Схемы цму с микрофоном и платой: Простая светодиодная цветомузыка — Своими руками — СофтФорум

Содержание

РадиоКот :: Простая цветомузыка

РадиоКот >Схемы >Светотехника >Бегущие огни и световые эффекты >

Простая цветомузыка

Источником вдохновения для создания этой ЦМУ послужило «Устройство светового сопровождения музыки» В. Максимова (ж. Радио, 1981, №2). Во-первых, в нем применен очень интересный алгоритм визуализации (в корне отличный от традиционных фильтровых амплитудных каналов), практически не зависящий от амплитуды сигнала, визуализирующий главную мелодию практически по интервалам и даже ступеням. Во-вторых, полное отсутствие оперативных регулировок.
Однако же его аналоговая схема весьма сложна для повторения и требует кропотливой настройки с генератором и осциллографом.

Автор разработал намного более простое устройство, применив цифровые микросхемы.Но алгоритм визуализации сохранен практически без изменений.

Надо сказать, визуализация действительно оригинальная, совсем не похожая на обычные «мигающие» ЦМУ.

Я применял в качестве экрана 4 елочных гирлянды, предварительно установив в каждую гирлянду лампочки одного цвета.

Смотрелось хорошо и на новогодней елке, и с гирляндой, выложенной узором на стене.

В качестве источника сигнала очень удобным оказался микрофон с микрофонным усилителем, дающим на выходе сигнал 0,5…1 В.

 

 Параметры ЦМУ:
входное сопротивление менее 300 Ом
амплитуда входного сигнала 0.5 .. 1 В
число каналов 4
макс. мощность одного канала
не более 200 Вт

 

Цифровые фильтры

Сигнал от микрофонного усилителя амплитудой около 0.5 В или больше подается на вход усилителя-ограничителя, собранного на трех инверторах. Тем самым мы выделяем доминирующий голос в мелодии, поскольку он наибольшей амплитуды.
Далее сигнал через ключ подается на 2-разрядный счетчик. Время счета определяется задающим генератором, собранным на остальных трех инверторах. Задающий генератор определяет интервал счета — полосу пропускания фильтра канала.

Чем выше частота задающего генератора, тем шире полоса (численно они практически равны). При номиналах деталей на схеме получается полоса около 100 Гц. Т.е. 1-й канал пропускает частоты от 0 до 99 Гц, 2-й — от 100 до 199 Гц, третий — 200-299 Гц, четвертый — 300-399 Гц.
Далее снова пропускает первый канал, потом — второй, и т.д

После счетчика — двухразрядный дешифратор (два входа — четыре выхода) и выходной регистр (память на цикл счета). На выходе регистра всегда имеем единицу на каком-нибудь одном канале (который определяется частотой доминирующего голоса), на остальных — 0. (Поэтому роль фонового канала играет первый канал, при отсутствии сигнала его выход равен единице. Но при наличии сигнала — это такой же равноправный канал, как и остальные три, поскольку он работает в своих полосах частот). В конце интервала счета выходная информация записывается в регистр, счетчик сбрасывается, цикл повторяется.

Из описания ясно, что на этом принципе можно легко увеличивать число каналов, применяя счетчики с большим количеством разрядов и соответствующие дешифраторы и регистры.

 

Силовая часть

Состоит из 4 идентичных каналов и генератора пилы, синхронной с сетью.
1-й транзистор каждого канала — интегратор. Постоянная интегрирования задается конденсатором 5 мк, время нарастания и спада — разные, для 4 каналов спад в 3 раза дольше нарастания (1+3=4). При таком выборе интегрирования каналы,  сменяя друг друга, исчезают не сразу, образуя смешение цветов.

Если делать другое число каналов, соотношение желательно поменять в нужную сторону (иначе на выходе будет или только один канал, или все сразу). Далее сигнал подается на триггер Шмитта, туда же подается пила — на выходе имеем фазовое управление для тиристоров. Генератор пилы состоит из коденсатора 5 мк, заряжающегося через резистор 1 к. На нулях выпрямленного напряжения сети конденсатор разряжается через транзисторный ключ. КТ361 — эмттерный повторитель (буфер).

Внимание! Устройство гальванически связано с сетью, поэтому все элементы должны быть надежно изолированы от корпуса, во избежание поражения электрическим током. По этой же причине недопустимо подключение источников сигнала без развязывающего трансформатора (микрофон намного лучше и удобнее).

 

Детали

В цифровой части можно применить как оригинальные микросхемы 155 серии, так и зарубежные аналоги серии 74хх. Кроме того, опытные радиолюбители легко могут заменить счетчик, дешифратор и регистр на более для них подходящие.

Транзисторы КТ315, КТ361 с любой буквой можно заменить на любые современные кремниевые маломощные соответствующей проводимости. То же самое справедливо и для тиристоров. Подойдут любые современные на напряжение 400 В и более (ток управления не более 15 мА). Все резисторы маломощные (0.125 — 0.25 Вт).
Выпрямительный мост на входе 220 В — любой на ток более 1 А и напряжение более 400 В.
Блок питания 5 В — любой стабилизированный на ток более 300 мА.

Схема налаживания не требует, безошибочно собранная из исправных деталей работает сразу.

 


Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?


Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

СДУ в сетевом удлинителе

В технике связи широко применяется микросхема, имеющая маркировку «567». В зависимости от фирмы-производителя префикс в названии может быть любым, а вот цифры 567 обозначают, что это тональный декодер или частотный детектор. Кому как нравится. По удачной внутренней структуре и распространённости микросхему вполне можно сравнить с популярным 555-тым таймером. Выполнена в корпусе DIP8, а цена колеблется от 0,25$ до 0,5$. Структура и основные характеристики, заимствованные из даташитов и другой литературы, приведены на РИСУНКЕ 1:

 

Для увеличения кликните на изображение

Чем не готовые фильтры с довольно мощным (Iмакс. =100мА) ключом на выходе и регулируемой полосой пропускания? Когда понадобилось сделать световое сопровождение музыки для домашней вечеринки, выбор пал именно на эту микросхему.

Устройство должно было получиться компактным и, чтобы не тратить время на изготовление корпуса, схему решено было разместить в сетевом (~220В) удлинителе. В результате родилась непритязательная принципиальная схемка цветомузыкального устройства (ЦМУ), показанная на РИСУНКЕ 2.

 

 

Для увеличения кликните на изображение


Источник питания выполнен по бестрансформаторной схеме с балластным конденсатором  С16. Напряжение формируется однополупериодным выпрямителем-стабилизатором на диоде VD4 и стабилитроне VD5. Конденсатор С15 сглаживает пульсации. Операционный усилитель DA1 усиливает сигнал электретного микрофона BM1, получая питание через фильтр R8-C1. Делитель напряжения R2-R3 формирует среднюю точку питания на выводе 3DA1, а конденсатор C3 дополнительно устраняет пульсации (или наводки) напряжения.

Рабочий ток  микрофона BM1 задаёт резистор R1.
Усиленный сигнал, амплитуда которого определяется резистором R4, с выхода 6DA1 через разделительный конденсатор C4 поступает на входы тональных декодеров DA2-DA4, в данном случае выполняющих функцию частотных фильтров. Входной импеданс при объединении входов снижается до ~7 КОм, что вполне достаточно для нормальной работы DA1. Внешними резистором и  конденсатором, подключенными к выводам 5 и 6 декодеров DA2-DA4, задаётся центральная (или опорная) частота внутреннего генератора.

Конденсатор, подключенный к выводу 1, формирует ширину полосы пропускания декодера, а конденсатор на выводе 2 определяет постоянную времени декодирования входного сигнала. И, если в схемах ЦМУ с классическими фильтрами идут на разные «хитрости», чтобы сузить полосу пропускания, т.е. получить чёткое разделение каналов, то здесь, наоборот, пришлось расширять. Поэтому, ёмкости С5, С7 и С9 выбраны небольшими. Практически подобрано соотношение для оптимальной работы ЦМУ: ёмкость этих конденсаторов должна быть 6-10 раз больше ёмкости конденсаторов, работающих в опорном генераторе для СЧ и ВЧ каналов, и в 1,5-3 раза больше для НЧ канала.

