Бичил хянагч дээр суурилсан метроном: 5 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Метроном бол хөгжимчдийн дууны цохилтыг хянах, шинэ хөгжмийн зэмсэг сурч буй хүмүүсийн цагийн мэдрэмжийг хөгжүүлэх зорилгоор ашигладаг цаг хэмжих төхөөрөмж юм. Энэ нь хөгжимд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг хэмнэлийн мэдрэмжийг хадгалахад тусалдаг.

Энд баригдсан энэхүү метрономыг нэг баарны цохилт, нэг минут дахь цохилтын тоог тогтооход ашиглаж болно. Энэхүү тохиргооны өгөгдлийг оруулсны дараа LED ашиглан зохих гэрэлтүүлгийн хамт өгөгдлийн дагуу дохио өгдөг. Тохиргооны өгөгдлийг LCD дэлгэц дээр харуулна.

Алхам 1: Шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд:

·

• Atmega8A микроконтроллер
• · 16*2 Lcd дэлгэц
• · Piezo Buzzer
• · LED (ногоон, улаан)
• · Эсэргүүцэл (220e, 330e, 1k, 5.6k)
• · Товчлуурууд (2* түгжээний эсрэг, 1* түгжих)
• · 3V CR2032 зоосны батерей (*2)
• Зоосны зай эзэмшигч (*2)
• · 6 зүү Relimate (туйлширсан) холбогч

Алхам 2: Хэлхээ хийх

Зурагт үзүүлсэн шиг хэлхээний холболтыг veroboard дээр хийж холболтыг зөв гагнана

Алхам 3: Метрономын онцлог шинж чанарууд

Метрономын интерфейсийг ихэвчлэн lcd дэлгэц эзэлдэг. Дээд талд нь 8А микроконтроллерийг LED, баруун талд нь дуугаруулагчийг байрлуулсан байна. Гурван унтраалга ба Relimate холбогчийг дээд талд байрлуулна.

Энэхүү төслийг бүхэлд нь зоосны хоёр батерейгаар тэжээдэг (6V 220 мАч цуврал), 20 хоногоос 1 сар хүртэл ажиллах боломжтой (тасралтгүй биш). Тиймээс энэ нь дунд зэргийн эрчим хүчний хэмнэлттэй бөгөөд одоогийн хэрэгцээ нь 3-5 мА байна.

Өөрөө түгжих унтраалга нь зүүн талд байрладаг бөгөөд ON/OFF товчлуур юм. Дунд хэсэгт байгаа товчлуур нь Тохируулах товч бөгөөд баруун талд байгаа товчлуур нь bpm ба цохилтын утгыг өөрчлөхөд ашиглагддаг.

ON/OFF товчлуурыг дарахад lcd асаж, нэг баар дахь цохилтын утгыг харуулна. Энэ нь хэрэглэгч утгыг өөрчлөх хүртэл 3 секундын дараа хүлээж авсан үр дүнг оролт болгон хүлээж авдаг. Энэ утга нь 1/4, 2/4, 3/4, 4/4 хооронд хэлбэлздэг.

Дараа нь минутанд цохилтыг харуулна (bpm), хэрэглэгч утгыг өөрчлөх хүртэл 3 секундын дараа тодорхой утгыг тохируулна. Хэрэглэгч утгыг өөрчилсний дараа 3 секундын хүлээх хугацааг тохируулна. Bpm -ийн утга 30 -аас 240 хооронд хэлбэлзэж болно. Bpm -ийг тохируулах явцад Setup товчлуурыг дарахад түүний утга 30 bpm болж өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь товчлуур дарах хэмжээг багасгахад тустай. Bpm утга нь 5 -ийн үржвэрүүд юм.

Тохиргоог хийж дууссаны дараа lcd арын гэрэл унтарч зайгаа хэмнэнэ. Buzzer нь цохилт болгонд нэг удаа дуугардаг бөгөөд LED нь цохилт бүрт ээлжлэн ээлжлэн анивчдаг. Үнэ цэнийг өөрчлөхийн тулд Тохируулах товчийг дарна уу. Үүнийг хийсний дараа lcd арын гэрэлтүүлэг асаж, дараа нь ижил процедурын дагуу цохилтын дохио гарч ирнэ.

Atmega8A микроконтроллер нь 500 байтын EEPROM -ээс бүрддэг бөгөөд энэ нь цохилтын болон bpm -ийн утгыг оруулсан боловч метрономыг унтраасны дараа ч хадгалагдах болно гэсэн үг юм. Тиймээс үүнийг дахин асаахад үүнийг өмнө нь оруулсан өгөгдлөөр үргэлжлүүлэх болно.

