Mikroto'lqinli Metronome: 5 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Metronom - bu musiqachilar tomonidan qo'shiqlarning ritmini kuzatish va yangi asbobni o'rganayotgan yangi boshlanuvchilarda vaqtni his qilish uchun ishlatiladigan vaqt o'lchash moslamasi. Bu musiqada hal qiluvchi ahamiyatga ega bo'lgan ritm tuyg'usini saqlashga yordam beradi.

Bu erda qurilgan bu metronomdan har bir zarba va daqiqada urish sonini belgilash mumkin. Ushbu sozlash ma'lumotlari kiritilgandan so'ng, u LEDlar yordamida tegishli yoritish bilan birga kelgan ma'lumotlarga ko'ra signal beradi. O'rnatish ma'lumotlari LCD displeyda ko'rsatiladi.

1 -qadam: Kerakli komponentlar:

·

• Atmega8A mikrokontroller
• · 16*2 Lcd displey
• · Piezo Buzzer
• · LEDlar (yashil, qizil)
• · Rezistorlar (220e, 330e, 1k, 5.6k)
• · Tugmalar (2* qulflashga qarshi, 1* qulflash)
• · 3V CR2032 tanga batareyali batareya (*2)
• Tangalar batareyasi ushlagichi (*2)
• · 6pin Relimate (qutblangan) ulagichi

2 -qadam: O'chirish sxemasini tuzish

Devorli ulanishlarni veroboarddagi rasmda ko'rsatilgandek qiling va ulanishlarni to'g'ri lehimlang

3 -qadam: Metronomning xususiyatlari

Metronomning interfeysi asosan LCD displeyda joylashgan. Yuqorida 8A mikrokontroller, LEDlar va signal signallari bilan markazda joylashgan. Uchta kalit va Relimate ulagichi tepada joylashgan.

Butun loyiha faqat tanga batareyali ikkita batareyadan ishlaydi (6V 220mAh seriyali), taxminiy ishlash muddati 20 kundan 1 oygacha (doimiy emas). Shunday qilib, u o'rtacha quvvat sarflaydi va 3-5 mA oqim talabiga ega.

O'z -o'zidan qulflash tugmasi chap tomonda joylashgan va ON/OFF tugmasi. O'rtadagi tugma - bu O'rnatish tugmasi va o'ngdagi tugma bpm va urish qiymatlarini o'zgartirish uchun ishlatiladi (bar uchun).

ON/OFF tugmachasi bosilganda, lcd yonadi va har bir satrga urish qiymatini ko'rsatadi. Foydalanuvchi qiymatni o'zgartirishi uchun 3 soniya kutadi, shundan so'ng natija qiymati kiritiladi. Bu qiymat 1/4, 2/4, 3/4, 4/4 oralig'ida.

Keyin u daqiqada urish tezligini ko'rsatadi (bpm) va yana 3 soniya davomida foydalanuvchi qiymatni o'zgartiradi, shundan so'ng u ma'lum qiymatni o'rnatadi. 3 soniya kutish vaqti foydalanuvchi qiymatni o'zgartirgandan so'ng kalibrlanadi. BPM qiymatlari 30 dan 240 gacha o'zgarishi mumkin. Bpm sozlash paytida O'rnatish tugmachasini bosish uning qiymatini 30 soniyasiga qaytaradi, bu esa tugmachalarni bosish sonini kamaytirishga yordam beradi. Bpm qiymatlari 5 ga ko'paytiriladi.

O'rnatish tugagandan so'ng, batareyani tejash uchun LCD displeyi orqa nuri o'chadi. Buzzer har bir zarba uchun bir marta signal beradi va LEDlar navbatma -navbat miltillaydi. Qiymatlarni o'zgartirish uchun O'rnatish tugmasi bosiladi. Bu bajarilgandan so'ng, LCD orqa nuri yonadi va tezlik xuddi shu protsedura bilan aytilganidek paydo bo'ladi.

Atmega8A mikrokontroleri 500 baytli EEPROMdan iborat, ya'ni har qanday zarba va bpm qiymatlari kiritilgan bo'lsa ham, metronom o'chirilganidan keyin ham saqlanib qoladi. Shunday qilib, uni qayta yoqish, uni avval kiritilgan ma'lumotlar bilan davom ettiradi.

