Ura Hellschreiber: 13 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Majhen mikrokrmilnik je programiran za oddajanje vrste tonov, ki ob vnosu na zvočno kartico računalnika in obdelavi s programom za analizo spektra prikaže sliko trenutnega časa.

1. korak: programska oprema Spectrum Lab

Vse težko delo pri analizi in prikazu tonov opravlja del brezplačne programske opreme, "Spectrum Lab", ki jo je napisal amaterski radijski navdušenec DL4YHF. Analizira zvok, ki se vnaša prek zvočne kartice, in prikaže rezultat kot sliko.

Vrsta prikaza, ki se tukaj uporablja, se imenuje "slap" in je nastavljen za pomikanje od desne proti levi. Tradicionalno se pomika od zgoraj navzdol in od tod tudi izraz slap. Ta program amaterji med drugim uporabljajo za komunikacijo na pol poti po zemlji z delčki vata. To je zelo zmogljiv program in ima številne nastavitve, ki jih je treba prilagoditi, da dobimo dober prikaz. Izraz "Hellschreiber" je nastal na področju telegrafije že dolgo nazaj in dobesedno pomeni pisanje s svetlobo. Zaslon, prikazan na uvodu, je grafikon intenzivnosti frekvence glede na čas. Mikrokrmilnik je programiran za ustvarjanje vrste tonov, tako da ta program nariše podobo informacij. Ta način je opredeljen kot "zaporedni večtonski Hellschreiber" in se uporablja za komunikacijo na dolge razdalje z uporabo razmeroma preproste oddajne opreme.

2. korak: Čas kot zaporedje frekvenc

Ta posnetek zaslona prikazuje zajem iz ure, ki pošilja podatke o sekundah v zaporedju. Pravzaprav je to lažno, saj za ustvarjanje vsakega niza števk traja nekaj sekund, zato prikazi zajemajo daljši časovni interval od predlaganih treh sekund.

Vzorec pik, vidnih nad črto številk, je posledica harmonij tonov: mikrokrmilnik generira tone s preklopom vratne linije na napajanje ali tla, nastali pravokotni val pa ima veliko harmonikov. Ker se ta neposredno napaja na zvočno kartico, bo na zaslonu prikazana vsa harmonika skupaj z želeno osnovno frekvenco. Ker je urejanje čistega sinusnega vala težko, je treba tako razliko med največjo in najmanjšo frekvenco, uporabljeno za prikaz, urediti tako, da je manjša od oktave. Z drugimi besedami, največja frekvenca mora biti manj kot dvakratna od najmanjše frekvence.

3. korak: Prikažite vsako deseto sekundo

Zaslon, prikazan na sliki, je bolj realističen glede na zmogljivost, ki jo je mogoče doseči z uro: posodobite vsakih deset sekund.

Številke so programirane tako, da so vizualno lepše. Vsi programi, ki so ustvarili te zaslone, so bili vključeni v datoteko zip v zadnjem koraku tega navodila. Shema vezja je vključena v obliki ASCII v datotekah asm. Mikrokrmilnik je bil Microchip 12F510, osemvodilni mikrokrmilnik, ki je deloval pri 32,768 KHz z majhnim kristalom iz neaktivne ure. Uporabljena je bila samo ena izhodna linija, pri čemer sta dve V/I liniji in ena vhodna linija prosti za druge namene.

Korak: Valovne oblike

Dve sliki prikazujeta vrsto valov, ki gredo v zvočno kartico, da omogočijo te zaslone.

Prva prikazuje vseh sedem frekvenc, ki se oddajajo zaporedno, prva pa spet. To je številka "1", niz sedmih frekvenc, ki povzročajo navpično črto, in zadnja na desni strani baze. Drugi prikazuje, kako vrzeli povzročijo prazna mesta na zaslonu. Če je določen prostor v matrični piki, ki tvori znak, prazen, se ustrezna frekvenca v svojem časovnem razponu ne pošlje, s čimer se oblikuje znak s svetlimi pikami in praznim prostorom.

5. korak: Prikaz poljubnih bitnih slik

Prikaz časa ali drugih alfanumeričnih podatkov je v redu, včasih pa bi si morda želeli lepo prikazati nekaj naključnih stvari.

To je mogoče storiti, o čemer se bo razpravljalo in pokazalo. Napisal bom programe, ki vrstico besedila "Instructables" prikazujejo kot bitno sliko, robota za poučevanje pa kot grafiko visoko 24 slikovnih pik. Najprej je treba zahtevane slike digitalizirati. Prvi korak je, da jih narišete na graf papir. "Instructables" je bil napisan s pisavo visoko pet pikslov. Ker se to prenaša kot bitna slika, sem skupaj, kjer koli je mogoče, črkal črke, ne da bi pri tem uničil čitljivost. Slika robota z navodili je bila navpično skrčena na 24 slikovnih pik, nato pa sem njen obris označil s pikami in dodal nekaj pik tudi v notranjost. Mislim, da bodo ljudje prepoznali robota, še posebej, če jim boste vnaprej povedali, da naj bi to bil.

6. korak: Digitalizacija "navodil"

Slika prikazuje, kako je bitna slika vrstice besedila digitalizirana.

