ساعت Hellschreiber: 13 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:58

یک میکروکنترلر کوچک برای خروجی مجموعه ای از آهنگ ها برنامه ریزی شده است که وقتی به کارت صوتی رایانه وارد می شود و توسط یک برنامه تجزیه و تحلیل طیف پردازش می شود ، تصویری از زمان فعلی را نمایش می دهد.

مرحله 1: نرم افزار Spectrum Lab

تمام کارهای سخت تجزیه و تحلیل و نمایش تن ها توسط یک قطعه نرم افزار رایگان انجام می شود ، "آزمایشگاه طیف" که توسط علاقه مندان به رادیو آماتور ، DL4YHF نوشته شده است. صدا را از طریق کارت صدا تجزیه و تحلیل کرده و نتیجه را به صورت تصویر نمایش می دهد.

نوع صفحه نمایش مورد استفاده در اینجا "آبشار" نامیده می شود و تنظیم شده است که از راست به چپ حرکت کند. به طور سنتی از بالا به پایین می چرخد ، و از این رو اصطلاحا به آن آبشار می گویند. این برنامه توسط آماتورها برای برقراری ارتباط در نیمه زمین با کسری از وات و سایر موارد استفاده می شود. این یک برنامه بسیار قدرتمند است و دارای تنظیمات زیادی است که باید به درستی تنظیم شوند تا نتیجه خوبی داشته باشد. اصطلاح "Hellschreiber" مدتها پیش در زمینه تلگراف به وجود آمد و در لغت به معنای نوشتن با نور است. صفحه نمایش نشان داده شده در مقدمه نمودار شدت فرکانس در برابر زمان است. میکروکنترلر به گونه ای برنامه ریزی شده است که یک سری صدا تولید کند ، به گونه ای که تصویری از اطلاعات توسط این برنامه ترسیم شود. این حالت به عنوان "Hellschreiber چند تن متوالی" تعریف شده است و برای برقراری ارتباط در مسافت های طولانی با استفاده از تجهیزات انتقال نسبتاً ساده استفاده می شود.

مرحله 2: زمان به عنوان توالی فرکانس ها

این تصویر اسکرین شات را از ساعت ارسال می کند که اطلاعات ثانیه ای متوالی را ارسال می کند. در واقع این امر ساختگی است ، زیرا تولید هر مجموعه از ارقام چند ثانیه طول می کشد و بنابراین نمایشگرها فاصله زمانی بیشتری از سه ثانیه پیشنهاد شده را پوشش می دهند.

الگوی نقاطی که در بالای خط ارقام مشاهده می شود به دلیل هارمونیک تن ها است: میکروکنترلر با تغییر خط پورت به منبع تغذیه یا زمین ، تن ایجاد می کند و موج مستطیلی به وجود آمده دارای هارمونیک های زیادی است. از آنجا که این دستگاه مستقیماً به کارت صدا وارد می شود ، صفحه نمایش همه این هارمونیک ها را به همراه فرکانس اساسی مورد نظر نشان می دهد. از آنجا که تنظیم موج سینوسی خالص دشوار است ، بنابراین تفاوت بین حداکثر و حداقل فرکانس مورد استفاده برای نمایش باید کمتر از یک اکتاو باشد. به عبارت دیگر ، حداکثر فرکانس باید کمتر از دو برابر حداقل فرکانس باشد.

مرحله 3: هر دهم ثانیه را نمایش دهید

نمایشگر نشان داده شده در شکل واقع بینانه تر از نوع عملکرد قابل دستیابی از ساعت است: هر ده ثانیه به روز کنید.

ارقام طوری برنامه ریزی شده اند که از نظر بصری از یکدیگر فاصله داشته باشند. تمام برنامه هایی که این نمایشگرها را تولید کرده اند در آخرین مرحله این دستورالعمل در یک فایل زیپ گنجانده شده است. نمودار مدار به صورت ASCII در فایل های asm گنجانده شده است. میکروکنترلر یک Microchip 12F510 بود ، یک میکروکنترلر هشت سربی که با استفاده از یک کریستال کوچک از ساعت مچاله شده در 32.768 کیلوهرتز کلاک شد. فقط یک خط خروجی استفاده شد که دو خط ورودی و خروجی و یک خط ورودی برای مصارف دیگر آزاد بود.

مرحله 4: شکل موج

این دو شکل نوع شکل موجی را نشان می دهند که در کارت صدا قرار می گیرد تا این نمایشگرها ممکن شوند.

