LabView және NI USB-6008 көмегімен Ukelele тюнері: 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Хамбер колледжіндегі LabVIEW & Instrumentation курсының проблемалық негізделген оқу жобасы ретінде (электронды инженерия технологиясы) мен аналогты кірісті алатын укулеле тюнерін құрдым (ukulele жолының тонусы), негізгі жиілікті табады, қандай нотаның тырысып жатқанын шешеді. реттеу керек және пайдаланушыға жолды жоғары немесе төмен реттеу керектігін айтыңыз. Аналогтық кірісті цифрлық кіріске аудару үшін қолданған құрылғы National Instruments USB-6008 DAQ (деректерді жинау құрылғысы) болды және пайдаланушы интерфейсі LabVIEW көмегімен іске асырылды.

1 -қадам: стандартты Ukelele тюнинг

Бірінші қадам - музыкалық ноталардың негізгі жиіліктерін және укулеле ішектері әдетте қандай диапазонда реттелетінін анықтау. Мен осы екі диаграмманы қолдандым және 262 Гц (С) пен 494 Гц (Жоғары В) аралығында дыбыс диапазонын орнатамын деп шештім. Бағдарлама 252 Гц -тен төмен кез келген ойынды ойнауға тырысатынын түсіну үшін тым төмен деп есептеледі, ал 500 Гц -тен жоғары нәрсе тым жоғары болып саналады. Бағдарлама әлі де пайдаланушыға ең жақын шифрланатын жазбадан қанша Гц қашықтықта екенін айтады, ал егер қол жетімді нотаға жету үшін жолды жоғары (төмен) немесе төменге (тым жоғары ескерту) реттеу керек болса.

Сонымен қатар, мен бір нотаға емес, әр нотаға диапазон жасадым, осылайша бағдарламаға қандай нота ойнатылып жатқанын табу оңайырақ болды. Мысалы, бағдарлама пайдаланушыға егер нотада негізгі жиілік 252 Гц (В жартысына дейін) мен 269 Гц (C#жартысына дейін) аралығында болса, C ойнатылып жатқанын айтады, бірақ оны реттеу керектігін шешу үшін. немесе төмен, ол әлі де 262 Гц болатын C негізгі жиілігімен ойналатын нотаны салыстырады.

2 -қадам: Таза сандық теориялық модель құру

Жобаның аналогтық жағына түспес бұрын, мен, ең болмағанда, дыбыстық үлгідегі негізгі өңдеуді орындай алатын LabVIEW бағдарламасын құра алатынымды білгім келді, мысалы, аудио.wav үлгісін оқу, негізгі жиілікті табу және жасау. дыбыстың жоғары немесе төмен реттелуі керектігін білу үшін жиілік диаграммасына қажетті салыстырулар.

Мен LabVIEW -те бар SoundFileSimpleRead. VI бағдарламасын.wav файлын мен белгілеген жолдан оқу үшін қолдандым, сигналды индекстелген массивке қойдым және негізгі жиілікті табу үшін сол сигналды HarmonicDistortionAnalyzer. VI -ге жібердім. Мен сондай -ақ SoundFileSimpleRead. VI сигналын алдым және пайдаланушы алдыңғы панельдегі файлдың толқындық пішінін көруі үшін оны толқын пішіні диаграммасының индикаторына тікелей қостым.

Мен 2 корпус құрылымын жасадым: біреуі қандай нота ойналатынын талдауға, екіншісі жіптің жоғары немесе төмен бұрылуын қажет ететінін анықтау үшін. Бірінші жағдайда мен әр нота үшін диапазондар құрдым, ал егер HarmonicDistortionAnalyzer. VI -ден негізгі жиілік сигналы сол диапазонда болса, ол пайдаланушыға қандай нота ойнатылып жатқанын айтады. Ескертпе анықталғаннан кейін, ойнатылған нотаның мәні нотаның негізгі жиілігімен алынады, содан кейін нәтиже келесі жағдайды анықтайтын екінші жағдайға ауыстырылады: егер нәтиже нөлден жоғары болса, онда жолды баптау қажет; егер нәтиже жалған болса (нөлден жоғары емес), онда жағдай мәннің нөлге тең екендігін тексереді, ал егер ол рас болса, онда бағдарлама пайдаланушыға ескертпенің сәйкес екенін хабарлайды; егер мән нөлге тең болмаса, онда ол нөлден аз болуы керек және жолды реттеу керек дегенді білдіреді. Мен нәтиженің абсолютті мәнін қолданушыға нағыз жазбадан қанша Гц алыс екенін көрсету үшін алдым.