Če na primer vzamete skrajni levi stolpec, so vse njegove slikovne pike črne. Torej so vsi eno: 11111 Združimo se po štirih in naredimo dva grizljaja: 1 1111 Ti dve sta nato izraženi kot šestnajstiški, za kompaktno predstavitev: 1 F Ker so znaki visoki pet bitov, bo prva številka bodisi 0 ali 1, druga številka pa 0-1, AF. Dno je pomembnejši konec. Drugi stolpec je prazen, zato je vse nič: 00 šestnajst. Tretji stolpec ima prve tri, ki jim sledita dve ničli: 1 1100 -> 1 C In tako naprej, vse do konca. Vse to je stisnjeno v datoteko za vključitev, imenovano "instructlables.inc". Tako lahko s spremembo vrstice, ki določa datoteko include v glavnem programu, spremenite prikazano bitno sliko. Če na primer naredite še en bimap, ki prikazuje vaše ime, ga lahko vnesete v datoteko "yourname.inc" in jo pokličete v glavnem programu.

7. korak: Prikaz rezultatov

Deluje, kot lahko vidite po nastali sliki na zaslonu.

S programsko opremo Spectrum Lab lahko izbirate barve in odtenke zaslona, zato lahko s preudarno izbiro prikažete zelo lepo besedilo s tem programom.

8. korak: Zaporedje frekvenc

Poglejmo si podrobneje, kako je nastala ta podoba.

Prva slika spodaj prikazuje zaporedje frekvenc, ki jih oddaja mikro, s kratko časovno ločljivostjo. Jasno prikazuje stopničasto naravo tonov, saj se toni, ki sestavljajo pike, oddajajo v zaporednem zaporedju. Prav tako lahko vidite, zakaj so znaki oblikovali vse pobočje v desno. Drugi prikazuje isti zaslon z drugačno nastavitvijo filtra. Časovna ločljivost tega filtra se zmanjša, tako da pike zavzamejo več časa. Nastali vodoravni madež ima za posledico lažje branje besedila. Signal mora imeti ustrezno nastavitev programa, preden se prikaže kot prepoznavna slika.

9. korak: Digitalizacija robota

Robot je visok 24 bitov in se zato ne ujema z eno osem -bitno besedo. Za digitalizacijo robota so uporabili drugačno tehniko, tokrat si je sposodili program, ki je bil uporabljen za "glasbeno voščilnico".

Ker je slika sestavljena iz zaporedja tonov, bi moral biti glasbeni program sposoben prikazati robota, pod pogojem, da se mu robot napaja kot zaporedje frekvenc, ki jih je treba pretvoriti v glasbo. Na sliki je prikazan robot, vrstice z vrednostmi zakasnitve, ki jih je treba priključiti v glasbeni program. Te vrednosti so bile nekoliko spremenjene in so na voljo kot seznam robot.asm, kar je povzročilo skoraj prepoznaven prikaz robota.

10. korak: Robot na računalniškem zaslonu

To je ptica … To je letalo … To je marsovski leteči krožnik …

To je robot z navodili.

11. korak: Strojna oprema

Slike prikazujejo fotografijo in diagram vezja mikrokrmilnika, ki proizvaja te slike.

Gre za osem -polni mikrokrmilnik 12F510, ki ga proizvaja mikročip. Pregledani kabel na levi se poveže z zvočno kartico računalnika. Priključek na desni se poveže s programerjem in napaja. Ne da bi kar koli odklopili ali spremenili povezav, lahko mikrokrmilnik izbrišete in ponovno programirate prek ICSP, tako da v računalniku zaženete ustrezne programe.

12. korak: Načelo

Na sliki je prikazano načelo prikaza matrike pik, ki sestavljajo znake. Zaporedje naraščajočih tonov tvori stopničasto obliko, ki ponavljajoča se v določenih časovnih presledkih tvori žago v pasu frekvenc, ki tvorijo lik. navodila, https://www.instructables.com/id/Oscilloscope-clock/, za prikaz časa na osciloskopu. Načelo je podobno, le da je prejšnji uporabil napetostne ravni, ta pa frekvenco. Razlika je v tem, da je napetost zelo težko prikazati z zvočno kartico in skoraj vsak program, ki prikazuje napetostne ravni, je ne prikaže v načinu zaradi česar so znaki vidni. Vsak znak je prikazan kot zaporedje stolpcev visoko sedem pikslov. Če je potrebno osvetliti spodnjo slikovno piko, se za kratek čas vklopi ustrezna frekvenca. V primeru "ure osciloskopa" se za ta čas zadrži določena raven napetosti. Če naj bo ta slikovna pika temna, ton sploh ne nastane ali pa se namesto tega pošlje prazna raven. Ker se te frekvence (ali napetostne ravni) pošiljajo zaporedno, ena za drugo, ne tvorijo navpične črte. Oblikujejo črto, ki se nagiba v desno. Te bite je mogoče poslati v obratni smeri, nato pa se nastali znaki nagnejo v levo. To je videti nenaravno, zato je današnja ureditev prednostna. Druga vrsta hellschreiberja, ki pošilja vse tone hkrati, lahko ustvari popolnoma navpične znake. Ker to zahteva ustvarjanje vseh tonov hkrati, brez popačenj, tega ni mogoče preprosto izvesti z enim samim mikrokrmilnikom.