Өнгөт гэрэл ашиглан дууны долгионыг үзнэ үү (RGB LED): 10 алхам (зурагтай)

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

SteveMannEyeTap Хүмүүнлэг тагнуул Зохиогчийн дэлгэрэнгүйг дагах:

Тухайн талаар: Би технологи ил тод, ойлгоход хялбар байсан тэр үед өссөн боловч одоо нийгэм галзуурал, ойлгомжгүй байдал руу хөгжиж байна. Тиймээс би технологийг хүн болгохыг хүссэн. 12 настайдаа би … СтивМанны тухай дэлгэрэнгүй »

Эндээс та дууны долгионыг харж, тэдгээрийн хоорондын зай өөр өөр байдаг тул хоёр ба түүнээс дээш тооны дамжуулагчийн интерференцийн загварыг ажиглаж болно. (Зүүн талд, хоёр микрофонтой интерференцийн загвар нь секундэд 40,000 цикл; баруун дээд, нэг микрофон 3520 cps; баруун доод, 7040 cps дээр нэг микрофон).

Дууны долгион нь өнгөт LED жолоодож, өнгө нь долгионы үе бөгөөд гэрэл нь далайц юм.

X-Y плоттер нь дууны долгионыг дүрслэх, дараалсан долгион дарах машин (SWIM) ашиглан феноменологийн томруулсан бодит байдал ("Real Reality" ™) дээр туршилт хийхэд ашиглагддаг.

ТАЛАРХАЛ:

Бага наснаасаа эхлэн радио долгион, дууны долгионы гэрэл зураг авахуулах хоббитой болсон энэхүү төсөлд тусалсан олон хүмүүст талархал илэрхийлье (https://wearcam.org/par). Райан, Макс, Алекс, Аркин, Сен, Жексон гэх мэт өнгөрсөн болон одоогийн олон оюутнуудад болон MannLab -ийн Кайл, Даниел зэрэг бусад оюутнуудад баярлалаа. Стефани (12 настай), хэт авианы хувиргагчийн үе шат нь санамсаргүй байдлаар ажиглагдаж, тэдгээрийг үе шаттайгаар ангилах аргыг боловсруулахад тусалсанд "Stephative" (Stephanie эерэг) ба "Stegative" -д баярлалаа. (Стефани сөрөг). Аркин, Visionertech, Shenzhen Investment Holdings, профессор Ван (SYSU) -д баярлалаа.

Алхам 1: Долгионыг төлөөлөх өнгийг ашиглах зарчим

Үндсэн санаа бол дууны долгион гэх мэт долгионыг илэрхийлэхийн тулд өнгийг ашиглах явдал юм.

Энд би цахилгаан долгионыг өнгөөр харуулсан энгийн жишээг харж байна.

Энэ нь жишээлбэл Фурье хувиргалт эсвэл бусад долгион дээр суурилсан цахилгаан дохиог нүдээр харах боломжийг бидэнд олгодог.

Би үүнийг [Advance in Machine Vision, 380pp, 1992 оны 4 -р сар] зохиосон номын хавтас болгон ашиглаж, номонд оруулсан зарим бүлгүүдийн хамт ашигласан.

Алхам 2: Дууны өнгийг хөрвүүлэгч болгох

Дууг өнгө болгон хувиргахын тулд бид дуунаас өнгө рүү хөрвүүлэгч бүтээх хэрэгтэй.

Дуу нь миний өмнөх зааварчилгааны зарим хэсэгт, мөн хэвлэгдсэн зарим баримт бичгүүдэд тайлбарласны дагуу дууны долгионы давтамжтай холбоотой түгжигч өсгөгчийн гаралтаас гардаг.