Мен есептегішті үндестіру үшін не істеу керектігін көрнекі түрде көрсету үшін метр көрсеткіші ең жақсы болады деп шештім.

3 -қадам: Әрі қарай, аналогтық схема

Мен бұл жобада қолданған микрофон-CMA-6542PF конденсаторлы электр микрофоны. Бұл микрофонның мәліметтер кестесі төменде. Осы типтегі конденсаторлық микрофондардың көпшілігінен айырмашылығы, мен полярлық туралы алаңдамадым. Деректер кестесі бұл микрофонның жұмыс кернеуі 4,5 - 10В болатынын көрсетеді, бірақ 4,5 В ұсынылады, ал оның шығыны 0,5 мА максималды құрайды, сондықтан оған алдын ала тізбекті жобалау кезінде абай болу керек. Жұмыс жиілігі 20 Гц -тен 20 КГц -ке дейін, бұл дыбыс үшін өте қолайлы.

Мен тақтада преамп схемасының қарапайым дизайнын енгіздім және микрофонда 0,5 мА артық емес екеніне көз жеткізу үшін кернеуді реттедім. Конденсатор электр сигналдарымен (шығысымен) қосылуы мүмкін тұрақты токтың шуын сүзу үшін пайдаланылады, ал конденсатордың полярлығы бар, сондықтан оң ұшын микрофонның шығыс түйреуішіне қосыңыз.

Схема аяқталғаннан кейін мен тізбектің шығысын USB-6008-дің бірінші аналогтық кіріс түйреуішіне (AI0, 2-түйреуіш) жалғадым, ал нан тақтасының жерін аналогтық жерге тұйықтауышқа (GND, 1-штырь) жалғадым. Мен USB-6008-ді компьютерге USB-мен қостым, нақты аналогтық сигналды қабылдау үшін LabVIEW бағдарламасына түзетулер енгізу уақыты келді.

4 -қадам: DAQ Assistant көмегімен аналогтық сигналдарды оқу

SoundFileSimpleRead. VI мен HarmonicDistortionAnalyzer. VI қолданудың орнына мен аналогтық кіріспен жұмыс істеу үшін DAQ Assistant. VI мен ToneMeasurements. VI қолдандым. DAQ Assistant-ті орнату өте қарапайым, және VI-ның өзі сізге қадамдар жасайды. ToneMeasurements. VI көптеген амплитудасы, жиілігі, фазасы бойынша таңдалады, сондықтан мен кіріс тонусының негізгі жиілігін беретін (DAQ Assistant. VI) жиілік шығысын қолдандым. ToneMeasurements. VI шығысы конструкцияларда қолданылмас бұрын оны түрлендіріп, массивке қою керек болды, бірақ LabVIEW бағдарламалау/индикаторларының қалған бөлігі өзгеріссіз қалды.

5 -қадам: Қорытынды

Жоба сәтті болды, бірақ кемшіліктер көп болды. Мен тюнерді шулы аудиторияда басқарған кезде, бағдарламаға шу мен дыбыстың қандай екенін анықтау қиынға соқты. Мүмкін, бұл алдын ала орнатылған схема өте қарапайым және микрофон өте арзан. Тыныш болған кезде, бағдарлама ойнауға тырысатын нотаны анықтау үшін жақсы сенімділікпен жұмыс істеді. Уақыттың шектеулігіне байланысты мен ешқандай қосымша өзгеріс енгізбедім, бірақ егер мен жобаны қайталайтын болсам, мен жақсы микрофон сатып алып, алдын ала схемаға көбірек уақыт жұмсайтын едім.