خط عمودی ظاهر می شود و هنگامی که سیم پیچ عمودی را جدا می کنید ، یک خط افقی ظاهر می شود. تنها کاری که باید انجام می دادم این بود که منبع صوتی را به سیم پیچ های انحرافی وصل کنم و از یک اسیلوسکوپ XY استفاده کنم. متأسفانه با چندین مشکل روبرو شدم.

مرحله 3: مشکلات پیش آمده

یکی از مشکلاتی که با آن برخورد کردم ویژگی های ایمنی بود. تلویزیون توانست تشخیص دهد که سیم پیچ های انحرافی قطع شده اند و روشن نمی شوند. این امر برای جلوگیری از سوختن پرتوی الکترون در سوراخ فسفر روی صفحه است. مقاومت سیم پیچ ها را اندازه گیری کردم و مقاومت را روی آن قرار دادم. به دلیل ولتاژهای بالا مقاومت بلافاصله به نصف می سوزد. دوباره سعی کردم از مقاومت با درجه بالاتر استفاده کنم ، اما این نیز جواب نداد. من برخی از انجمن ها را در مورد نحوه اتصال مجموعه ای دیگر از سیم پیچ های منحنی به تلویزیون اصلی خواندم ، بنابراین تلویزیون دیگری پیدا کردم و سیم پیچ انحرافی آن را به من وصل کردم. امپدانس یکسان نبود بنابراین روشن نشد. پس از تحقیقات بیشتر متوجه شدم که تلویزیون های قدیمی ویژگی ایمنی ندارند و اهمیتی نمی دهند که سیم پیچ های انحراف آن قطع شوند. من توانستم تلویزیونی در سال 2000 پیدا کنم که به نظر می رسید کار می کند. من توانستم چند شکل ساده روی صفحه بگیرم ، اما هر چیزی پیچیده تر از یک دایره به شدت مخدوش می شود. سرانجام این تلویزیون کار خود را متوقف کرد و فیوزها را مدام می دمد.

من توانستم یک تلویزیون کوچک پیدا کنم که در سال 1994 ساخته شده بود. این تلویزیون بسیار خوب کار می کرد ، اما من نتوانستم جهت درست تصویر را دریافت کنم ، حتی وقتی سیگنال ها را در هر ترکیبی تغییر می دادم. همچنین مشکلات مشابه تلویزیون دیگر را داشت و تصاویر پیچیده ای ایجاد نمی کرد. پس از تحقیقات زیادی متوجه شدم که مشکل این است که من سعی می کنم یک تصویر بردار بر روی صفحه نمایش شطرنجی تولید کنم. صفحه نمایش شطرنجی صفحه ای است که به صورت افقی بسیار سریع و سپس عمودی با سرعت کمتری اسکن می کند. نمایش بردار از خطوط برای تولید تصاویر استفاده می کند. من آموزش هایی را در مورد چگونگی تبدیل نمایشگر شطرنجی به نمایشگر بردار پیدا کردم ، اما این روند خطرناک بود و زمان زیادی طول می کشد.

مرحله 4: راه حل

پس از همه این مشکلات ، من توانستم یک راه حل بسیار ساده پیدا کنم. یک برنامه شبیه ساز اسیلوسکوپ XY که صدا را به عنوان ورودی می گرفت. هنگامی که این برنامه را پیدا کردم ، از تمرکز روی ایجاد یک اسیلوسکوپ به ایجاد راهی برای تولید یک فایل صوتی از یک تصویر برای نمایش روی یک اسیلوسکوپ تغییر کردم.

شبیه ساز اسیلوسکوپ

مرحله 5: برنامه تشخیص لبه و برنامه Matlab

در اینجا یک فلوچارت اساسی برنامه من است. شروع می شود با تصویری که در برنامه EdgeDetect.m MATLAB بارگذاری می شود. این برنامه آن را به تصویر در مقیاس خاکستری تبدیل می کند و سپس لبه های تصویر را تشخیص می دهد. مختصات XY لبه های شناسایی شده در دو آرایه قرار می گیرند که به یک فایل صوتی تبدیل می شوند.

گام ششم: مثال: Instructables Robot

در اینجا نمونه ای از فرآیند با ربات آموزش پذیر است. ابتدا تصویری از ربات آموزش پذیر را بارگیری کرده و آن را به عنوان "image.png" در پوشه کاری MATLAB خود ذخیره کنید (همان محل "EdgeDetect.m"). اطمینان حاصل کنید که تصویر چیزی را که می خواهید شناسایی شود ندارد یا می تواند مجموعه ای از مختصات غیر ضروری را به فایل صوتی شما اضافه کند. برنامه EdgeDetect را اجرا کنید و تصویر به مقیاس خاکستری تبدیل می شود و لبه های آن شناسایی شده و به عنوان یک فایل صوتی به نام "vector.wav" ذخیره می شود. سپس فایل صوتی را در Audacity یا برنامه ویرایش صدا دیگر باز کنید. برنامه شبیه ساز اسیلوسکوپ خود را باز کنید (پیوند مرحله قبل) ، نرخ نمونه را روی 192000 هرتز تنظیم کنید ، شروع را فشار دهید ، روی دکمه میکروفون کلیک کنید و خط مورد نظر را انتخاب کنید. در Audacity "shift + spacebar" را فشار دهید تا فایل صوتی در یک حلقه پخش شود. تصویر باید در شبیه ساز اسیلوسکوپ ظاهر شود.

مرحله 7: عیب یابی/مثال فایل ها

وقتی این برنامه را توسعه دادم ، مجبور شدم برخی تنظیمات را در برنامه تنظیم کنم. در اینجا مواردی وجود دارد که در صورت کار نکردن آنها را دوباره بررسی کنید:

-مطمئن شوید خروجی صوتی شما در رایانه شما در حال پخش شدن است و 2 کانال صوتی جداگانه (چپ و راست) دارید

اگر تصویر توسط برنامه MATLAB خوانده نمی شود ، ممکن است لازم باشد آن را در رنگ ویرایش کرده و آن را در قالب دیگری ذخیره کنید.

-در خط 61 کد ، حتماً اعداد موجود در صفحه تشخیص لبه را وارد کنید. این برنامه معمولاً یک مستطیل در اطراف کل چیز قرار می دهد که می توانید با تغییر آن از "i = 1: length (B)" به "i = 2: length (B)" آن را قطع کنید. همچنین ، اگر اعداد خاصی دارید که می خواهید آنها را وارد کنید ، اما نمی خواهید همه آنها را وارد کنید ، می توانید از براکت های مربعی برای بدست آوردن اعداد خاص استفاده کنید: "[1 3 6 10 15 17]"

-اگر تصویر متزلزل به نظر می رسد و قطعات در همه جا قرار دارند ، ممکن است لازم باشد تعداد نمونه ها را با تنظیم "N" در خط 76 کاهش دهید. هرچه تصویر ساده تر باشد ، N پایین تر می تواند باشد ، اما اگر تصویر بالاتر باشد ، باید بیشتر باشد. پیچیده است برای ربات از N = 5 استفاده کردم.

همچنین می توانید "Fs" را در خط 86 تنظیم کنید. هر چه میزان نمونه برداری بیشتر باشد ، تصویر بهتر به نظر می رسد ، اما برخی از کارت های صدا نمی توانند نرخ نمونه برداری بالاتری را اداره کنند. نرخ نمونه گیری آهنگهای مدرن حدود 320000 هرتز است.