اولین مورد هر هفت فرکانس را به ترتیب و خروجی اول را دوباره نمایش می دهد. این رقم "1" است ، اجرای هفت فرکانس باعث ایجاد خط عمودی می شود و آخرین آن سمت راست پایه است. مورد دوم نشان می دهد که چگونه شکاف ها باعث ایجاد فضاهای خالی در صفحه نمایش می شوند. اگر یک فضای خاص در ماتریس نقطه ای که یک کاراکتر را تشکیل می دهد خالی باشد ، فرکانس مربوطه در فاصله زمانی آن ارسال نمی شود ، بنابراین یک شخصیت با نقاط روشن و فضای خالی تشکیل می شود.

مرحله 5: نمایش Bitmap های دلخواه

نمایش زمان یا سایر داده های الفبایی خوب است ، اما گاهی اوقات ممکن است بخواهیم برخی از موارد تصادفی را به زیبایی نمایش دهیم.

می توان آن را انجام داد ، همانطور که باید مورد بحث قرار گیرد و نشان داده شود. من برنامه هایی را می نویسم که خط متن "دستورالعمل ها" را به صورت یک نقشه بیتی و روبات قابل آموزش را به صورت گرافیکی با ارتفاع 24 پیکسل نشان می دهد. ابتدا ، تصاویر مورد نیاز باید دیجیتالی شوند. مرحله اولیه این است که آنها را روی کاغذ نمودار بکشید. "دستورالعمل های آموزشی" با استفاده از قلم پنج پیکسل ارتفاع نوشته شده است. از آنجا که این به عنوان یک نقشه بیتی منتقل می شود ، من حروف را تا آنجا که ممکن است بدون خراب شدن خوانایی با هم اجرا کرده ام. تصویر ربات قابل آموزش تا 24 پیکسل به صورت عمودی کوچک شد و سپس طرح کلی آن را با نقاط مشخص کردم و چند نقطه نیز به قسمت داخلی اضافه کردم. من فکر می کنم مردم این روبات را تشخیص می دهند ، به ویژه اگر از قبل به آنها بگویید که این چیزی است که باید باشد.

مرحله 6: دیجیتالی کردن "دستورالعمل های آموزشی"

تصویر نحوه دیجیتالی شدن بیت مپ خط متن را نشان می دهد.

برای مثال با ستون سمت چپ ، تمام پیکسل های آن سیاه هستند. بنابراین همه آنها یکی هستند: 11111 ما چهار نفر را جمع می کنیم و دو نوک را ایجاد می کنیم: 1 1111 سپس این دو به صورت هگزادسیمال بیان می شوند ، برای نمایش فشرده: 1 F از آنجا که شخصیت ها پنج بیت هستند ، اولین رقم یا 0 یا 1 ، و رقم دوم باید 0-1 ، AF باشد. قسمت پایانی مهمترین پایان است. ستون دوم خالی است ، بنابراین همه صفر: 00 شش ضلعی است. ستون سوم دارای سه ستون اول و دو صفر است: 1 1100 -> 1 C و به همین ترتیب ادامه می یابد ، تا انتها. همه اینها در یک فایل شامل ، به نام "instructlables.inc" جمع شده است. بنابراین با تغییر خط مشخص کردن فایل Includ در برنامه اصلی ، می توانید bitmap نمایش داده شده را تغییر دهید. به عنوان مثال ، اگر یک bimap دیگر نشان می دهید که نام شما را نشان می دهد ، می توانید آن را در یک فایل "yourname.inc" قرار دهید و آن را در برنامه اصلی فراخوانی کنید.

مرحله 7: نمایش نتیجه

کار می کند ، همانطور که با تصویر حاصله روی صفحه مشاهده می کنید.

نرم افزار Spectrum Lab به شما امکان می دهد رنگ ها و سایه های صفحه نمایش را انتخاب کنید ، بنابراین با انتخاب دقیق می توانید متن بسیار زیبایی را با استفاده از این برنامه نمایش دهید.

مرحله 8: توالی فرکانس ها

اجازه دهید نگاهی دقیق تر به نحوه شکل گیری آن تصویر بیندازیم.

اولین تصویر زیر توالی فرکانسهای ساطع شده توسط میکرو را با وضوح زمان کوتاه نشان می دهد. این به وضوح ماهیت پلکانی آهنگ ها را نشان می دهد ، زیرا لحن هایی که نقاط را به ترتیب سریال منتشر می کنند. همچنین می توانید ببینید چرا شخصیت ها همه شیب به سمت راست ایجاد شده اند. دومی همان صفحه را با تنظیم فیلتر متفاوت نشان می دهد. وضوح زمانی این فیلتر کاهش می یابد ، به طوری که به نظر می رسد نقاط زمان بیشتری را اشغال می کنند. اسمیر افقی حاصله باعث سهولت خواندن متن می شود. سیگنال قبل از نمایش به عنوان یک تصویر قابل تشخیص باید دارای تنظیمات مربوطه باشد.