Ёмкости конденсаторов С6, С8 и С10 выбираются исходя из рекомендаций в техническом описании микросхем. Недостаточная ёмкость этих конденсаторов задаёт малое время декодирования и на лампах это проявляется как мерцание, вместо включения полным накалом, т.е. декодер находится в режиме «биений». Превышение номинальной ёмкости ведёт к увеличению времени декодирования, а на лампах это проявляется как включение полным накалом в том случае, если сигнал заданной частоты на входе декодера имеет относительно большую длительность. Выходы декодеров подключены непосредственно к управляющим электродам (УЭ) симисторов VS2-VS4 через резисторы R11-R13, ограничивающие ток на уровне Iуэ = Uпит/Rуэ = 5,6/360 = 16мА. Симистором VS1 в канале фона управляет полевой транзистор с изолированным затвором VT1. Работа фонового канала организована схемой «диодное ИЛИ» следующим образом: когда закрыты выходные ключи в декодерах частотных каналов, развязывающие диоды VD1-VD3 также закрыты, а точнее их катоды находятся в «подвешенном» состоянии.
Конденсатор С14 заряжен до напряжения питания через R9, транзистор VT1 открыт и УЭ симистора VS1 через R10 подключен к общему проводу схемы. Следовательно, VS1 открыт и лампа EL1 горит. При открытии выходного ключа хотя бы в одном декодере, конденсатор С14 разряжается через этот ключ и подключенный к нему диод. Транзистор VT1 закрывается, что приводит к закрытию симистора VS1 и лампа EL1 гаснет. За время следования импульсов с низким уровнем на выходах декодеров, через большое сопротивление R9 конденсатор не успевает зарядиться до напряжения насыщения VT1, поэтому лампа EL1 не будет гореть. Отмечу, что теоретически можно получить большое число независимых частотных каналов по принципу «один музыкальный инструмент (один тембр голоса, одна частота ноты) – одна микросхема декодера», если рассчитать fопорн. и задать минимально возможную полосу пропускания. Конструкция ЦМУ показана на ФОТО 1:

Фото 1

Логическим продолжением схемы ЦМУ стала задумка схемы светодинамического устройства (СДУ), когда знакомые отдали мне блочёк управления (FLASHER CONTROL UNIT) от двухканальной китайской новогодней гирлянды. Блочёк за ненадобностью был отрезан, а сама гирлянда благополучно перекочевала на потолок спальни в виде декоративного освещения, управляемого диммером. Внешний вид блочка и его плата показаны соответственно на ФОТО 2 и ФОТО 3:

 

Фото 2.


 

Фото 3.

Прежде чем приступить к разработке схемы СДУ, надо было разобраться с этим «китайским хозяйством», для этого по печатным дорожкам зарисовал соединения между деталями (см. РИСУНОК 3.1), а затем по ним была составлена принципиальная схема (см. РИСУНОК 3.2):

 

Указанные напряжения в схемах на РИСУНКЕ 3 измерялись цифровым мультиметром Sinometer VC97. Минимальное показание соответствует максимальной яркости подключенных к тринисторам ламп (~220В, 10Вт каждая), а максимальное — наоборот. Подключать осциллограф к схеме без гальванической развязки от сети ~220В не хотелось, поэтому для пробы схема была запитана через трансформатор (см. РИСУНОК 3.3, а), имеющий вывод от средней точки вторичной обмотки и с общим выходным напряжением  ~15 вольт. Лампы на 220В были заменены 12-ти вольтовыми миниатюрными лампочками. Схема прекрасно работала без вмешательства для замены установленных на ней элементов. Вариант такого теста показан на ФОТО 4:

 

фото 4.

Далее напряжение питания было уменьшено до ~7,5 вольт, как показано на РИСУНКЕ 3.3, б. И в этом случае схема нормально работала. Вариант теста показан на ФОТО 5:

фото 5

Таким образом, схема контроллера бегущих огней оказалась работоспособной в интервале питающих напряжений от ~7,5В до ~220В! Осциллограммы показали, что на выводах DD1 с 5-го по 8-й присутствуют последовательности импульсов с амплитудой напряжения питания и с изменяемой скважностью. А вот на выводах 3 и 4 осциллограф показал обрыв. Теперь осталось подключить к неиспользуемым выводам 5 и 7 какие-нибудь усилители мощности и посмотреть создаваемые эффекты на четырёх лампочках. Подобных тринисторов не было, зато были «телефонные» токовые ключи типа КР1014КТ1А. Полученный четырёхканальный вариант схемы показан на РИСУНКЕ 3.4, а фрагмент эксперимента на ФОТО 6:

Для увеличения кликните на изображение

Рисунок 3

фото 6

Когда появилась идея соорудить некий симбиоз из цветомузыки (ЦМУ) и бегущих огней (БО), возник вопрос, как эти режимы должны переключаться. Желательно, чтобы автоматически (закинул розетку-корпус на шкаф или мебельную стенку и забыл), тогда управление должно формироваться по наличию  или отсутствию звуковых сигналов. Очевидно, что при наличии музыки должен быть режим ЦМУ, а при отсутствии — режим БО. Следовательно, режим БО заменит собой канал фона, тогда имеет смысл добавить в схему ЦМУ ещё один частотный канал. Исходя из этого, разработана принципиальная схема СДУ, показанная на РИСУНКЕ 4:

 

Для увеличения кликните на изображение

Рисунок 4

Основные моменты работы были рассмотрены выше, остановлюсь на некоторых нюансах. В источнике питания, чтобы обеспечить необходимый номинальный ток, ёмкость балластного конденсатора С10 увеличена в два раза и добавлена микросхема стабилизатора DA6 типа 78L05. В усилителе теперь работает микромощный операционный усилитель DA1 типа КР140УД1208, ток потребления которого задан резистором R6, а коэффициент усиления — резистором R5. С выхода 6DA1 усиленный сигнал через C4 и R7 поступает на фриттер, образованный встречно-параллельным включением германиевых  диодов VD1 и VD2. Так осуществляется ограничение сигнала на уровне ~300…~400 мВ от пика до пика, что положительно сказывается на работе декодеров DA2–DA5. Одновременно через разделительный конденсатор C5 выходное напряжение поступает на активный детектор RP1, R8, VT1, R10 и C6. Подстроечный RP1 задаёт рабочую точку VT1, т.е. устанавливает шумовой порог, превышение которого звуком приводит к переключению между режимами ЦМУ и БО. При достижении Uвых. DA1 заданного уровня транзистор VT1 открывается и конденсатор С6 заряжается. Когда на нём напряжение превысит 1,5 вольта, откроется транзистор VT6 и сработает реле К1. Своими контактами К1.1 оно зашунтирует вывод 10DD1, а контактами К1.2 подаст питание на частотные фильтры DA2–DA5. Включится режим ЦМУ, а работа DD1 будет заторможена, при этом транзисторы VT2–VT5 закроются. Работа DD1 именно затормозится, а не выключится, т.к. при следующем размыкании контактов К1.1 будет продолжена текущая программа с места остановки, а не начнётся  первая как при включении. Таким образом, с помощью контактов К1.2, отключающих питание частотных каналов на время работы режима БО, удалось повысить экономичность устройства и использовать конденсатор С10 относительно небольшой ёмкости. Светодиоды HL1–HL4 для красоты и вместе с резисторами R11-R14 могут не устанавливаться.
По контрольным точкам: замеренный ток 0,13мА через резисторы R1 и R2 потребляет данный экземпляр микрофона BM1, взятый из трубки телефонного аппарата. Ток, потребляемый другим типом микрофона, может отличаться от указанного на схеме. Напряжение +10В на стоках VT2–VT5 замерено при закрытых транзисторах и разомкнутых контактах К1.2 (при закрытых VS1–VS4). Токи УЭ симисторов замерены при максимальной яркости ламп EL1–EL4 в режиме БО. Различия объясняются разбросом номиналов резисторов R15–R18 и, возможно, внутренним сопротивлением переходов симисторов. При этом падение напряжения на этих резисторах составляет: Iуэ помноженный на R в цепи УЭ, т.е. порядка 7,5…7,8 вольт. Тогда мощность, рассеиваемая резисторами R15 – R18 составит не менее 0,11Вт, поэтому применены резисторы МЛТ-0,25. Напряжение +10В в точке Б сильно зависит от резисторов R15–R18. Так с указанными номиналами в режиме БО и включенными EL1–EL4 оно равнялось 9,8 вольтам, при проверке с номиналами 460 Ом, напряжение снижалось до 8,48 вольт. Замеренный ток в точке Б в режиме БО при выключенных EL1–EL4 равен 3,9мА, а при включенных — 3,65мА. В режиме ЦМУ при закрытых выходных ключах декодеров DA2–DA5 этот ток равен 27,9мА, а при максимальной громкости звука в помещении достигал 40…45мА. Ток 23,68мА в цепи питания DA2–DA5 измерен в статическом режиме и практически соответствует паспортному с учётом четырёх корпусов микросхем. Переменный ток в точке А (общий ток, потребляемый схемой управления от сети ~220В) составил ~138…~140мА.  
Далее на РИСУНКЕ 5 представлены вариации на тему доработок:

