Hellschreiber sat: 13 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:38

Mali mikrokontroler programiran je za izlaz niza tonova koji, kad se unese na zvučnu karticu računala i obradi programom za analizu spektra, prikazuje sliku trenutnog vremena.

Korak 1: Softver Spectrum Lab

Sav naporan posao analize i prikaza tonova obavlja dio besplatnog softvera, "Spectrum Lab" koji je napisao amaterski radio entuzijast, DL4YHF. On analizira zvuk doveden putem zvučne kartice i prikazuje rezultat kao sliku.

Vrsta prikaza koja se ovdje koristi naziva se "vodopadni" zaslon i postavljena je za pomicanje zdesna nalijevo. Tradicionalno se pomiče od vrha do dna, pa otuda i naziv vodopad. Ovaj program koriste amateri za komunikaciju na pola Zemlje s djelićima vata, između ostalog. To je vrlo sposoban program i ima mnoštvo postavki koje je potrebno prilagoditi kako bi se dobio dobar prikaz. Izraz "Hellschreiber" nastao je na području telegrafije, davno, i doslovno znači pisanje svjetlom. Zaslon prikazan u uvodu je grafikon intenziteta frekvencije u odnosu na vrijeme. Mikrokontroler je programiran za generiranje niza tonova, tako da se pomoću ovog programa slika informacija. Ovaj način rada definiran je kao "sekvencijalni višetonski Hellschreiber" i koristi se za komunikaciju na velike udaljenosti pomoću relativno jednostavne odašiljačke opreme.

Korak 2: Vrijeme kao niz frekvencija

Ovaj snimak zaslona prikazuje snimanje sa sata koje šalje informacije o uzastopnim sekundama. Zapravo, ovo je lažno jer je za svaki skup znamenki potrebno nekoliko sekundi za generiranje pa prikazi pokrivaju veći vremenski interval od tri predložene sekunde.

Uzorak točaka koji se vidi iznad linije znamenki posljedica je harmonika tonova: mikrokontroler stvara tonove prebacivanjem linije porta na opskrbu ili tlo, a rezultirajući pravokutni val ima mnogo harmonika. Budući da se to izravno dovodi na zvučnu karticu, na zaslonu će se prikazati svi ovi harmonici zajedno sa željenom osnovnom frekvencijom. Budući da je organiziranje čistog sinusnog vala teško, razlika između maksimalne i minimalne frekvencije koja se koristi za prikaz mora se stoga rasporediti na manje od oktave. Drugim riječima, maksimalna frekvencija mora biti manja od dvostruke učestalosti minimalne frekvencije.

Korak 3: Prikazujte svaku desetu sekundu

Zaslon prikazan na slici realniji je od performansi koje se mogu dobiti na satu: Ažurirajte svakih deset sekundi.

Brojke su programirane tako da budu vizualno ljepše. Svi programi koji su proizveli ove zaslone uključeni su u zip datoteku u posljednjem koraku ovog uputstva. Dijagram sklopa uključen je u ASCII oblik u asm datotekama. Mikrokontroler je bio Microchip 12F510, mikrokontroler s osam olova koji je radio na 32.768 KHz pomoću malog kristala iz mrtvog sata. Korišten je samo jedan izlazni redak, ostavljajući dvije ulazno/izlazne linije i jednu ulaznu liniju slobodnima za drugu upotrebu.

Korak 4: Talasni oblici

Dvije slike prikazuju vrstu valnog oblika koji ulazi u zvučnu karticu kako bi ti prikazi bili mogući.

Prva prikazuje svih sedam frekvencija u nizu, a prva opet opet. To je znamenka "1", niz od sedam frekvencija uzrokuje okomitu liniju, a posljednja desna strana baze. Drugi prikazuje kako praznine uzrokuju prazna mjesta na zaslonu. Ako je određeni prostor u matričastoj matrici koji tvori znak prazan, odgovarajuća frekvencija se ne šalje tijekom svog vremenskog intervala, stvarajući tako znak sa svijetlim mrljama i praznim prostorom.

Korak 5: Prikaz proizvoljnih bitmapa

Prikaz vremena ili drugih takvih alfanumeričkih podataka je u redu, ali ponekad bismo možda htjeli imati lijep prikaz nekih slučajnih stvari.

To se može učiniti, o čemu će se raspravljati i demonstrirati. Napisat ću programe koji redak teksta "Instructables" prikazuju kao bitmapu, a robota za instrukcije kao grafiku visoku 24 piksela. Prvo se potrebne slike moraju digitalizirati. Početni korak je njihovo iscrtavanje na grafofoliji. "Instructables" je napisan fontom visokim pet piksela. Budući da se ovo prenosi kao bitmapa, sastavio sam slova gdje god je to bilo moguće, a da ne narušim čitljivost. Slika robota s uputama smanjena je na 24 piksela okomito, a zatim sam njegov obris označio točkama, a dodao sam i nekoliko točaka u unutrašnjosti. Mislim da će ljudi prepoznati robota, pogotovo ako im unaprijed kažete da bi to trebao biti.

Korak 6: Digitalizacija "instrukcija"

Na slici je prikazano kako se bitmapa redaka teksta digitalizira.