Түгжих өсгөгчийн гаралт нь хоёр терминал дээр гарч ирдэг нарийн төвөгтэй гаралт юм (олон өсгөгч нь гаралтын хувьд BNC холбогчийг ашигладаг), нэг нь "X" (жинхэнэ хэсэг болох фазын бүрэлдэхүүн хэсэг), нөгөө нь "Y" (төсөөллийн хэсэг болох дөрвөлжин бүрэлдэхүүн хэсэг). X ба Y -д байгаа хүчдэлүүд нийлмэл тоог илэрхийлдэг бөгөөд дээрх зураг (зүүн талд) нь нарийн төвөгтэй утгыг өнгөөр харуулсан Аргандын хавтгайг дүрсэлсэн болно. Бид swimled.ino кодын дагуу XY (цогц тоо) -оос RGB (Улаан, Ногоон, Цэнхэр өнгө) болгон хөрвүүлэхийн тулд хоёр аналог оролт, гурван аналог гаралттай Arduino ашигладаг.

Бид эдгээрийг LED гэрлийн эх үүсвэрт RGB өнгөт дохио болгон өгдөг. Үр дүн нь өнгөний дугуйг тойрог хэлбэрээр эргүүлэх бөгөөд гэрлийн чанар нь дохионы хүч (дууны түвшин) юм. Үүнийг дараах байдлаар RGB өнгөт зурагчин руу нарийн тоогоор гүйцэтгэнэ.

Өнгөт зурагчийг нарийн төвөгтэй хэмжигдэхүүнээс ихэвчлэн гомодин хүлээн авагч эсвэл түгжигч өсгөгч эсвэл фазын уялдаа бүхий детектороос гаргадаг. Ихэвчлэн дохионы хэмжээ их байх үед илүү их гэрэл гардаг. Үе шат нь өнгөний өнгөнд нөлөөлдөг.

Эдгээр жишээг авч үзье (IEEE хурлын илтгэлд "Rattletale" -д дурдсанчлан):

1. Хүчтэй эерэг бодит дохиог (өөрөөр хэлбэл X =+10 вольт) тод улаан гэж кодлодог. Сул эерэг эерэг дохио, өөрөөр хэлбэл X =+5 вольтыг бүдэг улаан өнгөөр кодлодог.
2. Тэг гаралт (X = 0 ба Y = 0) нь өөрийгөө хар өнгөөр харуулдаг.
3. Хүчтэй сөрөг бодит дохио (өөрөөр хэлбэл X = -10 вольт) нь ногоон өнгөтэй, харин сөрөг сөрөг бодит (X = -5 вольт) нь бүдэг ногоон өнгөтэй байна.
4. Хүчтэй төсөөлөлтэй эерэг дохио (Y = 10v) нь тод шар өнгөтэй, эерэг бус төсөөлөлтэй (Y = 5v) бүдэг шар өнгөтэй байна.
5. Сөрөг төсөөлөлтэй дохио нь цэнхэр өнгөтэй (жишээ нь: Y = -10v-ийн хувьд тод цэнхэр, Y = -5v-ийн хувьд бүдэг хөх).
6. Ерөнхийдөө үйлдвэрлэсэн гэрлийн хэмжээ нь ойролцоогоор R_ {XY} = / sqrt {X^2+Y^2} хэмжээтэй, мөн өнгөний / Theta = / arctan (Y/X) хэмжээтэй ойролцоо пропорциональ байна. Тиймээс ижил эерэг бодит ба эерэг төсөөллийн дохио (өөрөөр хэлбэл / Тета = 45 градус) нь сул байвал улбар шар өнгөтэй болно, тод улбар шар нь хүчтэй (жишээ нь X = 7.07 вольт, Y = 7.07 вольт), хамгийн тод улбар шар нь маш хүчтэй, өөрөөр хэлбэл X = 10v ба Y = 10v, энэ тохиолдолд R (улаан) ба G (ногоон) LED бүрэлдэхүүн хэсгүүд бүрэн ажиллаж байна. Үүнтэй адил эерэг, бодит ба сөрөг төсөөлөлтэй дохио нь нил ягаан эсвэл ягаан болж хувирдаг. Энэ нь дохионы хэмжээнд тохируулан бүдэг ягаан эсвэл тод ягаан туяа үүсгэдэг. [Link]

Аливаа фазын уялдаа холбоотой детектор, түгжигч өсгөгч эсвэл гомодин хүлээн авагчийн X = нэмэгдсэн бодит байдал, Y = нэмэгдсэн төсөөлөлийн үр дүнг алсын хараа эсвэл үзэл бодлын талбар дээр феноменологийн хувьд нэмэгдсэн бодит байдлыг бүрхэхэд ашигладаг. акустик хариу үйлдэл нь харааны давхарга юм.