 

Для увеличения кликните на изображение

На РИСУНКЕ 5.1 показан вариант введения в схему микрофонного усилителя глубокой АРУ взамен фриттера. Резистор R2 и канал сток-исток транзистора VT1 образуют управляемый делитель напряжения, амплитуда которого задаётся подстроечным RP1 на уровне ~200мВ…~300мВ. В схеме показано подключение отечественного электретного микрофона типа МКЭ-3 (устанавливался в советских кассетных магнитофонах), частотный диапазон которого достаточно широк: от 50Гц до 15000Гц в отличие от микрофонов, применяемых в телефонных аппаратах. В схеме СДУ на РИСУНКЕ 4 симисторы VS1–VS4 открываются тем сильнее, чем сильнее сигнал на входе декодеров. Возможность работы симисторов в дискретном режиме (яркость ламп не зависит от уровня входного сигнала и всегда максимальна при открытом симисторе) реализована на РИСУНКЕ 5.2. К выходам декодеров подключены интегрирующие цепочки из резисторов сопротивлением 1М и конденсаторов ёмкостью 100nF, а также добавлены логические элементы, формирующие порог переключения, при этом, вероятно, придётся подкорректировать номиналы конденсаторов, подключенных к выводам 1 и 2 декодеров DA2-DA5. В качестве пороговых могут работать логические элементы в составе любой КМОП-микросхемы, например, К561ЛЕ5, К561ЛА7, К561ТЛ1 и т.п. Если применить К561ЛН2, как на рисунке, то на оставшихся двух элементах «НЕ» можно реализовать генератор импульсов большой длительности, обеспечивающий автоматическую смену световых эффектов посредством транзисторного ключа по входу MODE (выв. 2DD1). На РИСУНКЕ 5.3 показан вариант замещения реле К1. Контакты К1.2 заменены ключом на транзисторе КТ361Б, а контакты К1.1 – транзистором КП501А. На РИСУНКЕ 5.4, а показан дедовский способ увеличения числа каналов СДУ путём введения дополнительного канала в каждый основой канал. На РИСУНКЕ 5.4, б показан вариант использования двух корпусов, если не найдётся сетевой удлинитель с нужным числом розеток. В этом случае корпус удлинителя для дополнительных каналов соединяется с корпусом удлинителя со схемой управления пятижильным кабелем.

А вот как все это получилось.


 Ну и как принято Александром все показывать наглядно

 

 

ЛИТЕРАТУРА:

  1. Делтон Хорн. «Усовершенствуй свой телефон» изд. Бином, Москва, 1995, стр. 112-119;
  2. В. Я. Брускин. «Схемотехника автоответчиков» изд. Наука и техника, 1999, стр. 67-68, 70-71;
  3. М. В. Каменецкий. «Радиотелефоны» изд. Наука и техника, 2000, стр. 69-70;
  4. Журнал «Радио-конструктор» 2007, №9, справочный листок;
  5. Журнал «Радиолюбитель» 2009, №12, стр. 17-18;
  6. И. П. Шелестов «Радиолюбителям: полезные схемы» книга 4, изд. СОЛОН-Р, Москва, 2001, стр. 158-160.

Схема цветомузыки с фоном

Принцип работы цветомузыкального автомата.

Структурно, любая цветомузыкальная(светомузыкальная) установка состоит из трех элементов. Блока управления, блока усиления мощности и выходного оптического устройства.

В качестве выходного оптического устройства можно использовать гирлянды, можно оформить его в виде экрана(классический вариант) или применить электрические светильники направленного действия – прожектора, фары.
Т. е. подходят любые средства, позволяющие создавать определенный набор красочных световых эффектов.

Блок усиления мощности – это усилитель(усилители) на транзисторах с тиристорными регуляторами на выходе. От параметров элементов использованых в нем зависит напряжение и мощность источников света выходного оптического устройства.

Блок управления контролирует интенсивность света, и чередование цветов. В сложных специальных установках, предназначенных для оформления сцены во время различных видов шоу – цирковых, театральных и эстрадных представлений этот блок управляется вручную.
Соответствено, требуется участие как минимум – одного, а максимум – группы операторов-осветителей.

Если блок управления контролируется непосредственно музыкой, работает по какой – либо заданной программе, то цветомузыкальная установка считается – автоматической.
Именно такого рода «цветомузыки» обычно собирают своими руками начинающие конструкторы – радиолюбители, на протяжении 50-ти последних лет.

Самая простая (и популярная) схема «цветомузыки» на тиристорах КУ202Н.

Это самая простая и пожалуй, самая популярная схема цветомузыкальной приставки, на тиристорах.
Тридцать лет назад я впервые увидел вблизи полноценную, работающую «светомузыку». Ее собрал мой однокласник, с помощью старшего брата. Это была именно эта схема. Несомненным ее достоинством является простота, при достаточно явном разделение режимов работы всех трех каналов. Лампы не мигают одновременно, красный канал низких частот устойчиво моргает в ритм с ударными, средний – зеленый откликается в диапазоне человеческого голоса, высокочастотный синий реагирует на все остальное тонкое – звенящее и пищащее.

Недостаток один – необходим предварительный усилитель мощности на 1-2 ватта. Моему товарищу приходилось почти «на полную» врубать свою «Электронику» для того, что бы добиться достаточно устойчивой работы устройства. В качестве входного трансформатора был использован понижающий тр-р от радиоточки. Вместо него можно использовать любой малогабаритный понижающий сетевой транс. Например, с 220 до 12 вольт. Только подключать его нужно наоборот – низковольтной обмоткой на вход усилителя. Резисторы любые, мощностью от 0,5 ватт. Конденсаторы тоже любые, вместо тиристоров КУ202Н можно взять КУ202М.

Схема «цветомузыки» на тиристорах КУ202Н, с активными частотными фильтрами и усилителем тока.

Схема предназначена для работы от линейного звукового выхода(яркость ламп не зависит от уровня громкости).
Рассмотрим подробнее, как она работает.
Звуковой сигнал подается с линейного выхода на первичную обмотку разделительного трансформатора. С вторичной обмотки трансформатора сигнал поступает на активные фильтры, через резисторы R1, R2, R3 регулирующие его уровень.
Раздельная регулировка необходима для настройки качественной работы устройства, путем выравнивания уровня яркости, каждого из трех каналов.

С помощью фильтров происходит разделение сигналов по частоте – на три канала. По первому каналу идет самая низкочастотная составляющая сигнала – фильтр обрезает все частоты выше 800 гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R9. Номиналы конденсаторов С2 и С4 в схеме указаны – 1 мкФ, но как показала практика – их емкость следует увеличить, минимум, до 5 мкф.

Фильтр второго канала настроен на среднюю частоту – примерно от 500, до 2000 гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R15. Номиналы конденсаторов С5 и С7 в схеме указаны – 0,015 мкФ, но их емкость следует увеличить, до 0,33 – 0,47 мкф.

По третьему, высокочастотному каналу проходит все что выше 1500(до 5000) гц. Настройка фильтра производится с помощью подстроечного резистора R22. Номиналы конденсаторов С8 и С10 в схеме указаны – 1000пФ, но их емкость следует увеличить, до 0,01 мкФ.

Далее, сигналы каждого канала в отдельности детектируются(используются германиевые транзисторы серии д9), усиливаются и подаются на оконечный каскад.
Оконечный каскад выполняется на мощных транзисторах, либо на тиристорах. В данном случае, это тиристоры КУ202Н.

Далее, идет оптическое устройство, конструкция и внешний которого зависит от фантазии конструктора, а начинка(лампы, светодиоды) – от рабочего напряжения и максимальной мощности выходного каскада.
В нашем случае – это лампы накаливания 220в, 60вт(если установить тиристоры на радиаторы – до 10 шт на канал).

Порядок сборки схемы.

О деталях приставки.
Транзисторы КТ315 можно заменить другими кремниевыми n-p-n транзисторами со статическим коэффициентом усиления не менее 50. Постоянные резисторы – МЛТ-0,5, переменные и подстроечные – СП-1, СПО-0,5. Конденсаторы – любого типа.
Трансформатор Т1 с коэффициентом 1:1, поэтому можно использовать любой с подходящим количеством витков. При самостоятельном изготовлении можно использовать магнитопровод Ш10х10, а обмотки намотать проводом ПЭВ-1 0,1-0,15 по 150-300 витков каждая.

Диодный мост для питания тиристоров(220в) выбирают исходя из предпологаемой мощности нагрузки, минимум – 2А. Если количество ламп на каждый канал увеличить – соответственно возрастет потребляемый ток.
Для питания транзисторов(12в) можно использовать любой стабилизированный блок питания расчитанный на рабочий ток минимум – 250 мА(а лучше – больше).

