Musique d'oscilloscope : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Introduction:Ce Instructable est de remplir une exigence pour la partie documentation du projet d'interfaçage de micro-ordinateur à l'Utah State University.

Étape 1: Contexte

Fond:

Un oscilloscope est utilisé pour afficher et mesurer un signal de tension qui est tracé en fonction du temps. Un oscilloscope en mode XY trace un signal par rapport à un autre signal, comme une équation paramétrique. Ce projet utilise un oscilloscope en mode XY pour afficher des images produites par un fichier son.

Étape 2: Idée originale

L'idée originale du projet était de convertir un ancien téléviseur à tube cathodique (CRT) en un oscilloscope XY et de l'utiliser pour afficher les images. Cela peut être fait en déconnectant les bobines de déviation. Lorsque vous déconnectez les bobines horizontales, une ligne verticale apparaît et lorsque vous déconnectez la bobine verticale, une ligne horizontale apparaît. Tout ce que j'avais à faire était de connecter la source audio aux bobines de déviation et j'aurais un oscilloscope XY. Malheureusement, j'ai rencontré plusieurs problèmes.

Étape 3: Problèmes rencontrés

L'un des problèmes que j'ai rencontrés était les dispositifs de sécurité. Le téléviseur a pu détecter que ses bobines de déviation avaient été déconnectées et ne s'allumaient pas. C'est pour empêcher le faisceau d'électrons de brûler un trou dans le phosphore sur l'écran. J'ai mesuré la résistance des bobines et placé une résistance à travers elle. La résistance a immédiatement brûlé en deux à cause des hautes tensions. J'ai réessayé en utilisant une résistance plus élevée, mais cela n'a pas fonctionné non plus. J'ai lu des forums en ligne sur la façon dont un autre ensemble de bobines de déviation pouvait être connecté au téléviseur d'origine, alors j'ai trouvé un autre téléviseur et j'ai connecté sa bobine de déviation au mien. L'impédance n'était pas la même, donc il ne s'est pas allumé. Après quelques recherches supplémentaires, j'ai découvert que les anciens téléviseurs n'avaient pas la fonction de sécurité et ne se souciaient pas de savoir si leurs bobines de déviation étaient déconnectées. J'ai pu trouver un téléviseur produit en 2000 qui semblait fonctionner. J'ai pu obtenir des formes simples à l'écran, mais tout ce qui est plus compliqué qu'un cercle serait fortement déformé. Finalement, ce téléviseur a cessé de fonctionner et les fusibles n'arrêtaient pas de sauter.

J'ai pu trouver un petit téléviseur fabriqué en 1994. Ce téléviseur fonctionnait plutôt bien, mais je n'étais pas en mesure d'obtenir la bonne orientation de l'image, même lorsque je changeais les signaux dans toutes les combinaisons. Il avait également les mêmes problèmes que l'autre téléviseur et ne produisait pas d'images compliquées. Après de nombreuses recherches, j'ai découvert que le problème était que j'essayais de produire une image vectorielle sur un écran raster. Un affichage raster est un écran qui balaye horizontalement très rapidement, puis verticalement à une vitesse plus lente. Un affichage vectoriel utilise des lignes pour produire des images. J'ai trouvé des tutoriels sur la façon de convertir un affichage raster en un affichage vectoriel, mais le processus était dangereux et prendrait beaucoup de temps.

Étape 4: Résolution

Après tous ces problèmes, j'ai pu trouver une solution assez simple; un programme d'émulation d'oscilloscope XY qui prenait l'audio comme entrée. Une fois que j'ai trouvé ce programme, je suis passé de la création d'un oscilloscope à la création d'un moyen de produire un fichier audio à partir d'une image à afficher sur un oscilloscope.

Émulateur d'oscilloscope

Étape 5: Détection des contours et programme Matlab

Voici un organigramme de base de mon programme. Il commence par une image qui est chargée dans le programme EdgeDetect.m MATLAB. Ce programme la convertit en une image en niveaux de gris, puis détecte les bords de l'image. Les coordonnées XY des contours détectés sont placées dans deux tableaux qui sont convertis en un fichier son.

Étape 6: Exemple: Robot Instructables

Voici un exemple du processus avec le robot instructables. Téléchargez d'abord une image du robot instructables et enregistrez-la sous le nom "image.png" dans votre dossier de travail MATLAB (au même endroit que "EdgeDetect.m"). Assurez-vous que l'image n'a rien que vous vouliez détecter ou cela pourrait ajouter un tas de coordonnées inutiles dans votre fichier son. Exécutez le programme EdgeDetect et l'image sera convertie en niveaux de gris, et ses bords seront détectés et stockés sous forme de fichier son nommé "vector.wav". Ensuite, ouvrez le fichier son dans Audacity ou un autre programme d'édition de son. Ouvrez votre programme d'émulation d'oscilloscope (lien à l'étape précédente), réglez la fréquence d'échantillonnage sur 192 000 Hz, appuyez sur Démarrer, cliquez sur le bouton du microphone et sélectionnez l'option de ligne. Dans Audacity, appuyez sur "shift + barre d'espace" pour lire le fichier son en boucle. L'image doit apparaître sur l'émulateur d'oscilloscope.

Étape 7: Dépannage/fichiers d'exemple

Au fur et à mesure que je développais ce programme, j'ai dû ajuster certains paramètres du programme. Voici quelques éléments à vérifier si cela ne fonctionne pas:

-Assurez-vous que votre sortie audio est alimentée dans votre ligne sur votre ordinateur et que vous avez 2 canaux audio séparés (gauche et droit)

-Si l'image n'est pas lue par le programme MATLAB, vous devrez peut-être la modifier dans Paint et l'enregistrer sous un format différent.

-Sur la ligne 61 du code, assurez-vous d'inclure les chiffres de l'écran de détection de bord. Le programme place généralement un rectangle autour de l'ensemble que vous pouvez découper en le changeant de "i=1:length(B)" à "i=2:length(B)". De plus, si vous souhaitez inclure des nombres spécifiques, mais que vous ne souhaitez pas tous les inclure, vous pouvez utiliser des crochets pour obtenir des nombres spécifiques: "[1 3 6 10 15 17]"

-Si l'image semble tremblante et que les parties sont partout, vous devrez peut-être réduire le nombre d'échantillons en ajustant "N" à la ligne 76. Plus l'image est simple, plus le N peut être bas, mais il devrait être plus élevé si l'image est complexe. Pour le robot, j'ai utilisé N=5.

-Vous pouvez également régler "Fs" sur la ligne 86. Plus le taux d'échantillonnage est élevé, meilleure sera l'image, mais certaines cartes son ne seront pas en mesure de gérer des taux d'échantillonnage plus élevés. Les chansons modernes ont un taux d'échantillonnage d'environ 320 000 Hz.