Jam Hellschreiber: 13 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Mikrokontroler kecil diprogramkan untuk menghasilkan serangkaian nada yang, ketika dimasukkan ke kad suara PC dan diproses oleh program penganalisis spektrum, menampilkan gambar dari waktu semasa.

Langkah 1: Perisian Makmal Spektrum

Semua kerja keras menganalisis dan menampilkan nada dilakukan oleh sekeping perisian percuma, "Spectrum Lab" yang ditulis oleh peminat Radio Amatur, DL4YHF. Ia menganalisis suara yang dimasukkan melalui kad suara dan memaparkan hasilnya sebagai gambar.

Jenis paparan yang digunakan di sini disebut paparan "air terjun", dan diset untuk bergulir dari kanan ke kiri. Ini secara tradisional bergulir dari atas ke bawah, dan dengan itu istilah, air terjun. Program ini digunakan oleh amatur untuk berkomunikasi di sekitar bumi dengan pecahan watt, antara lain. Ini adalah program yang sangat mampu, dan memiliki banyak tetapan yang harus disesuaikan tepat untuk menghasilkan tampilan yang bagus. Istilah "Hellschreiber" berasal dari bidang telegrafi, suatu waktu dahulu, dan secara harfiah bermaksud menulis dengan cahaya. Paparan yang ditunjukkan pada pengenalan adalah plot intensiti frekuensi terhadap masa. Mikrokontroler diprogramkan untuk menghasilkan rangkaian nada, sehingga gambar maklumat dicat oleh program ini. Mod ini didefinisikan sebagai "Hellschreiber multi tone berurutan" dan digunakan untuk berkomunikasi jarak jauh menggunakan peralatan pemancar yang agak sederhana.

Langkah 2: Masa Sebagai Urutan Kekerapan

Tangkapan skrin ini menunjukkan tangkapan dari jam yang menghantar maklumat detik berurutan. Sebenarnya ini palsu, kerana setiap set digit memerlukan beberapa saat untuk dihasilkan dan paparan meliputi selang waktu yang lebih besar daripada tiga saat yang disarankan.

Pola titik yang dilihat di atas garis digit adalah disebabkan oleh harmonik nada: mikrokontroler menghasilkan nada dengan menukar garis pelabuhan ke bekalan atau tanah, dan gelombang segi empat yang dihasilkan mempunyai banyak harmonik. Oleh kerana ini secara langsung dimasukkan ke kad suara, paparan akan menunjukkan semua harmonik ini bersama dengan frekuensi asas yang diinginkan. Oleh kerana mengatur gelombang sinus yang murni adalah sukar, maka perbezaan antara frekuensi maksimum dan minimum yang digunakan untuk paparan harus diatur agar kurang dari satu oktaf. Dengan kata lain, frekuensi maksimum mestilah kurang dari dua kali ganda daripada frekuensi minimum.

Langkah 3: Paparkan Setiap Sepuluh Kedua

Paparan yang ditunjukkan dalam gambar lebih realistik dari jenis prestasi yang dapat diperoleh dari jam: Kemas kini setiap sepuluh saat.

Digit telah diprogramkan agar jaraknya lebih baik, secara visual. Semua program yang menghasilkan paparan ini telah dimasukkan ke dalam fail zip pada langkah terakhir ini. Gambarajah litar dimasukkan dalam bentuk ASCII dalam fail asm. Mikrokontroler adalah Microchip 12F510, mikrokontroler lapan plumbum yang dicatat pada 32.768 KHz menggunakan kristal kecil dari jam tangan yang tidak berfungsi. Hanya satu jalur output yang digunakan, meninggalkan dua baris I / O dan satu baris input percuma untuk kegunaan lain.

Langkah 4: Bentuk gelombang

Kedua-dua tokoh menunjukkan bentuk gelombang yang masuk ke kad suara untuk memungkinkan paparan ini.