Сначала, каждый канал цветомузыки собирается в отдельности на макетной плате.
Причем, сборку начинают с выходного каскада. Собрав выходной каскад проверяют его работоспособность, подав на его вход сигнал достаточного уровня.
Если этот каскад отрабатывает нормально, – собирают активный фильтр. Далее – проверяют снова работоспособность того, что получилось.
В итоге, после испытания имеем – реально работающий канал.

Подобным образом необходимо собрать и отстроить все три канала. Подобное занудство гарантирует безусловную работоспособность устройства после «чистовой» сборки на монтажной плате, если работа проведена без ошибок и с применением «испытанных» деталей.

Возможный вариант печатного монтажа(для текстолита с односторонним фольгированием). Если использовать более габаритные конденсаторе в канале самых низких частот, расстояния между отверстиями и проводниками придется изменить. Применение текстолита с двухсторонним фольгированием может быть более технологичным вариантом – поможет избавиться от навесных проводов-перемычек.

Вместо тиристоров можно использовать и более»продвинутые» полупроводниковые приборы, например – оптосимисторы, не меняя при этом особенно схему. Это дает отличную гальваническую развязку между высоко и низковольтными цепями – такой элемент, как разделительный входной трансформатор становится необязательным. Вместо него, лучше поставить дополнительный предварительный усилительный каскад(на КТ315), что в свою очередь позволит снизить требования к транзисторам(по коэффициенту усиления). Необходимость в диодном мосте для выпрямления переменного напряжения, отпадает само собой.
Придется подобрать величину сопротивления резисторов ограничивающих ток входа оптосимисторов(R12, R18, R25). Например, для оптосимисторов ТСО132-10 при напряжении 12в, потребуются резисторы на 200 – 240 Ом.

Реально собранная светомузыка в процессе настройки
(19.10. 2015).

Она же – в корпусе, без крышки.(21. 10. 2015).

В работе.(27. 12. 2015).

В темноте.(27. 12. 2015).

Схема «бегущие огни».

Автомат «бегущие огни» – еще одно популярное устройство. Его основным предназначением изначально было создание цветовых эффектов, для оформления диско – вечеринок Так что, хотя и с небольшой натяжкой, «бегущие огни» тоже можно отнести к разряду «цветомузык».
Схема на логических элементах И-НЕ и триггерах, дает возможность регулировать частоту переключений(скорость «бегущего огня») вручную.

Схема выполнена на двух триггерах микросхемы D2(К155ТМ2) и дешифраторах управления на D1(К155ЛА3), а скорость переключения задаются частотой мультивибратора на микросхеме D3(К155ЛА3). Частота импульсов на выходе мультивибратора на D3 зависит от постоянной времени частотозадающей цепи R10-R11-С6. Скорость переключения ламп можно регулировать при помощи переменного резистора R10. Уменьшая его сопротивление можно увеличивать скорость переключения, увеличивая – снижать.

Питающий трансформатор Тр1 понижающий с напряжением на первичной обмотке 220в, вторичной 6-8 в, мощностью от 5 ватт. Напряжение 5 вольт для питания микросхем получается с помощью стабилизатора КРЕН5А, или его аналога. Транзисторы – КТ315Б, тиристоры – КУ202Н, конденсаторы и резисторы – любого типа.

Использование каких – либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».

Всем привет. Может кому надо, выкладываю сборник различных LED цветомузык. Все схемы лично проверены так что можете смело приступать к самостоятельному изготовлению этих девайсов. Все ЦМУ с батареечным низковольтным питанием, сейчас многие из молодёжи ходят по улице с активными колонками, от флешки музыку слушают, для разнообразия можно и такую мигалку к ним приделать.

Сборник схем LED ЦМУ

Схема с питанием от 5В USB

Цветомузыка на диапазон питания 6-8 вольт

Цветомузыка на 9-12 вольт

Это график фильтров, что тут используются

Ещё один вариант схемы ЦМУ для диодных лент

Здесь нижний вариант выходной схемы, немного чувствительнее, можно его применить

Вот ещё два вида мигалок что я паял. Это двухканальная ЦМУ от микрофона

А это просто акустическая мигалка

Двух канальная ЦМУ с подачей сигнала через шнур

И ещё интересная схема, типа бегушка и может работать как бегущая мигалка под музыку

Забыл про канал фона, может нужен будет кому

В следующих сборниках будут схемы светодиодных индикаторов уровня и бегущих огней. Автор: senya70

В этой статье мы поговорим о цветомузыке. Наверное, у каждого начинающего радиолюбителя, да и не только, в своё время возникало желание собрать цветомузыку. Что это такое, думаю, известно всем – говоря проще, это создание визуальных эффектов, изменяющихся в такт музыке.

Та часть цветомузыки, которая излучает свет, может быть выполнена на мощных лампах, например в концертной установке, в случае если цветомузыка нужна для домашних дискотек, её можно сделать на обычных лампах накаливания 220 вольт, а если цветомузыка планируется, например, как моддинг компьютера, для повседневного использования, её можно выполнить на светодиодах.

Светодиодная лента для ЦМУ

В последнее время, с появлением в продаже светодиодных лент, находят все большее применение цветомузыкальные приставки с использованием таких led-лент. В любом случае, для сборки Цвето Музыкальных Установок (ЦМУ сокращенно) требуется источник сигнала, в роли его может выступать микрофон с собранными несколькими каскадами усилителя.

Схема микрофона с усилителем

Также сигнал может браться с линейного выхода устройства, звуковой карты компьютера, с выхода mp3 плейера и т. д., в этом случае также потребуется усилитель, например два каскада на транзисторах, я для этой цели воспользовался транзисторами КТ3102. Схема предусилителя изображена на следующем рисунке:

Далее приведена схема одноканальной цветомузыки с фильтром, работающей совместно с предусилителем (выше). В этой схеме светодиод мигает под басы (низкие частоты). Для согласования уровня сигнала в схеме цветомузыки предусмотрен переменный резистор R6.

Цветомузыка светодиод мигает под басы

Существуют и более простые схемы цветомузыки, которые может собрать любой начинающий, на 1 транзисторе, к тому же не нуждающиеся в предусилителе, одна из таких схем изображена на картинке ниже:

Цветомузыка на транзисторе

Схема распайки выводов штекера Джек 3.5 приведена на следующем рисунке:

Если по каким-то причинам нет возможности собрать предварительный усилитель на транзисторах, можно заменить его трансформатором, включённым как повышающий. Такой трансформатор должен выдавать напряжения на обмотках 220/5 Вольт. Обмотка трансформатора с меньшим количеством витков подключается в источнике звука, например, магнитоле, параллельно динамику, усилитель при этом должен выдавать мощность как минимум 3-5 ватт. Обмотка с большим количеством витков подключается ко входу цветомузыки.

Подключение трансформатора на звук

Разумеется, цветомузыка бывает не только одноканальной, она может быть 3, 5 и более многоканальной, когда каждый светодиод или лампа накаливания мигает при воспроизведении частот своего диапазона. При этом диапазон частот задается путем использования фильтров. В следующей схеме, трехканальной цветомузыки (которую сам недавно собирал) в качестве фильтров стоят конденсаторы:

Если мы захотели использовать в последней схеме не отдельные светодиоды, а светодиодную ленту, то в схеме следует убрать токоограничивающие резисторы R1, R2, R3. Если лента или светодиод используется RGB, то должна быть выполнена с общим анодом. Если планируется подключать светодиодные ленты большой длины, то для управления лентой следует применить мощные транзисторы, установленные на радиаторы.

Транзисторы на радиаторе

Так как светодиодные ленты рассчитаны на питание 12 Вольт, соответственно и питание в схеме нам следует поднять до 12 Вольт, причем питание должно быть стабилизированным.

Тиристоры в цветомузыке

До сих пор в статье рассказывалось только про цветомузыкальные устройства на светодиодах. Если возникнет надобность собрать ЦМУ на лампах накаливания, тогда для управления яркостью ламп нужно будет применить тиристоры. Что такое вообще тиристор? Это трехэлектродный полупроводниковый прибор, который соответственно имеет Анод, Катод и Управляющий электрод.

На рисунке выше изображен советский тиристор КУ202. Тиристоры, в случае, если планируется использовать с мощной нагрузкой, также необходимо крепить на теплоотвод (радиатор). Как мы видим на рисунке, тиристор имеет резьбу с гайкой и крепится аналогично мощным диодам. Современные импортные просто снабжены фланцем с отверстием.