Миний XY -ээс RGB хөрвүүлэгчийг хэрэгжүүлэхэд тусалсан миний оюутнуудын нэг Жэксонд онцгой талархал илэрхийлье.

Дээрх нь хялбаршуулсан хувилбар бөгөөд үүнийг би заах, тайлбарлахад хялбар болгох үүднээс хийсэн юм. 1980 -аад оны 90 -ээд оны эхээр миний хийсэн анхны хэрэгжүүлэлт нь өнгөний хүрдийг ойлгомжтой жигд байдлаар байрлуулсан тул илүү сайн ажилладаг. Сайжруулсан XY -ийг RGB болгон хөрвүүлэхийн тулд 1990 -ээд оны эхээр бичсэн Matlab ".m" файлуудыг үзнэ үү.

Алхам 3: RGB "хэвлэх толгой" хийх

"Хэвлэх толгой" нь RGB LED бөгөөд 4 утастай бөгөөд үүнийг XY -RGB хөрвүүлэгчийн гаралттай холбодог.

Зүгээр л 4 утсыг LED -д, нэгийг нийтлэг, нэгийг нь терминал тус бүрт (Улаан, Ногоон, Цэнхэр) холбоно уу.

Хэвлэх толгойг бэлтгэхэд тусалсан миний хуучин оюутан Алекс -д онцгой талархал илэрхийлье.

Алхам 4: XY плоттер эсвэл бусад 3D байршлын системийг олж авах эсвэл бүтээх (Fusion360 линк орсон)

Бидэнд 3D байрлалыг тодорхойлох төхөөрөмж хэрэгтэй. Би XY хавтгайд амархан хөдөлдөг зүйлийг олж авах эсвэл бүтээхийг илүүд үздэг боловч гурав дахь (Z) тэнхлэгт хялбар хөдөлгөөн шаарддаггүй, учир нь энэ нь ховор тохиолддог (учир нь бид ихэвчлэн растераар скан хийдэг). Энд бидэнд байгаа зүйл бол үндсэндээ XY плоттер боловч шаардлагатай бол гуравдахь тэнхлэгийн дагуу зөөх боломжийг олгодог урт төмөр замтай.

Плоттер нь гэрлийн эх үүсвэр (RGB LED) -тэй хамт хөрвүүлэгчийг хөдөлгөж, орон зайг сканнердах бөгөөд харааны зургийн хүрээ тус бүрийг (нэг ба түүнээс дээш) авахын тулд камерын хаалтыг онгойлгох хугацааг онгойлгож өгдөг. жааз, жишээ нь хөдөлгөөнгүй зураг эсвэл киноны файл).

XY-PLOTTER (Fusion 360 файл). Механик нь энгийн; ямар ч XYZ эсвэл XY плоттер хийх болно. Энд бидний ашигладаг плоттер, 2 хэмжээст SWIM (Sequential Wave Imprinting Machine) байна: https://a360.co/2KkslB3 Плоттер нь XY хавтгайд хялбархан хөдөлж, Z-д илүү төвөгтэй замаар хөдөлдөг. 2D дүрсийг гаргаж, дараа нь Z тэнхлэг дээр аажмаар урагшлуулна. Холбоос нь Fusion 360 файлтай холбоотой юм. Бид Fusion 360-ийг ашигладаг бөгөөд энэ нь үүлд суурилсан бөгөөд MannLab Silicon Valley, MannLab Toronto, MannLab Shenzhen хоёрын хооронд 3 цагийн бүсээр хамтран ажиллах боломжийг олгодог. Solidworks үүнийг хийхэд ашиггүй болно! (Бид Solidworks -ийг ашиглахаа больсон, учир нь өмнө нь Solidworks файлуудын янз бүрийн засварыг хавсаргахад маш их цаг зарцуулдаг байсан тул цагийн бүсээр хувилбар салгахад маш олон асуудал гардаг байсан. Бүх зүйлийг нэг дор хадгалах нь маш чухал бөгөөд Fusion 360 үүнийг үнэхээр сайн хийдэг..)