Relimate холбогч нь үнэндээ SPI толгой бөгөөд үүнийг хоёр зорилгоор ашиглаж болно. Үүнийг ашиглан Atmega8A микроконтроллерыг програмчилж, метрономд шинэ боломжуудыг нэмж оруулах боломжтой. Хоёрдугаарт, гадны цахилгаан хангамжийг хатуу хэрэглэгчдэд зориулсан метрономыг тэжээхэд ашиглаж болно. Гэхдээ энэ тэжээлийн хангамж нь 5.5 вольтоос хэтрэхгүй байх ёстой бөгөөд энэ нь ON/OFF унтраалгыг дардаг. Аюулгүй байдлын үүднээс энэхүү унтраалгыг унтраасан байх ёстой бөгөөд ингэснээр суулгагдсан батерейны гадаад хангамж богино байх ёсгүй.

Алхам 4: Тодорхойлолт

Энэхүү төслийг ISP програмист болгон ашигладаг Arduino Uno/Mega/Nano ашиглан Arduino IDE ашиглан програмчлагдсан Atmel Atmega8A микроконтроллер ашиглан хийсэн болно.

Энэхүү микроконтроллер нь Arduino Uno -д өргөн хэрэглэгддэг Atmel Atmega328p -ийн бага онцлог хувилбар юм. Atmega8A нь 1Kb RAM бүхий 8Kb програмчлагдах санах ойтой. Энэ нь 328p, өөрөөр хэлбэл 16 МГц давтамжтай ажилладаг 8 битийн микроконтроллер юм.

Энэхүү төсөлд одоогийн хэрэглээ чухал тал болж байгаа тул цагийн давтамжийг бууруулж, дотоод 1 МГц осцилляторыг ашигласан болно. Энэ нь одоогийн хэрэгцээг ойролцоогоор 3.5 мА 3.3V ба 5мА @4.5V хүртэл бууруулдаг.

Arduino IDE -д энэ микроконтроллерийг програмчлах боломж байхгүй. Тиймээс Optiboot bootloader ашиглан 8A -ийг дотоод осциллятороор ажиллуулахын тулд "Minicore" багц (залгаас) суулгасан болно. Хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр төслийн эрчим хүчний хэрэгцээ нэмэгдэж байгааг анзаарсан. Тиймээс эрчим хүчийг оновчтой ашиглахын тулд микроконтроллерыг 1 МГц давтамжтайгаар ажиллуулахаар тохируулсан бөгөөд зөвхөн 3 м -ийн зайтай, 3.5 мА зайтай. Гэхдээ ийм бага хүчдэл дээр lcd зохих ёсоор ажиллахгүй байгаа нь ажиглагдсан. Тиймээс хоёр зоосны батерейг цувралаар ашиглах шийдвэрийг гаргаж, хүчдэлийг 6В болгоно. Гэхдээ энэ нь одоогийн хэрэглээ 15 мА хүртэл нэмэгдсэн гэсэн үг бөгөөд энэ нь маш том дутагдал байсан тул батерейны ашиглалтын хугацаа маш муу болно. Мөн энэ нь 8А микроконтроллерийн 5.5V аюулгүй хүчдэлийн хязгаараас давсан байна.

Тиймээс энэ асуудлаас ангижрахын тулд 330 ом эсэргүүцлийг 6V цахилгаан тэжээлд цувралаар холбосон. Эсэргүүцэл нь үндсэндээ хүчдэлийн уналтыг үүсгэж, микроконтроллерийг аюулгүй ажиллуулахын тулд хүчдэлийн түвшинг 5.5 В дотор бууруулдаг. Нэмж дурдахад 330 -ийн үнийг янз бүрийн хүчин зүйлийг харгалзан сонгосон болно.