Relimate ulagichi aslida ikkita maqsadda ishlatilishi mumkin bo'lgan SPI sarlavhasi. Bu dasturiy ta'minotni yangilash va metronomaga yangi xususiyatlarni qo'shish uchun Atmega8A mikrokontrollerini qayta dasturlash uchun ishlatilishi mumkin. Ikkinchidan, tashqi quvvat manbai ham qattiq foydalanuvchilar uchun metronomni quvvatlantirish uchun ishlatilishi mumkin. Lekin bu quvvat manbai 5,5 voltdan oshmasligi kerak va ON/OFF tugmachasini bekor qiladi. Xavfsizlik nuqtai nazaridan, bu kalit o'chirilgan bo'lishi kerak, shunda tashqi batareyalar ichki batareyalar bilan uzilib qolmaydi.

4 -qadam: tavsif

Bu loyiha ISP dasturchisi sifatida ishlatiladigan Arduino Uno/Mega/Nano orqali Arduino IDE yordamida dasturlashtirilgan Atmel Atmega8A mikrokontrolleridan foydalangan holda qilingan.

Bu mikrokontroller Armelino Uno -da keng qo'llaniladigan Atmel Atmega328p -ning kamroq xususiyatli versiyasidir. Atmega8A 1Kb tezkor xotiraga ega 8Kb dasturlashtiriladigan xotiradan iborat. Bu 328p, ya'ni 16 MGts chastotada ishlaydigan 8 bitli mikrokontroller.

Ushbu loyihada joriy iste'mol muhim jihat bo'lgani uchun soat chastotasi kamaytirildi va ichki 1 MGtsli osilator ishlatilgan. Bu joriy talabni taxminan 3,5 mA @3,3V va 5mA @4,5V ga kamaytiradi.

Arduino IDE bu mikrokontrollerni dasturlash imkoniyatiga ega emas. Shunday qilib, Optiboot bootloader yordamida 8A -ni ichki osilator bilan ishlatish uchun "Minicore" to'plami (plagin) o'rnatildi. Ta'kidlanishicha, kuchlanish kuchayishi bilan loyihaning quvvat talabi oshgan. Shunday qilib, quvvatni maqbul ishlatish uchun mikrokontroller 1 MGts chastotada, faqat 3,5 mA bo'lgan 3V tanga batareyasi bilan ishlaydi. Ammo shunday past kuchlanishli lcd to'g'ri ishlamayotganligi kuzatildi. Shunday qilib, ikkita tanga batareyasini ketma -ket ishlatish qarori qabul qilindi, kuchlanish 6 V ga ko'tarildi. Ammo bu shuni anglatadiki, joriy iste'mol 15 mAgacha ko'tarildi, bu katta kamchilik, chunki batareyaning ishlash muddati juda yomon bo'ladi. Shuningdek, u 8A mikrokontrolderning 5,5V xavfsiz kuchlanish chegarasidan oshib ketdi.

Shunday qilib, bu muammodan xalos bo'lish uchun 3V ohmli qarshilik 6V quvvat manbai bilan ketma -ket ulandi. Rezistor, asosan, o'z -o'zidan kuchlanish pasayishiga olib keladi, bu esa mikrokontrolderni xavfsiz ishlashi uchun kuchlanish darajasini 5,5 V ga tushiradi. Bundan tashqari, 330 qiymati turli omillarni hisobga olgan holda tanlangan:

