En este proyecto vamos a realizar un circuito Clapper utilizando el concepto de ADC (Conversión Analógica a Digital) en ARDUINO UNO. Usaremos un MIC y Uno para sentir el sonido y activar una respuesta. Este interruptor Clap ON Clap OFF básicamente enciende o apaga el dispositivo, utilizando el sonido de aplauso, como interruptor. Hemos construido previamente el interruptor Clap y el interruptor Clap ON Clap OFF, usando 555 Timer IC.
Al aplaudir habrá una señal máxima en el MIC que es mucho más alta de lo normal, esta señal se alimenta al amplificador, a través de un filtro de paso alto. Esta señal de voltaje amplificada se alimenta al ADC, que convierte este alto voltaje en un número. Entonces habrá un pico en la lectura de ADC de la UNO. En esta detección de picos, cambiaremos un LED en el tablero, en cada aplauso. Este proyecto se ha explicado en detalle a continuación.
MIC o Micrófono es un transductor de detección de sonido, que básicamente convierte la energía del sonido en energía eléctrica, por lo que con este sensor tenemos el sonido como voltaje cambiante. Por lo general, grabamos o detectamos el sonido a través de este dispositivo. Este transductor se utiliza en todos los teléfonos móviles y portátiles. Un micrófono típico parece,
Determinación de la polaridad del micrófono de condensador:
MIC tiene dos terminales, uno positivo y otro negativo. La polaridad del micrófono se puede encontrar usando un multímetro. Tome la sonda positiva de Multi-Meter (ponga el medidor en modo de PRUEBA DE DIODOS) y conéctelo a una terminal de MIC y la sonda negativa a la otra terminal de MIC. Si obtiene las lecturas en la pantalla, entonces el terminal positivo (MIC) está en el terminal negativo del multímetro. O simplemente puede encontrar los terminales mirándolo, el terminal negativo tiene dos o tres líneas de soldadura, conectadas a la carcasa metálica del micrófono. Esta conectividad, desde el terminal negativo hasta su caja de metal, también se puede probar usando un probador de continuidad, para encontrar el terminal negativo.
Componentes requeridos:
Hardware:
ARDUINO UNO, fuente de alimentación (5v), un micrófono de condensador (explicado arriba)
Transistor NPN 2N3904,
Condensadores de 100 nF (2 piezas), un condensador de 100 uF,
Resistencia de 1K Ω, resistencia de 1MΩ, resistencia de 15KΩ (2 piezas), un LED,
Y protoboard y cables de conexión.
Software: Arduino IDE - Arduino todas las noches.
Diagrama de circuito y explicación de trabajo:
El diagrama de circuito del circuito de la chapaleta se muestra en la siguiente figura:
Hemos dividido el trabajo en cuatro partes, esto es: Filtración, Amplificación, Conversión analógico-digital y programación para alternar el LED.
Siempre que hay sonido, el MIC lo recoge y lo convierte en voltaje, lineal a la magnitud del sonido. Entonces, para un sonido más alto, tenemos un valor más alto y para un sonido más bajo, tenemos un valor más bajo. Este valor se alimenta primero al filtro de paso alto para su filtración. Luego, este valor filtrado se alimenta al transistor para amplificación y el transistor proporciona la salida amplificada en el colector. Esta señal de colector se alimenta al canal ADC0 de la UNO, para conversión de analógico a digital. Y, por último, Arduino está programado para alternar el LED, conectado en el PIN 7 de PORTD, cada vez que el canal ADC A0 va más allá de un nivel particular.
1. Filtración:
En primer lugar, hablaremos brevemente sobre el filtro de paso alto RC, que se ha utilizado para filtrar los ruidos. Es fácil de diseñar y consta de una sola resistencia y un solo condensador. Para este circuito no necesitamos muchos detalles, así que lo haremos sencillo. Un filtro de paso alto permite que las señales de alta frecuencia pasen de la entrada a la salida, en otras palabras, la señal de entrada aparece en la salida si la frecuencia de la señal es mayor que la frecuencia prescrita del filtro. Por ahora, no debemos preocuparnos por estos valores porque aquí no estamos diseñando un amplificador de audio. En el circuito se muestra un filtro de paso alto.
Después de este filtro, la señal de voltaje se alimenta al transistor para su amplificación.
2. Amplificación:
El voltaje de MIC es muy bajo y no se puede alimentar a UNO para ADC (Conversión analógica a digital), por lo que para esto diseñamos un amplificador simple usando un transistor. Aquí hemos diseñado un amplificador de transistor único para amplificar los voltajes MIC. Esta señal de voltaje amplificada se alimenta además al canal ADC0 de Arduino.
3. Conversión de analógico a digital:
ARDUINO tiene 6 canales ADC. Entre ellos, cualquiera o todos se pueden utilizar como entradas para voltaje analógico. El ADC UNO tiene una resolución de 10 bits (por lo que los valores enteros de (0- (2 ^ 10) 1023)). Esto significa que asignará voltajes de entrada entre 0 y 5 voltios en valores enteros entre 0 y 1023. Entonces, para cada (5/1024 = 4,9 mV) por unidad.
Ahora, para que UNO convierta la señal analógica en señal digital, necesitamos usar el canal ADC de ARDUINO UNO, con la ayuda de las siguientes funciones:
1. analogRead (pin); 2. analogReference ();
Los canales UNO ADC tienen un valor de referencia predeterminado de 5V. Esto significa que podemos dar un voltaje de entrada máximo de 5 V para la conversión de ADC en cualquier canal de entrada. Dado que algunos sensores proporcionan voltajes de 0-2,5 V, por lo que con una referencia de 5 V, obtenemos menor precisión, por lo que tenemos una instrucción que nos permite cambiar este valor de referencia. Entonces, para cambiar el valor de referencia, tenemos "analogReference ();"
En nuestro circuito, hemos dejado este voltaje de referencia por defecto, por lo que podemos leer el valor del canal ADC 0, llamando directamente a la función "analogRead (pin);", aquí "pin" representa el pin donde conectamos la señal analógica, en este caso sería “A0”. El valor de ADC se puede tomar en un número entero como “int sensorValue = analogRead (A0); ”, Mediante esta instrucción el valor de ADC se almacena en el entero“ sensorValue ”. Ahora, tenemos el valor del transistor en forma digital, en la memoria de UNO.
4. Programe Arduino para alternar el LED en cada Clap:
En casos normales, el MIC proporciona señales normales y, por lo tanto, tenemos valores digitales normales en el UNO, pero al aplaudir un pico proporcionado por el MIC, con esto tenemos un valor digital máximo en el UNO, podemos programar el UNO para alternar un LED ENCENDIDO y APAGADO siempre que haya un pico. Entonces, en la primera palmada, el LED se enciende y permanece encendido. En la segunda palmada, el LED se apaga y permanece apagado hasta la siguiente palmada. Con esto tenemos el circuito de badajo. Verifique el código del programa a continuación.