Música de l’oscil·loscopi: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Introducció: aquest instructiu compleix un requisit per a la part de documentació del projecte d'interfície de microordinadors a la Universitat Estatal d'Utah.

Pas 1: antecedents

Antecedents:

Un oscil·loscopi s’utilitza per visualitzar i mesurar un senyal de tensió que es traça contra el temps. Un oscil·loscopi en mode XY representa un senyal contra un altre senyal semblant a una equació paramètrica. Aquest projecte utilitza un oscil·loscopi en mode XY per mostrar imatges produïdes per un fitxer de so.

Pas 2: idea original

La idea original del projecte era convertir un antic aparell de televisió de tub de raigs catòdics (CRT) en un oscil·loscopi XY i utilitzar-lo per mostrar les imatges. Això es pot fer desconnectant les bobines de deflexió. Quan desconnecteu les bobines horitzontals, apareix una línia vertical i, quan desconnecteu la bobina vertical, apareix una línia horitzontal. Tot el que havia de fer era connectar la font d’àudio a les bobines de deflexió i tindria un oscil·loscopi XY. Malauradament, vaig tenir diversos problemes.

Pas 3: Problemes trobats

Un dels problemes que vaig trobar van ser les característiques de seguretat. El televisor va poder detectar que les bobines de deflexió s’havien desconnectat i no s’encenien. Això és per evitar que el feix d’electrons cremi un forat al fòsfor de la pantalla. Vaig mesurar la resistència de les bobines i hi vaig col·locar una resistència. La resistència es va cremar immediatament per la meitat a causa de les altes tensions. Vaig tornar a intentar-ho amb una resistència de puntuació superior, però tampoc no va funcionar. Vaig llegir alguns fòrums en línia sobre com es podia connectar un altre conjunt de bobines de deflexió al televisor original, així que vaig trobar un altre televisor i vaig connectar la bobina de deflexió a la meva. La impedància no era la mateixa, de manera que no s’encenia. Després d'algunes investigacions més, vaig trobar que els televisors més antics no tenien la funció de seguretat i no els importava si es desconnectaven les bobines de deflexió. Vaig poder trobar un televisor produït el 2000 que semblava funcionar. Vaig poder obtenir algunes formes senzilles a la pantalla, però qualsevol cosa més complicada que un cercle es veuria molt distorsionada. Finalment, aquest televisor va deixar de funcionar i va seguir bufant fusibles.

Vaig poder trobar un petit televisor que es va fabricar el 1994. Aquest televisor funcionava bastant bé, però no vaig poder obtenir l’orientació correcta de la imatge, fins i tot quan vaig canviar els senyals en totes les combinacions. També tenia els mateixos problemes que els altres televisors i no produiria imatges complicades. Després de moltes investigacions, vaig descobrir que el problema era que intentava produir una imatge vectorial en una pantalla ràster. Una visualització ràster és una pantalla que escaneja horitzontalment molt ràpidament i després verticalment a un ritme més lent. Una pantalla vectorial utilitza línies per produir imatges. He trobat tutorials sobre com convertir una visualització ràster en una visualització vectorial, però el procés era perillós i trigaria molt.

Pas 4: Solució

Després de tots aquests problemes, vaig poder trobar una solució força senzilla; un programa d'emulador d'oscil·loscopi XY que prenia l'àudio com a entrada. Un cop vaig trobar aquest programa, vaig passar de centrar-me a crear un oscil·loscopi a crear una manera de produir un fitxer d’àudio a partir d’una imatge per mostrar-lo en un oscil·loscopi.

Emulador d'oscil·loscopi

Pas 5: Detecció de vores i programa Matlab

Aquí teniu un diagrama de flux bàsic del meu programa. Comença amb una imatge que es carrega al programa EdgeDetect.m MATLAB. Aquest programa el converteix en una imatge a escala de grisos i després detecta les vores de la imatge. Les coordenades XY de les vores detectades es col·loquen en dues matrius que es converteixen en un fitxer de so.

Pas 6: Exemple: robot instructable

Aquí teniu un exemple del procés amb el robot instructable. Primer descarregueu una imatge del robot instructables i deseu-la com a "image.png" a la carpeta de treball MATLAB (al mateix lloc que "EdgeDetect.m"). Assegureu-vos que la imatge no tingui res que vulgueu detectar o que pugui afegir un munt de coordenades innecessàries al fitxer de so. Executeu el programa EdgeDetect i la imatge es convertirà a escala de grisos i tingueu les vores detectades i emmagatzemades com a fitxer de so anomenat "vector.wav". A continuació, obriu el fitxer de so a Audacity o a un altre programa d'edició de so. Obriu el programa d’emulador d’oscil·loscopi (enllaç al pas anterior), configureu la freqüència de mostreig a 192000 Hz, premeu Inici, feu clic al botó del micròfon i seleccioneu la línia a l’opció. A Audacity premeu "Maj + barra espaiadora" per reproduir el fitxer de so en bucle. La imatge hauria d'aparèixer a l'emulador de l'oscil·loscopi.

Pas 7: resolució de problemes / fitxers d'exemple

A mesura que desenvolupava aquest programa, vaig haver d’ajustar algunes opcions del programa. A continuació, es detallen algunes coses per comprovar si no funciona:

-Assegureu-vos que la vostra sortida d'àudio s'introdueix a la línia de l'ordinador i que tingueu 2 canals d'àudio separats (esquerra i dreta)

-Si el programa MATLAB no està llegint la imatge, potser haureu d'editar-la en pintura i desar-la en un format diferent.

-A la línia 61 del codi, assegureu-vos d'incloure els números de la pantalla de detecció de vores. El programa sol col·locar un rectangle al voltant de tot el que podeu retallar canviant-lo de "i = 1: longitud (B)" a "i = 2: longitud (B)". A més, si teniu números específics que voleu incloure, però no voleu incloure'ls tots, podeu utilitzar claudàtors per obtenir números específics: "[1 3 6 10 15 17]"

-Si la imatge sembla inestable i les parts es troben arreu, és possible que hagueu de reduir el nombre de mostres ajustant "N" a la línia 76. Com més senzilla sigui la imatge, pot ser més baix N, però hauria de ser més alt si la imatge és complex. Per al robot he utilitzat N = 5.

-També podeu ajustar "Fs" a la línia 86. Com més alta sigui la freqüència de mostreig, millor serà la imatge, però algunes targetes de so no podran gestionar taxes de mostreig més altes. Les cançons modernes tenen un ritme de mostreig d’uns 320000 Hz.