Схема цветомузыки на тиристорах

Одна из подобных схем на тиристорах приведена выше. Это схема трехканальной цветомузыки с повышающим трансформатором на входе. В случае подбора аналогов тиристоров, следует смотреть на максимальное допустимое напряжение тиристоров, в нашем случае у КУ202Н – это 400 вольт.

Цветомузыка на тиристорах 2

На рисунке приведена подобная схема цветомузыки приведенной выше, главное отличие в нижней схеме – отсутствует диодный мост. Также цветомузыку на светодиодах можно встроить в системный блок. Мной была собрана такая трехканальная цветомузыка с предусилителем в корпусе от сидирома. При этом сигнал брался со звуковой карты компьютера с помощью делителя сигнала, в выходы которого подключались активная акустика и цветомузыка. Предусмотрена регулировка уровня сигнала, как общего, так и отдельно по каналам. Запитывались предусилитель и цветомузыка от разъема Молекс 12 Вольт (желтый и черный провода). Схемы предусилителя и трехканальной цветомузыки по которым собирались приведены выше. Существуют и другие схемы цветомузыки на светодиодах, например эта, также трехканальная:

Цветомузыка на 3 светодиодах – схема

В этой схеме, в отличие от той, что собирал я, используется в канале средних частот индуктивность. Для тех, кто захочет сперва собрать что-нибудь попроще, привожу следующую схему на 2 канала:

Цветомузыка 2 канала LED

Если собирать цветомузыку на лампах, то придется использовать использовать светофильтры, которые могут быть в свою очередь, как самодельными так и покупными. На рисунке ниже изображены светофильтры, которые есть в продаже:

Светофильтры для ЦМУ

Некоторые любители цветомузыкальных эффектов собирают устройства на основе микроконтроллеров. Ниже приведена схема четырехканальной цветомузыки на МК AVR tiny 15:

Цветомузыка на tiny 15

Микроконтроллер Тiny 15 в этой схеме можно заменить на tiny 13V, tiny 25V. И под конец обзора от себя хочу сказать, что цветомузыка на лампах проигрывает по зрелищности цветомузыке на LED, так как лампы более инерционные, чем светодиоды. А для самостоятельного повторения можно рекомендовать вот такую цветомузыкальную приставку.

В статье подробно рассказано о нескольких способах обновления BIOS на материнской плате Asus.

Теперь вы точно подберете идеальный ноутбук для работы или учебы!

Данная статья описывает преимущества SSD накопителей для приложений и игр. Также здесь выполняется сравнение между достоинств данного накопителя с устаревшим аналогом.

В статье речь идет о том, как отремонтировать пластмассовый китайский электрочайник.

Мультиканальный даталоггер с LCD дисплеем на базе готового модуля LinkIt.

Цветомузыкальная установка «Детка-001» / Хабр

Привет, Хабр!

Давно мечтал о создании цветомузыкальной установки. Меня всегда привлекали мигающие под музыку лампочки. В свое время делал схему на тиристорах — это классическая, довольно простая для повторения схема. Работало вполне прилично после подборки фильтров. Для школьной дискотеки вкупе со стробоскопом этого вполне хватало. Теперь захотелось сделать что-нибудь более стоящее, с минимумом затрат по деньгам и времени. Под катом Вы найдете ЦМУ по схеме «Детка-001».

Почитав немного теории о том, как можно выделять из спектра сигнала нужные частоты для реализации цветомузыкальной установки понял, что преобразования Фурье и прочее не для меня. Решение пришло простое — повторить готовую схему, а развести плату и придумать дизайн фонарей самому. После непродолжительных поисков была найдена схема «Детка-001» на двух контроллерах. Конечно — это не та схема, которая является оптимальной, но из отзывов и комментариев на нескольких сайтах я понял что это именно то, что нужно.

Не вдаваясь в подробности программного обеспечения (взял его как готовый модуль) развел плату, получилось что-то типа:

Спаял, подключил четыре светодиода постучал по микрофону, светодиоды послушно поморгали. Самая простая часть была сделана. Не хитрое дело повторить чью-то разработку.
Далее я долго думал каким образом сделать светильники. Задействовать было решено четыре канала, так что нужно было четыре светодиодных плафона (кстати, в продаже есть люстры с 4-мя лампочками). Просматривая как-то ленту своих продавцов на ebay я наткнулся на сверхяркие светодиоды «Пиранья» за какие-то смешные деньги, что-то типа $14 за 100шт (по 25шт. разных цветов). Это натолкнуло меня на мысль сделать светодиодные лампы в готовых плафонах. Пока заказ шел из далекого Китая были сделаны платы:

Подключив получившийся светодиодный модуль к 12В (естественно через резистор) все оказалось даже более изящно чем я ожидал. Платы разводились под потолочные светильники для галогеновых ламп.

Чтобы не тянуть лишних проводов, использую только микрофон, таким образом при проигрывании любой музыки (даже с телефона) получаем мигание лампочек.
Вот небольшое видео (ссылка) того, как все работает после установки (прошу прощения за посторонние звуки на видео, в виде детского голоса, уж очень дочке понравилось).
dl.dropboxusercontent.com/u/25037786/habr/CMU/VID_20130317_120659.3gp
Вот залито на youtube, но проигрывается с трудом.

Все провода спрятаны в гипрочный короб (который ранее задумывался просто как часть дизайна), светильники врезаны туда же. На видео может плохо видно, но частоты довольно-таки хорошо выделены, то есть мигание происходит красиво под музыку.

Простая схема цветомузыки на 220 вольт. Пятиканальная светодиодная цветомузыка. Схема цветомузыки LED

Всем нам время от времени хочется праздника. Иногда хочется погрустить или испытать другие эмоции. Самый простой и эффективный способ добиться желаемого результата – послушать музыку. Но одной лишь музыки часто бывает недостаточно – нужна визуализация звукового потока, спецэффекты. Иначе говоря – нужна цветомузыка (или светомузыка как её иногда называют). Но где же её взять, если подобная аппаратура в специализированных магазинах стоит недешево? Сделать своими руками, конечно же. Все, что для этого нужно, это наличие компьютера (или блока питания отдельно), нескольких метров светодиодной RGB ленты мощностью потребления в 12в, макетная плата USB (AVR-USB-MEGA16 – пожалуй, самый дешевый и простой вариант), а также схема того, что и куда подключать.

Немного о ленте

Прежде чем перейти к самим работам, необходимо определить, что же собой представляет эта светодиодная RGB лента мощностью именно 12в. А является она простым, но одновременно очень хитроумным изобретением.

Светодиоды известны уже не первое десятилетие, но благодаря инновационным разработкам стали действительно универсальным решением для множества проблем в сфере электроники. Они сейчас применяются повсеместно – как индикаторы в бытовой технике, самостоятельно в виде энергосберегающей лампы, в космической отрасли, а также в сфере спецэффектов. К последней можно отнести и цветомузыку. Когда светодиоды трех типов – красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) объединяются на одной ленте, то получается светодиодная RGB лента. В современных RGB диодах имеется миниатюрный контроллер. Это позволяет им испускать все три цвета.

Особенностью такой является ленты то, что все диоды сгруппированы и соединены в общую цепочку , управляемую общим контроллером (им может оказаться также и компьютер в случае подключения через USB, либо специальный блок питания с пультом управления для автономных модификаций). Все это позволяет создать практически бесконечную ленту с минимумом проводов. Её толщина может достигать буквально нескольких миллиметров (если не учитывать варианты с резиновой или силиконовой защитой от физических повреждений, влаги и температуры). До изобретения такого типа микроконтроллеров самая простая модель имела, по крайней мере, три провода. И чем выше была функциональность таких гирлянд – тем больше было проводов. В западной культуре фраза «распутать гирлянду» давно уже стало нарицательным для всех долгих, нудных и крайне запутанных дел. И вот сейчас это перестало быть проблемой (еще и потому, что светодиодную ленту предусмотрительно накручивают на специальный небольшой барабан).

Что нам нужно?

Цветомузыка своими руками из ленты GE60RGB2811C

В идеале, для организации цветомузыки своими руками нам подойдет уже готовая светодиодная лента с питанием от USB порта компьютера. Все, что нам надо – скачать необходимое приложение на для того же компьютера, настроить ассоциации файлов с нужным аудио-проигрывателем, и наслаждаться результатом. Но это если нам очень повезет, и если у нас есть деньги, чтобы все это приобрести. В ином случае все выглядит несколько сложнее.