Yang pertama menunjukkan ketujuh frekuensi output secara berurutan, dan frekuensi pertama sekali lagi. Ini adalah digit "1", larian tujuh frekuensi yang menyebabkan garis menegak, dan yang terakhir adalah sebelah kanan pangkalan. Yang kedua menunjukkan bagaimana jurang menyebabkan ruang kosong di paparan. Sekiranya ruang tertentu dalam matriks dot membentuk watak kosong, frekuensi yang sesuai tidak dihantar semasa slot waktunya, sehingga membentuk watak dengan bintik cahaya dan ruang kosong.

Langkah 5: Memaparkan Bitmap sewenang-wenangnya

Memaparkan waktu, atau data alfanumerik seperti itu, baik-baik saja, tetapi kadang-kadang kita mungkin ingin mempunyai paparan cantik dari beberapa perkara rawak.

Ini dapat dilakukan, seperti yang akan dibincangkan dan ditunjukkan. Saya akan menulis program yang menampilkan baris teks "Instructables" sebagai bitmap, dan robot instruksional, dengan grafik 24 piksel tinggi. Pertama, gambar yang diperlukan mesti didigitalkan. Langkah awal adalah menariknya pada kertas graf. "Instructables" ditulis menggunakan font setinggi lima piksel. Oleh kerana ini disebarkan sebagai bitmap, saya telah menjalankan surat bersama seboleh-bolehnya tanpa merosakkan keterbacaan. Imej robot instruksional dikecilkan menjadi 24 piksel secara menegak dan kemudian saya menandakan garis besarnya dengan titik, dan menambahkan beberapa titik di bahagian dalam juga. Saya rasa orang akan mengenali robot itu, terutamanya jika anda memberitahu mereka bahawa itulah yang sepatutnya.

Langkah 6: Mendigitalkan "Instructables"

Gambar menunjukkan bagaimana peta bit baris teks didigitalkan.

Mengambil lajur paling kiri, misalnya, semua pikselnya berwarna hitam. Jadi mereka semua satu: 11111 Kami berkelompok dengan empat, membuat dua nibbles: 1 1111 Kedua-dua ini kemudian dinyatakan sebagai heksadesimal, untuk perwakilan padat: 1 F Oleh kerana wataknya tinggi lima bit, digit pertama akan menjadi sama 0 atau 1, dan digit kedua ialah 0-1, AF. Bahagian bawah dianggap sebagai akhir yang lebih ketara. Lajur kedua kosong, jadi semua sifar: 00 hex. Lajur ketiga mempunyai tiga yang pertama diikuti oleh dua sifar: 1 1100 -> 1 C Dan seterusnya terus berjalan, hingga akhir. Ini semua dimasukkan ke dalam fail termasuk, yang disebut "instruktif.inc". Oleh itu, dengan mengubah baris yang menentukan file include dalam program utama, anda dapat mengubah bitmap yang ditampilkan. Sekiranya anda membuat bimap lain yang menunjukkan nama anda, misalnya, anda boleh memasukkannya ke dalam fail "yourname.inc" dan memanggilnya dalam program utama.

Langkah 7: Paparan Hasil

Ia berfungsi, seperti yang anda lihat dengan gambar yang dihasilkan di skrin.

Perisian Spectrum Lab membolehkan anda memilih warna dan warna paparan, jadi dengan pemilihan yang bijak anda dapat memaparkan teks yang sangat indah menggunakan program ini.

Langkah 8: Urutan Kekerapan

Mari kita perhatikan lebih dekat bagaimana imej itu terbentuk.

Gambar pertama di bawah menunjukkan urutan frekuensi yang dikeluarkan oleh mikro, dengan resolusi masa yang singkat. Ini dengan jelas menunjukkan sifat nada nada, kerana nada yang membentuk titik dipancarkan secara berurutan. Anda juga dapat melihat mengapa watak membentuk semua cerun ke kanan. Yang kedua menunjukkan paparan yang sama, dengan tetapan penapis yang berbeza. Resolusi masa penapis ini dikurangkan, sehingga titik-titik nampaknya memerlukan lebih banyak masa. Smear mendatar yang dihasilkan mempunyai hasil menjadikan teks lebih senang dibaca. Suatu isyarat harus mempunyai pengaturan program yang sesuai sebelum dipaparkan sebagai gambar yang dapat dikenali.