Алхам 5: Түгжих өсгөгчтэй холбогдоно уу

Төхөөрөмж нь тодорхой долгионы давтамжийг харгалзан дууны долгионыг хэмждэг.

Дууны долгионыг орон зайд микрофон эсвэл чанга яригчийг хөдөлгөдөг механизмаар хэмждэг.

Бид хоёр чанга яригчийн хоорондын хөндлөнгийн хэв маягийг микрофоныг зайгаар, RGB LED -ийн хамт хөдөлгөж, гэрэл зургийн хэрэгслийг хөдөлж буй гэрлийн эх үүсвэрт харуулснаар харж болно.

Эсвэл бид чанга яригчийг сансарт хөдөлгөж, сонсох микрофонуудын багтаамжийг зураг авах боломжтой. Энэ нь мэдрэгч (микрофон) -ыг мэдрэх чадварыг мэдэрдэг алдаа цэвэрлэгч хэлбэрийг бий болгодог.

Мэдрэгч мэдрэх чадвар, мэдрэх чадварыг мэдрэх чадварыг мета -хяналт гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг дараахь судалгааны ажилд дэлгэрэнгүй тайлбарласан болно:

Энийг холбож байна:

Энэхүү зааварчилгааны зургуудыг дохио үүсгэгчийг чанга яригч болон түгжигч өсгөгчийн лавлах оролт руу холбож, RGB LED-ийг чанга яригчтай хамт хөдөлгөснөөр авсан болно. Гэрэл зургийн камерыг хөдөлж буй LED -тэй синхрончлохын тулд Arduino -ийг ашигласан.

Энд ашиглагддаг тусгай түгжигч өсгөгч бол SYSU x Mannlab Scientific Outstrument ™ бөгөөд энэ нь бодит байдлыг нэмэгдүүлэх зорилгоор тусгайлан бүтээгдсэн боловч та өөрөө түгжигч өсгөгч хийж болно (миний бага насны хобби бол дууны долгион, радио долгионы зураг авах байсан. -д дурдсанчлан энэ зорилгоор хэд хэдэн түгжигч өсгөгч бүтээжээ

wearcam.org/par).

Та чанга яригч болон микрофоны үүргийг сольж болно. Ийм байдлаар та дууны долгион эсвэл мета дууны долгионыг хэмжих боломжтой.

Феноменологийн бодит байдлын ертөнцөд тавтай морилно уу. Дэлгэрэнгүй мэдээллийг https://arxiv.org/pdf/1804.08386.pdf дээрээс үзнэ үү.

Алхам 6: Гэрэл зургийг зурж, үр дүнгээ хуваалцаарай

Долгионыг хэрхэн яаж гэрэл зурах талаар хурдан гарын авлага авахын тулд миний өмнөх зааварчилгааны заримыг үзнэ үү.

www.instructables.com/id/Seeing-Sound-Wave…

ба

www.instructables.com/id/Abakography-Long-…

Зугаацаж, "Би үүнийг хийлээ" дээр дарж үр дүнгээ хуваалцаарай, би феноменологийн бодит байдлыг хэрхэн хөгжилтэй өнгөрүүлэх талаар бүтээлч тусламж, зөвлөмж өгөхдөө баяртай байх болно.

Алхам 7: Шинжлэх ухааны туршилт хийх

Энд бид жишээлбэл, 6 элементийн микрофон ба 5 элементийн микрофоны массивын харьцуулалтыг харж болно.

Сондгой тооны элементүүд байгаа тохиолдолд бид илүү сайн төв дэлбээтэй болох болно, ингэснээр заримдаа "бага байх тусам илүү их байдаг" (жишээлбэл, цацраг хэлбэржүүлэхийг оролдох үед 5 микрофон заримдаа зургаагаас илүү байдаг).

Алхам 8: Усан доор туршиж үзээрэй

Солонго өнгөний уралдаанд хоёрдугаар байр эзэлсэн