В продаже магазинов электронных комплектующих есть различные по длине и мощности светодиодные ленты, но нам нужна только 12в. Она является наилучшим вариантом для подключения к компьютеру посредством USB. Так, например, можно найти модель GE60RGB2811C, которая представляет собой последовательно подключенных 300 RGB светодиодов. Один из плюсов любой такой ленты в том, что её можно нарезать как кому удобно – любой длины. Все что нужно после этого – соединить контакты, чтобы электрическая цепь не была разомкнутой, и схема была целостной (это надо сделать обязательно).

Схема настройки цветомузыки

Также нам может понадобиться макетная плата для подключения USB. Самым популярным, дешевым, но при этом функциональным вариантом для подключения является модель AVR-USB-MEGA16 под USB 1.1. Эта версия USB считается уже несколько устаревшей т.к. передает сигнал к светодиодам со скоростью 8 миллисекунд, что для современной техники слишком медленно, но, поскольку человеческий глаз и эту скорость воспринимает как «мгновение ока», то нам она вполне подойдет.

Если опустить большинство сложнейших технических тонкостей и нюансов, то все, что требует от нас схема такого подключения, это взять ленту нужной длины, высвободить и зачистить контакты на одной стороне, подключить и припаять их к выходу на макетной плате (на самой плате указаны символы, какой разъем и для чего нужен) и, собственно, всё. Для полной длины ленты в 12в может не хватить питания, поэтому можно их запитать от старого блока питания компьютера (это потребует параллельного подключения), или просто обрезать ленту. Звук при просто этом варианте будет идти из компьютерных динамиков. Для особо искушенных в электронике мастеров, можно порекомендовать присоединить микрофонный усилитель и маленький «динамик-пищалку» прямо к AVR-USB-MEGA16.

Схема крепления контактов ленты к USB шнуру от смартфона

Если эту плату раздобыть не удалось, то на самый крайний случай подключение можно сделать через светодиодную RGB ленту 12в к USB кабелю от смартфона или планшетного компьютера (схема по настройке цветомузыки своими руками это допускает). Важно только убедиться, что шнур даст необходимые 5 ватт мощности. В завершение всех этих манипуляций устанавливаем программу SLP (или прописываем все шаги в txt файле, если позволяют познания в программировании и понятна схема и алгоритм всех действий), выбираем нужный режим (по количеству диодов), и наслаждаемся работой, проделанной своими руками.

Вывод

Цветомузыка не является предметом первой необходимости, но зато делает нашу жизнь гораздо интереснее, и не только из-за того, что мы теперь можем смотреть на мигающие разноцветные огоньки, загорающимися и тухнущими в такт любимой мелодии. Нет, мы о другом. Сделав нечто подобное своими руками, а не купив в магазине, каждый почувствует прилив сил от удовлетворения, присущего каждому мастеру и творцу, и осознания, что он тоже чего-то стоит. А по сути вопроса – цветомузыка установлена, мигает и радует глаз с минимальными расходами и максимальным удовольствием – чего еще надо?..


Освещение на кухне малогабаритной квартиры
Подбираем светильники для зеркал, возможные варианты
Люстра для детской комнаты в виде самолетика

Данная цветомузыкальная приставка реализует эффект “бегущая точка” и “хаос” под музыкальное сопровождение. Приставка не подключается к источнику электрического сигнала проводами, а воспринимает сигнал с помощью микрофона. Её просто располагаете в помещении, где играет музыка, и она сама начинает работать в такт. Устройство состоит из микрофонного усилителя на транзисторе, микросхемы 176ИЕ12 , которая содержит два делителя частоты и элементы задающего генератора, ключей на транзисторах VT2-VT5 и светодиодов с токоограничивающими резисторами. Схема немного напоминает известную светомузыку из журналов 80-х годов, где эта же микросхема управляла тиристорами, которые коммутировали лампы накаливания 220В.

Рисунок платы светодиодной цветомузыкальной приставки

Сигнал музыки, усиленный транзистором VT1 поступает через конденсатор С2 на вход генератора счетчика DD1. Резисторы R4, R5 создают отрицательную обратную связь генератора и приводят его в активный режим работы за счет чего он реагирует на сигнал микрофонного усилителя. После чего на вход второго счетчика поступают импульсы, а на его выходах Т1-Т4 формируются импульсы различной частоты сдвинутые на четверть периода по отношению друг к другу. Эти импульсы открывают транзисторы VT2-VT5 и соответствующие светодиоды начинают светиться.

Переменным резистором R4 можно регулировать чувствительность, тем самым добиваться эффекта ”бегущая точка” или “хаос”. Включив конденсатор между выводами 12 и 14 микросхемы DD1 будет реализован эффект “бегущая точка” без музыкального сопровождения, следовательно приставка из ЦМУ превратится в СДУ (емкость конденсатора подбирается, от нее зависит частота вспышек *2200пф).

Транзистор микрофонного усилителя КТ3102 заменим на транзисторы серии КТ315 . Испытания показали, что устройство работоспособно при напряжении питания от 7 до 9 В. Применены светодиоды синего и красного цветов свечения повышенной яркости. Но подойдут светодиоды и дpyгих цветов. Для указанного интервала питающего напряжения взамен одного светодиода можно установить два, соединённых последовательно. Источник питания цветомузыки — сетевой стабилизированный БП с выходным током 200 мА или батарея.


Видео работы ЦМП

Дополнительно

  • В: Купил ленту, на ней контакты G, R, B, 12. Как подключить?
    О: Это не та лента, можешь выкинуть

    В: Прошивка загружается, но выползает рыжими буквами ошибка “Pragma message….”
    О: Это не ошибка, а информация о версии библиотеки

    В: Что делать, чтобы подключить ленту своей длины?
    О: Посчитать количество светодиодов, перед загрузкой прошивки изменить самую первую в скетче настройку NUM_LEDS (по умолчанию стоит 120, заменить на своё). Да, просто заменить и всё!!!

    В: Сколько светодиодов поддерживает система?
    О: Версия 1.1: максимум 450 штук, версия 2.0: 350 штук

    В: Как увеличить это количество?
    О: Варианта два: оптимизировать код, взять другую библиотеку для ленты (но придётся переписать часть). Либо взять Arduino MEGA, у неё больше памяти.

    В: Какой конденсатор ставить на питание ленты?
    О: Электролитический. Напряжение 6.3 Вольт минимум (можно больше, но сам кондер будет крупнее). Ёмкость – минимум 1000 мкФ, а так чем больше тем лучше.

    В: Как проверить ленту без Arduino? Горит ли лента без Arduino?
    О: Адресная лента управляется по спец протоколу и работает ТОЛЬКО при подключении к драйверу (микроконтроллеру)

  • МОЖНО СОБРАТЬ СХЕМУ БЕЗ ПОТЕНЦИОМЕТРА! Для этого параметру POTENT (в скетче в блоке настроек в настройках сигнала) присваиваем 0. Будет задействован внутренний опорный источник опорного напряжения 1.1 Вольт. Но он будет работать не с любой громкостью! Для корректной работы системы нужно будет подобрать громкость входящего аудио сигнала так, чтобы всё было красиво, используя предыдущие два пункта по настройке.

  • Версию 2.0 и выше можно использовать БЕЗ ИК ПУЛЬТА, режимы переключаются кнопкой, всё остальное настраивается вручную перед загрузкой прошивки.

  • Как настроить другой пульт?
    У других пультов кнопки имеют другой код, для определения кода кнопок используйте скетч IR_test (версии 2.0-2.4) или IRtest_2.0 (для версий 2.5+), есть в архиве проекта. Скетч шлёт в монитор порта коды нажатых кнопок. Далее в основном скетче в секции для разработчиков есть блок дефайнов для кнопок пульта, просто измените коды на свои. Можно сделать калибровку пульта, но честно уже совсем лень.

  • Как сделать два столбика громкости по каналам?
    Для этого вовсе необязательно переписывать прошивку, достаточно разрезать длинный кусок ленты на два коротких и восстановить нарушенные электрические связи тремя проводами (GND, 5V, DO-DI). Лента продолжит работать, как одно целое, но теперь у вас есть два куска. Само собой, аудио-штекер должен быть подключен тремя проводами, а в настройках отключен моно режим (MONO 0), а количество светодиодов должно быть равно суммарному количеству на двух отрезках.
    P.S. Посмотри первую схему в схемах!

  • Как сбросить настройки, которые хранятся в памяти?
    Если вы доигрались с настройками и что то пошло не так, можно сбросить настройки на “заводские”. Начиная с версии 2.4 есть настройка RESET_SETTINGS , ставите её 1, прошиваетесь, ставите 0 и снова прошиваетесь. В память будут записаны настройки из скетча. Если вы на 2.3, то смело обновляйте до 2.4, версии отличаются только новой настройкой, которая никак не повлияет на работу системы. В версии 2.9 появилась настройка SETTINGS_LOG , которая выводит в порт значения хранящихся в памяти настроек. Так, для отладки и понимания.