مرحله 9: دیجیتالی کردن ربات

این ربات 24 بیت طول دارد و بنابراین در یک کلمه هشت بیتی قرار نمی گیرد. از تکنیک متفاوتی برای دیجیتالی کردن ربات استفاده شد ، این بار از برنامه ای که برای "کارت تبریک موسیقی" استفاده می شود وام گرفت.

از آنجا که تصویر با دنباله ای از تن ها شکل می گیرد ، یک برنامه موسیقی باید بتواند ربات را نمایش دهد ، به شرطی که ربات به عنوان دنباله ای از فرکانس ها به آن تغذیه شود تا به موسیقی تبدیل شود. شکل ربات را نشان می دهد ، ردیف هایی با مقادیر تأخیر برچسب گذاری شده اند تا به یک برنامه موسیقی متصل شوند. این مقادیر کمی تغییر کرده و به عنوان robot.asm در دسترس هستند و منجر به یک صفحه نمایش ربات تقریباً قابل تشخیص شد.

مرحله 10: ربات روی صفحه کامپیوتر

این پرنده است … هواپیما است … بشقاب پرنده مریخی است…

این ربات قابل آموزش است

مرحله 11: سخت افزار

شکل ها عکس و نمودار مدار میکروکنترلر تولید کننده این تصاویر را نشان می دهند.

این میکروکنترلر هشت پین 12F510 است که توسط میکروچیپ تولید شده است. کابل نمایش داده شده در سمت چپ به کارت صدای رایانه متصل می شود. کانکتور سمت راست به برنامه نویس متصل می شود و همچنین برق را تأمین می کند. میکروکنترلر را بدون جدا کردن چیزی یا تغییر اتصال می توان از طریق ICSP تنها با اجرای برنامه های مناسب بر روی کامپیوتر پاک و برنامه ریزی کرد.

مرحله دوازدهم: اصل

شکل ، اصل نمایش ماتریس نقاط را که شخصیت ها را تشکیل می دهد نشان می دهد. دنباله ای از تن ها در حال افزایش ، یک ناهمواری راه پله را تشکیل می دهد ، که در فواصل معین تکرار می شود ، در سطح باند فرکانس های تشکیل دهنده یک شخصیت اره ای شکل می گیرد. قابل آموزش ، https://www.instructables.com/id/Oscilloscope-clock/ ، برای نمایش زمان بر روی یک اسیلوسکوپ. این اصل مشابه است ، با این تفاوت که قبلی از سطوح ولتاژ استفاده می کرد و این از فرکانس استفاده می کرد. تفاوت در این است که نمایش سطوح ولتاژ با استفاده از کارت صدا بسیار مشکل است و تقریباً هر برنامه ای که سطوح ولتاژ را نمایش می دهد آن را در حالت نمایش نمی دهد این کاراکترها را به صورت دنباله ای از ستون ها با ارتفاع هفت پیکسل نشان می دهد. اگر بیشتر پیکسل های پایین باید روشن باشد ، فرکانس مربوط به آن برای مدت کوتاهی روشن می شود. در مورد "ساعت اسیلوسکوپ" ، سطح ولتاژ خاصی برای آن زمان نگه داشته می شود. اگر قرار است آن پیکسل تیره باشد ، اصلاً صدا ایجاد نمی شود ، یا به جای آن یک سطح خالی ارسال می شود. از آنجا که این فرکانس ها (یا سطوح ولتاژ) به صورت متوالی ارسال می شوند ، یکی پس از دیگری ، خط عمودی ایجاد نمی کنند. آنها خطی را ایجاد می کنند که به راست متمایل می شود. ممکن است این بیت ها را در جهت معکوس ارسال کنید ، و سپس شخصیت های حاصله به چپ متمایل می شوند. این غیر طبیعی به نظر می رسد ، و بنابراین ترتیب فعلی ترجیح داده می شود. نوع دیگری از hellschreiber ، که همه آهنگ ها را همزمان ارسال می کند ، قادر به تولید شخصیت های کاملاً عمودی است. از آنجا که این امر مستلزم تولید همه لحن ها به طور همزمان ، بدون اعوجاج است ، امکان اجرای آن به روش ساده با استفاده از یک میکروکنترلر وجود ندارد.