Langkah 9: Mendigitalkan Robot

Robot ini tingginya 24 bit, dan tidak sesuai dengan satu perkataan lapan bit. Teknik yang berbeza digunakan untuk mendigitalkan robot, kali ini meminjam dari program yang digunakan untuk "kad ucapan muzik" yang diperintahkan.

Oleh kerana gambar dibentuk oleh urutan nada, program muzik harus dapat menampilkan robot, dengan syarat robot diberi makan sebagai urutan frekuensi untuk ditukarkan menjadi muzik. Gambar menunjukkan robot, baris yang dilabelkan dengan nilai kelewatan untuk dimasukkan ke dalam program muzik. Nilai-nilai ini sedikit diubah dan tersedia sebagai robot.asm penyenaraian dan ia menghasilkan paparan robot yang hampir dikenali.

Langkah 10: Robot di Skrin Komputer

Burungnya … Ini kapal terbang … Ini adalah piring terbang martian …

Ini adalah robot yang boleh diajar.

Langkah 11: Perkakasan

Gambar menunjukkan gambar dan gambarajah litar mikrokontroler yang menghasilkan gambar-gambar ini.

Ia adalah mikrokontroler lapan pin, 12F510, yang dihasilkan oleh microchip. Kabel yang disaring di sebelah kiri menyambung ke kad suara komputer. Penyambung di sebelah kanan menghubungkan ke pengaturcara, dan juga membekalkan kuasa. Tanpa mencabut apa-apa atau mengubah sambungan, mikrokontroler dapat dihapus dan diprogramkan semula melalui ICSP hanya dengan menjalankan program yang sesuai di komputer.

Langkah 12: Prinsipnya

Angka itu menunjukkan prinsip di sebalik menampilkan matriks titik yang membentuk watak. Urutan nada yang meningkat membentuk bentuk gelombang tangga, yang, diulang pada selang waktu tertentu, membentuk gigi gergaji merentasi jalur frekuensi yang membentuk watak. Saya mempunyai sebelumnya boleh diarahkan, https://www.instructables.com/id/Oscilloscope-clock/, ketika memaparkan waktu pada osiloskop. Prinsipnya serupa, kecuali yang sebelumnya menggunakan tahap voltan dan yang ini menggunakan kekerapan. Perbezaannya ialah tahap voltan sangat sukar untuk ditampilkan menggunakan kad suara, dan hampir setiap program yang memaparkan tahap voltan tidak memaparkannya dalam mod yang menjadikan watak kelihatan. Setiap watak dipaparkan sebagai turutan lajur setinggi tujuh piksel. Sekiranya piksel paling bawah harus menyala, frekuensi yang sesuai dengannya dihidupkan untuk jangka masa yang singkat. Sekiranya "jam osiloskop", tahap voltan tertentu ditahan untuk masa itu. Sekiranya piksel itu gelap, nada tidak dibuat sama sekali, atau, tahap pengosongan dihantar sebaliknya. Oleh kerana frekuensi ini (atau tahap voltan) dihantar secara berurutan, satu demi satu, mereka tidak membentuk garis menegak. Mereka membentuk garis yang condong ke kanan. Adalah mungkin untuk mengirim bit ke arah terbalik, dan kemudian watak yang dihasilkan akan condong ke kiri. Ini kelihatan tidak wajar, oleh itu susunan sekarang lebih disukai. Jenis Hellschreiber lain, yang menghantar semua nada pada masa yang sama, mampu menghasilkan watak menegak yang sempurna. Oleh kerana ini memerlukan penghasilan semua nada pada masa yang sama, tanpa herotan, tidak mungkin untuk menerapkannya dengan cara yang mudah menggunakan satu mikrokontroler tunggal.