• · Эрчим хүч хэмнэхийн тулд 8А -г аль болох бага хүчдэлд ажиллуулах зорилго тавьсан.
• · Микроконтроллер ажиллаж байсан ч lcd 3.2 В -оос доош ажиллахаа больсон нь ажиглагдсан
• · 330 гэсэн энэ утга нь зоосны батерейг бүрэн ашиглахын тулд хэт хүчдэлийн уналт яг үнэн зөв эсэхийг баталгаажуулдаг.
• · Зоосны эсүүд дээд цэгтээ хүрч байх үед хүчдэл нь 6.3V орчим байсан бөгөөд 8A нь 4.6 - 4.7 V (@ 5mA) хүчдэлийг авсан. Батерейг бараг хатах үед хүчдэл нь 8А -тай ойролцоогоор 4V байсан бөгөөд lcd нь хангалттай ажиллах хүчийг авдаг, өөрөөр хэлбэл 3.2V. (@3.5mA)
• · Батерейны 4V түвшингээс доогуур байвал ямар ч тэжээл өгөх ямар ч шүүс үлдээгээгүй байсан нь үр дүнгүй байсан. Резистор дээрх хүчдэлийн уналт нь 8А микроконтроллер ба lcd -ийн одоогийн хэрэглээ буурч байгаа тул батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгахад тусалдаг.

16*2 LCD дэлгэцийг Arduino IDE -ийн LiquidCrystal номын санг ашиглан програмчилсан болно. Энэ нь 8A микроконтроллерийн 6 өгөгдлийн зүү ашигладаг. Нэмж дурдахад түүний тод байдал, тод байдлыг хоёр мэдээллийн хавчаар ашиглан хянадаг. Энэ нь нэмэлт бүрэлдэхүүн хэсэг болох потенциометрийг ашиглахгүйн тулд хийгдсэн юм. Үүний оронд D9 өгөгдлийн зүү PWM функцийг дэлгэцийн тод байдлыг тохируулахад ашигласан болно. Мөн lcd арын гэрлийг шаардлагагүй үед унтраах шаардлагатай байсан тул өгөгдлийн зүү ашиглахгүйгээр үүнийг хийх боломжгүй байсан. Арын гэрлийн LED дээрх гүйдлийг хязгаарлахын тулд 220 ом эсэргүүцэл ашигласан.

Buzzer болон LED -ийг мөн 8A -ийн өгөгдлийн хавчуургатай холбосон (тус бүрт нэг). Улаан LED -ийн гүйдлийг хязгаарлахын тулд 5.6 к ом эсэргүүцэл, ногоон гэрэлд 1 к ом ашигласан. Резисторын утгыг гэрэл ба одоогийн хэрэглээний хоорондох сайхан цэгийг олж авснаар сонгосон болно.

ON/OFF товчлуур нь өгөгдлийн зүүтэй холбогдоогүй бөгөөд энэ нь төслийг өөрчилдөг унтраалга юм. Түүний нэг терминал нь 330 ом эсэргүүцэлтэй, нөгөө нь lcd ба 8A -ийн Vcc зүүтэй холбогддог. Бусад хоёр товчлуур нь хүчдэлийг програм хангамжаар хангахын тулд дотогшоо татсан өгөгдлийн хавчааруудтай холбогддог. Энэ нь унтраалга ажиллахад зайлшгүй шаардлагатай.

Нэмж дурдахад, тохиргооны товчлуур нь холбогдох тоног төхөөрөмжийн тасалдлын зүү юм. Түүний тасалдлын үйлчилгээний горим (ISR) нь Arduino IDE дээр идэвхждэг. Энэ нь юу гэсэн үг вэ гэхээр хэрэглэгч тохиргооны цэсийг ажиллуулахыг хүссэн үедээ 8A нь метрономоор ажиллах одоогийн үйл ажиллагааг зогсоож, үндсэн тохиргооны цэсийг идэвхжүүлдэг ISR -ийг ажиллуулдаг. Үгүй бол хэрэглэгч Setup цэс рүү нэвтрэх боломжгүй болно.

Өмнө дурдсан EEPROM сонголт нь самбар унтраасан ч гэсэн оруулсан өгөгдөл хадгалагдаж байгаа эсэхийг шалгадаг. Мөн SPI толгой нь 6 голтой - Vcc, Gnd, MOSI, MISO, SCK, RST. Энэ нь SPI протоколын нэг хэсэг бөгөөд өмнө дурьдсанчлан ISP програмчлагч нь 8A -ийг дахин програмчлахдаа шинэ боломжууд эсвэл өөр зүйл нэмж оруулах боломжтой. Vcc зүү нь батерейны эерэг терминалаас тусгаарлагдсан тул Metronome нь өмнө дурдсан хязгаарлалтыг харгалзан гадаад цахилгаан хангамжийг ашиглах боломжийг олгодог.

Төслийг бүхэлд нь хэлхээний диаграмын дагуу бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон тохирох холболтуудыг гагнах замаар Веробоард дээр бүтээсэн болно.