Представляем вам простую версию цветомузыкальной установки, что была собрана в необычном корпусе. Недавно попали в руки отходы металлических профилей 20×80 — их и применили. В проекте она собрана на светодиодах разных цветов 10W (зеленый, синий и красный).

Схема цветомузыки LED


Схема цветомузыки LED 3 канала по 10 ватт

Теперь стробоскоп — он сделан на таймере NE555. Что касается проблемы ограничения тока LED — используем самое простое решение, ограничения тока через подобранные резисторы. Резисторы болтами к профилю прикручены для теплоотвода и совсем не перегреваются, работают с температурой максимум 60С. Ток для каждого светодиода ограничили на уровне 800 мА.

Схема LED стробоскопа на таймере NE555

Конструкция устройства

Тороидальный трансформатор 14В 50VA. Стробоскоп на NE555 вместе с MOSFET IRF540 управляет двумя диодами 10W холодного белого цвета через 5W резисторы 1.5 Ома.


Корпус ЦМУ из алюминия

Все светодиоды закреплены на полосках алюминия, который крепится в общий алюминиевый профиль. После 3-х часов теста конструкция остаётся холодная.


ЦМУ на светодиодах со стробоскопом в корпусе

Органы управления приставкой

В корпусе были установлены потенциометры для регулировки уровней, вход на микрофон, выключатель питания, предохранитель, гнездо сети 220 В и переключатель режима работы (стробоскоп-ЦМУ). Весь корпус имеет длину 700 мм. Эффект очень даже красивый и мощный. Можно без проблем осветить зал хоть 200 квадратных метров.

Чтобы собрать цветомузыку на светодиодах своими руками необходимо обладать базовыми знаниями электроники, уметь читать схемы и работать с паяльником. В статье мы рассмотрим, как работает цветомузыка на светодиодах, основные рабочие схемы, на основе которых можно собрать самостоятельно готовые устройства, а в конце пошагово соберем готовое устройство на примере.

По какому принципу работает цветомузыка

В основе цветомузыкальных установок, используется способ частотного преобразования музыки и его передачи, посредством отдельных каналов, для управления источниками света. В результате получается, что в зависимости от основных музыкальных параметров, работа цветовой системы будет ей соответствовать. На этом прицепе основана схема, по которой собирается цветомузыка на светодиодах своими руками.

Как правило, для создания цветовых эффектов используется не менее трёх различных цветов. Это может быть синий, зелёный и красный. Смешиваясь в различных комбинациях, с разной продолжительностью, они способны создать поразительную атмосферу веселья.

Разделять сигнал на низкие, средние и высокие чистоты, способны LC и RC-фильтры, именно они устанавливаются и настраиваются в цветомузыкальную систему с применением светодиодов.

Настройки фильтров устанавливаются на следующие параметры:

  • до 300 Гц на низкочастотный фильтр, как правило, его цвет красный;
  • 250-2500 Гц для средних, цвет зелёный;
  • все что выше 2000 Гц преобразует высокочастотный фильтр, как правило, от него зависит работа синего светодиода.

Деление на частоты, проводится с небольшим перекрытием, это необходимо, для получения различных цветовых оттенков, при работе прибора.

Выбор цвета, в данной схеме цветомузыки не принципиален, и при желании можно использовать светодиоды разных цветов на своё усмотрение, менять местами и экспериментировать, запретить не может никто. Различные частотные колебания в сочетании с применением нестандартного цветового решения, могут существенно повлиять на качество результата.

Для регулировки доступны и такие параметры схемы, как количество каналов и их частота, из чего можно сделать вывод, что цветомузыка может использовать большое количество светодиодов разных цветов, и возможна индивидуальная регулировка каждого из них по частоте и ширине канала.

Что необходимо, для изготовления цветомузыки

Резисторы для цветомузыкальной установки, собственного производства, могут использоваться только постоянные, с мощностью 0.25-0.125. Подходящие резисторы, можно увидеть на рисунке ниже. Полоски на корпусе показывают величину сопротивления.

Также в схеме применяются R3 резисторы, и подстроечные R — 10, 14, 7 и R 18 вне зависимости от типа. Главное требование, возможность установки на плату, применяемую при сборке. Первый вариант светодиодной цветомузыки, собирался с применением резистора переменного типа с обозначением СПЗ-4ВМ и импортными — подстроечными.

Что касается конденсаторов, то использовать нужно детали с рабочим напряжением на 16 вольт, не менее. Тип, может быть любой. При затруднениях в поиске конденсатора С7, можно соединить параллельно, два меньших по ёмкости, для получения требуемых параметров.

Применяемые в схеме светодиодной цветомузыки конденсаторы С1, С6 должны быть способны работать на 10 вольтах, соответственно С9–16В, С8–25В. Если вместо старых советских конденсаторов, планируется использовать новые, импортные то стоит помнить, что они имеют различие в обозначении, нужно заранее определить полярность конденсаторов, которые будут устанавливаться, иначе можно перепутать и испортить схему.

Ещё для изготовления цветомузыки потребуется диодный мост, с напряжением 50В и рабочим током, около 200 миллиампер. В случае, когда нет возможности установить готовый диодный мост, можно сделать его из нескольких выпрямительных диодов, для удобства их можно убрать с платы и смонтировать отдельно с применением платы меньшего размера.

Параметры диодов, выбираются аналогично применяемых в заводском исполнение моста, диодов.

Светодиоды, должны быть красного, синего и зёленого цвета свечения. Для одного канала их понадобится шесть штук.

Ещё один необходимый элемент, стабилизатор напряжения. Используется пятивольтовый стабилизатор, импортного производства, с артикулом 7805. Также можно применять 7809 (девятивольтовый), но тогда из схемы нужно исключить резистор R22, а вместо него ставится перемычка, соединяющая минусовую шину и средний вывод.

Соединить цветомузыку с музыкальным центром, можно при помощи трехконтактного разъёма «джек».

И последнее, что необходимо иметь для сборки, это трансформатор с подходящими параметрами напряжения.

Общая схема для проведения сборки цветомузыки, в которой используются описанные детали на фото ниже.

Несколько рабочих схем

Ниже будет предложено несколько рабочих схем цветомузыки на светодиодах.

Вариант №1

Для данной схемы можно использовать светодиоды любого типа. Главное, чтобы они были сверхяркими и разными по свечению. Схема работает по следующему принципу, сигнал с источника передаётся на вход, где сигналы каналов суммируются и далее направляются на переменное сопротивление.(R6,R7,R8) При помощи этого сопротивления уровень сигнала для каждого канала регулируется, после чего поступает на фильтры. Различие фильтров, в ёмкости конденсаторов, используемых для их сборки. Их смысл, как и в других устройствах, преобразовывать и очищать звуковой диапазон в определённых границах. Это верхние, средние и низкие частоты. Для регулировки в схеме цветомузыки установлены резисторы подстройки. Пройдя всё это, сигнал поступает на микросхему, которая позволяет устанавливать различные светодиоды.

Вариант №2

Второй вариант цветомузыки на светодиодах отличается своей простотой и подойдёт для начинающих любителей. В схеме участвует усилитель и три канала для обработки частоты. Установлен трансформатор, без которого можно обойтись, если сигнала на входе достаточно для открытия светодиодов. Как и в аналогичных схемах, применяются регулировочные резисторы, обозначенные как R4 – 6. Транзисторы можно использовать любые, главное, чтобы передавали более 50% тока. По сути, больше ничего не требуется. Схему при желании можно улучшить, для получения более мощной цветомузыкальной установки.

Пошаговая сборка наипростейшей модели цветомузыки

Для сборки простой цветомузыки на светодиодах потребуются следующие материалы:

  • светодиоды размером пять миллиметров;
  • провод от старых наушников;
  • оригинал либо аналог транзистора КТ817;
  • блок питания на 12 вольт;
  • несколько проводов;
  • кусок оргстекла;
  • клеевой пистолет.

Первое с чего нужно начать, это изготовить, корпус будущей цветомузыки из оргстекла. Для этого оно разрезается по размерам и склеивается, клеевым пистолетом. Короб лучше сделать прямоугольной формы. Размеры можно корректировать под себя.

Для расчёта количества светодиодов, разделим напряжение адаптера (12В), на рабочее светодиодов (3В). Получается нам необходимо в короб, установить 4 светодиода.

Кабель от наушников зачищаем, в нём три провода, мы будем использовать один левого или правого канала, и один общего.