Na primjer, uzimajući krajnji lijevi stupac, svi pikseli su crni. Dakle, svi su jedno: 11111 Grupiramo se po četvorkama, čineći dva grickalica: 1 1111 Ovo se dvoje tada izražava kao heksadecimalno, za kompaktni prikaz: 1 F Budući da su znakovi visoki pet bita, prva znamenka bit će ili 0 ili 1, a druga znamenka bit će 0-1, AF. Dno se smatra značajnijim krajem. Drugi stupac je prazan, pa sve nula: 00 hex. Treći stupac ima prve tri, iza kojih slijede dvije nule: 1 1100 -> 1 C I tako to ide, sve do samog kraja. Sve je to strpano u datoteku za uključivanje, pod nazivom "instructlables.inc". Tako mijenjanjem retka koji navodi datoteku include u glavnom programu možete promijeniti prikaznu bitmapu. U slučaju da napravite još jedan bimap koji prikazuje vaše ime, na primjer, možete ga staviti u datoteku "yourname.inc" i pozvati ga u glavnom programu.

Korak 7: Rezultat prikaza

Radi, kao što možete vidjeti po rezultirajućoj slici na ekranu.

Softver Spectrum Lab omogućuje vam odabir boja i nijansi zaslona, pa razboritim odabirom možete prikazati vrlo lijep tekst pomoću ovog programa.

Korak 8: Slijed frekvencija

Pogledajmo pobliže kako je ta slika nastala.

Prva slika u nastavku prikazuje niz frekvencija koje emitira mikro, s kratkom vremenskom rezolucijom. Jasno pokazuje stupanjsku prirodu tonova jer se tonovi koji čine točke emitiraju u serijskom slijedu. Također možete vidjeti zašto su se likovi oblikovali nagibom udesno. Drugi prikazuje isti zaslon, s različitim postavkama filtra. Vremenska razlučivost ovog filtra je smanjena, pa se čini da točkice zauzimaju više vremena. Rezultirajući vodoravni razmaz ima za posljedicu olakšavanje čitanja teksta. Signal mora imati odgovarajuću postavku programa prije nego što se prikaže kao prepoznatljiva slika.

Korak 9: Digitalizacija robota

Robot je visok 24 bita, pa se ne uklapa u jednu osmobitnu riječ. Za digitalizaciju robota korištena je druga tehnika, ovaj put posuđena iz programa koji se koristio za "glazbenu čestitku".

Budući da je slika oblikovana nizom tonova, glazbeni program trebao bi moći prikazati robota, pod uvjetom da mu se robot napaja kao niz frekvencija koje se pretvaraju u glazbu. Na slici je prikazan robot, redovi označeni vrijednostima kašnjenja koji se uključuju u glazbeni program. Ove su vrijednosti malo izmijenjene i dostupne su kao listing robot.asm te je rezultiralo gotovo prepoznatljivim prikazom robota.

Korak 10: Robot na ekranu računala

To je ptica … To je avion … To je marsovski leteći tanjur …

Robot je za instrukcije.

Korak 11: Hardver

Slike prikazuju fotografiju i dijagram kruga mikrokontrolera koji proizvodi te slike.

To je osmopolni mikrokontroler, 12F510, proizvođača microchip. Ekranirani kabel s lijeve strane povezuje se sa zvučnom karticom računala. Priključak s desne strane povezuje se s programatorom i također napaja. Bez isključivanja bilo čega ili mijenjanja bilo kakvih veza, mikrokontroler se može izbrisati i ponovno programirati putem ICSP -a samo pokretanjem odgovarajućih programa na računalu.

Korak 12: Princip

Slika prikazuje načelo prikaza matrice točaka koje čine znakove. Slijed rastućih tonova čini stubišni oblik koji, ponavljajući se u određenim intervalima, tvori zupčastu traku u opsegu frekvencija koje tvore lik. Imao sam ranije upute, https://www.instructables.com/id/Oscilloscope-clock/, o prikazivanju vremena na osciloskopu. Princip je sličan, osim što je raniji koristio razine napona, a ovaj koristi frekvenciju. Razlika je u tome što se razine napona vrlo teško prikazuju pomoću zvučne kartice, a gotovo svaki program koji prikazuje razine napona ne prikazuje ga u načinu rada što znakove čini vidljivim. Svaki znak prikazan je kao niz stupaca visine sedam piksela. Ako najdonji piksel mora biti osvijetljen, frekvencija koja mu odgovara uključit će se nakratko. U slučaju "osciloskopskog sata", za to se vrijeme održava određena razina napona. Ako taj piksel treba biti taman, ton se uopće ne stvara ili se umjesto njega šalje razina pražnjenja. Budući da se te frekvencije (ili razine napona) šalju uzastopno, jedna za drugom, one ne tvore okomitu liniju. Oni tvore liniju koja se naginje udesno. Moguće je poslati te bitove u obrnutom smjeru, a zatim će se rezultirajući znakovi nagnuti ulijevo. Ovo izgleda neprirodno, pa se preferira sadašnji aranžman. Druga vrsta hellschreibera, koja šalje sve tonove u isto vrijeme, sposobna je proizvesti savršeno okomite znakove. Budući da to zahtijeva stvaranje svih tonova u isto vrijeme, bez izobličenja, to nije moguće implementirati na jednostavan način pomoću jednog mikrokontrolera.