• · Maqsad 8A ni quvvatni tejash uchun iloji boricha past kuchlanishda ishlatish edi.
• · Mikrokontroller hali ham ishlayotgan bo'lsa -da, LCD 3.2V dan pastda ishlashini to'xtatgani kuzatildi
• · Bu 330 qiymati, tanga batareyalaridan to'liq foydalanish uchun, keskinlikdagi pasayish aniqligiga ishonch hosil qiladi.
• · Tangalar xujayralari eng yuqori cho'qqisida bo'lganida, kuchlanish 6,3 V atrofida edi, 8A esa 4,6 - 4,7 V (@ 5mA) samarali kuchlanishni oldi. Batareyalar deyarli quriganida, kuchlanish 8A bilan 4V atrofida edi va LCD to'g'ri ishlashi uchun etarli kuchlanishni oldi, ya'ni 3,2V. (@3,5mA)
• · Batareyalarning 4v sathidan pastda, ular hech narsaga kuch bermaydigan sharbat qoldirmasdan amalda foydasiz edi. Rezistorning kuchlanish pasayishi butun vaqt davomida o'zgarib turadi, chunki 8A mikrokontroler va LCD displeyining sarflanishi kamayadi, bu batareyaning ishlash muddatini ko'paytirishga yordam beradi.

16*2 LCD displey Arduino IDE ning LiquidCrystal kutubxonasi yordamida dasturlashtirilgan. U 8A mikrokontrolerining 6 ta ma'lumot pinidan foydalanadi. Bundan tashqari, uning yorqinligi va kontrasti ikkita ma'lumot pimi yordamida boshqarilgan. Bu qo'shimcha komponentni, ya'ni potansiyometrni ishlatmaslik uchun qilingan. Buning o'rniga, D9 ma'lumot pinining PWM funktsiyasi ekranning kontrastini sozlash uchun ishlatilgan. Bundan tashqari, lcd orqa nuri kerak bo'lmaganda o'chirilishi kerak edi, shuning uchun uni quvvatlantirish uchun ma'lumot pinidan foydalanmasdan buni amalga oshirish mumkin emas edi. Orqa yorug'lik LEDidagi oqimni cheklash uchun 220 ohmli rezistor ishlatilgan.

Buzzer va LEDlar 8A ma'lumot pinlariga ham ulangan (har biri uchun bittadan). Qizil LEDdagi oqimni cheklash uchun 5,6 k ohmli rezistor ishlatilgan, yashil rangda esa 1k ohm ishlatilgan. Rezistor qiymatlari yorug'lik va oqim iste'moli o'rtasida yoqimli nuqtaga ega bo'lish orqali tanlangan.

ON/OFF tugmasi ma'lumot piniga ulanmagan va bu shunchaki loyihani o'zgartiradigan kalit. Uning terminallaridan biri 330 ohmli rezistorga, ikkinchisi esa lcd va 8A ning Vcc pinlariga ulanadi. Boshqa ikkita tugma dasturiy ta'minot orqali kuchlanishni ta'minlash uchun ichkariga tortilgan ma'lumotlar pinlariga ulangan. Bu kalitlarning ishlashi uchun kerak.

Bundan tashqari, "O'rnatish" tugmachasi ulanadigan ma'lumotlar PIN -kodi - bu uskunani uzish. Uning uzilish xizmat ko'rsatish tartibi (ISR) Arduino IDE -da faollashtirilgan. Bu nimani anglatadi, agar foydalanuvchi sozlash menyusini ishga tushirishni xohlasa, 8A metronom sifatida ishlashni to'xtatadi va ISRni ishga tushiradi, bu asosan sozlash menyusini faollashtiradi. Aks holda, foydalanuvchi sozlash menyusiga kira olmaydi.

Yuqorida aytib o'tilgan EEPROM optsiyasi kiritilgan ma'lumotlar taxta o'chirilganidan keyin ham saqlanib qolishiga ishonch hosil qiladi. Va SPI sarlavhasi 6 pindan iborat - Vcc, Gnd, MOSI, MISO, SCK, RST. Bu SPI protokolining bir qismi va yuqorida aytib o'tilganidek, ISA dasturchisi 8A -ni yangi xususiyatlar yoki boshqa narsalarni qo'shish uchun qayta dasturlash uchun ishlatilishi mumkin. Vcc pin batareyaning musbat terminalidan ajratilgan, shuning uchun Metronome yuqorida aytib o'tilgan cheklovlarni hisobga olgan holda tashqi quvvat manbasidan foydalanish imkoniyatini beradi.

Butun loyiha vertikal taxtada alohida komponentlar va tegishli ulanishlarni sxemaga muvofiq lehimlash yo'li bilan qurilgan.