Один провод нам не понадобится и его можно изолировать.

Схема простой цветомузыки на светодиодах выглядит следующим образом:

Перед сборкой, кабель прокладываем внутрь короба.

светодиоды имеют полярность, соответственно при подключении, её необходимо учитывать.

В процессе сборки, нужно постараться не нагревать транзистор, т. к. это может привести к его поломке, и учитывайте маркировку на ножках. Эмиттер обозначается как (Э), база и коллектор соответственно (Б) и (К). После сборки и проверки можно установить верхнюю крышку.

Готовый вариант цветомузыки на светодиодах

В заключении хочется сказать, что собрать цветомузыку на светодиодах не так сложно, как может показаться на первых порах. Конечно, если Вам нужно устройство с красивым дизайном, то тут уже придется потратить много времени и сил. А вот для изготовления простой цветомузыки в ознакомительных или развлекательных целях достаточно собрать одну из представленных схем в статье.

мир электроники — Шестиканальная цветомузыка

Наборы для начинающих радиолюбителей

материалы в категории

Радиолюбители постарше наверняка помнят «цветомузыкальный бум», разразившийся в начале 80-х годов прошлого века…
В наше время цветомузыка также не потеряла свою актуальность- разве можно представить себе какое-то праздничное событие без цветомузыки- на школьных вечеринках, праздничных мероприятиях не говоря уже о дискотеках?!

Принцип действия цветомузыкальных приставок чрезвычайно прост- заставить мигать лампочки в такт музыке, а для эффективности при помощи простейших частотных фильтров разбить звуковой диапазон на несколько: чаще всего это три- под низкие частоты вспыхивает красная лампочка, под средние- обычно зеленая, под высокие- чаще всего делалась синяя. В качестве силовых элементов в цветомузыкальных приставках использовались тиристоры.
Благодаря простоте конструкции цветомузыкальные приставки получили очень широкое распространение и актуальны до сих пор- их можно встретить практически на всех увеселительных мероприятиях- от школьных вечеров и домашних «посиделок» до крупных дискотек.

У нас на сайте рассматривалось много различных схем устройств световых эффектов (загляните в раздел световые устройства) и здесь представлена еще одна.

Данная схема имеет пару отличительных свойств- во первых она как-бы стереофоническая (в ней используется два параллельных канала по три выхода, причем каждый из них имеет свой собственный микрофон), а во вторых есть уникальная возможность приобрести всю конструкцию в виде набора для самостоятельной сборки: готовая печатная плата, полный набор всех деталей и даже готовый корпус.

Внешний вид цветомузыкальной приставки и ее схема

Питание схемы осуществляется непосредственно от сети через простейший выпрямитель (по схеме это элементы R30, R31, VD5, VD1, C11, C12, C15). Звуковой сигнал на приставку поступает с двух встроенных микрофонов (приставку необходимо расположить ближе к акустическим системам) а затем усилиливается при помощи транзисторов VT1, VT3 (для одного канала) и VT2, VT4- для другого. Далее- рабиение частотной составляющей на разные диапазоны происходит при помощи конденсаторов C10, C14, C17 (один канал) и C13, C16, C18 (второй канал), после чего сигналы поступают уже непосредственно на тиристоры. Как видно из схемы- уровень сигнала во всех шести каналов можно регулировать при помощи переменных резисторов.
Приставка позволяет подключать на каждый выход нагрузку до 500 Ватт (например по 5 100-Ваттных лампочек ).

Полный перечень деталей и печатная плата приводится ниже

Правильно собранная приставка в настройке не нуждается- она начинает работать сразу. Единственное что необходимо- установить при помощи резисторов порог срабатывания лампочек.
Все детали для данной цветомузыке можно приобрести в радиомагазинах, но можно поступить и проще- приобрести сразу готовый комплект вот здесь

Источник: книга Собери сам- 65 электронных устройств из наборов Мастер кит

подробная инструкция как делается простая светодиодная светомузыка. Простые схемы цветомузыки на светодиодах и светодиодных лентах для сборки своими руками

Простейшая схема с одним светодиодом

Для начала следует разобраться с простой схемой цветомузыки, собранной на одном биполярном транзисторе, резисторе и светодиоде. Питание на неё можно подавать от источника постоянного тока напряжением от 6 до 12 вольт.
Работает данная цветомузыка на одном транзисторе по принципу усилительного каскада с общим эмиттером. Возмущающее воздействие в виде сигнала с изменяющейся частотой и амплитудой поступает на базу VT1. Как только амплитуда колебаний превышает некоторое пороговое значение, транзистор открывается и светодиод вспыхивает.

Недостаток данной простейшей схемы состоит в том, что темп мигания светодиода полностью зависит от уровня звукового сигнала. Другими словами, полноценный цветомузыкальный эффект будет наблюдаться только на одном уровне громкости. Снижение громкости приведёт к редкому подмигиванию, а увеличение – к почти постоянному свечению.

Схема с одноцветной светодиодной лентой

Простейшая вышеприведенная цветомузыка на транзисторе может быть собрана с использованием светодиодной ленты в нагрузке. Для этого нужно увеличить напряжение питания до 12В, подобрать транзистор с наибольшим током коллектора превышающим ток нагрузки и пересчитать номинал резистора. Такая простейшая цветомузыка из светодиодной ленты прекрасно подойдёт начинающим радиолюбителям для сборки своими руками даже дома.

Простая трёхканальная схема

Избавиться от недостатков предыдущей схемы позволяет трёхканальный преобразователь звука. Самая простая схема цветомузыки с разделением звукового диапазона на три части показана на рисунке.
Питается она постоянным напряжением 9В и может засветить один или два светодиода в каждом канале. Состоит схема из трёх независимых усилительных каскадов, собранных на транзисторах КТ315 (КТ3102), в нагрузку которых включены светодиоды разного цвета. В качестве элемента для предварительного усиления можно использовать небольшой сетевой трансформатор понижающего типа.

Входной сигнал подаётся на вторичную обмотку трансформатора, который выполняет две функции: гальванически развязывает два устройства и усиливает звук с линейного выхода. Далее сигнал поступает на три параллельно включенных фильтра, собранных на базе RC-цепей. Каждый из них работает в определённой полосе частот, которая зависит от номиналов резисторов и конденсаторов. Низкочастотный фильтр пропускает звуковые колебания частотой до 300 Гц, о чем свидетельствует мигание красного светодиода. Через фильтр средних частот проходит звук в диапазоне 300-6000 Гц, что проявляется в мерцании синего светодиода. Высокочастотный фильтр пропускает сигнал, частота которого больше 6000 Гц, что соответствует зелёному светодиоду. Каждый фильтр оснащен подстроечным резистором. С их помощью можно задать равномерное свечение всех светодиодов, независимо от музыкального жанра. На выходе схемы все три отфильтрованных сигнала усиливаются транзисторами.

Если питание схемы осуществляется от низковольтного источника постоянного тока, то трансформатор можно смело заменить однокаскадным транзисторным усилителем.
Во-первых, гальваническая развязка теряет практический смысл. Во-вторых, трансформатор в несколько раз проигрывает схеме, показанной на рисунке, по массе, размерам и себестоимости. Схема простого усилителя звуковой частоты состоит из транзистора КТ3102, двух конденсаторов, отсекающих постоянную составляющую, и резисторов, обеспечивающих транзистору режим с общим эмиттером. С помощью подстроечного резистора можно добиться общего усиления слабого входного сигнала.

В случае когда необходимо усилить сигнал с микрофона, ко входу предыдущей схемы подключают электретный микрофон, подавая на него потенциал от источника питания. Схема двухкаскадного предварительного усилителя показана на рисунке.
В данном случае подстроечный резистор стоит на выходе первого усилительного каскада, что даёт больше возможностей для регулировки чувствительности. Конденсаторы С1-С3 пропускают полезную составляющую и отсекают постоянный ток. Для реализации подойдёт любой электретный микрофон, для нормальной работы которого достаточно смещения 1,5В.

Сборка цветомузыки

Собрать цветомузыку можно навесным монтажом или на монтажной плате как это сделал я.
Настройка не нужна, собрали, и если все детали годные – все работает и мигает без проблем.

А можно подключить RGB светодиодную ленту на вход?

Конечно можно, для этого всю схему подключаем не 9 В, а к 12. Гасящий резистор при этом на 150 Ом из схемы выкидываем. Общий провод ленты подключаем к плюсу 12 В, а каналы RGB раскидываем по транзисторам. И, если, длинна вашей светодиодной ленты превышает один метр, то тогда потребуется установить транзисторы на радиаторы, чтобы они от перегрева не вышли из строя.

Цветомузыка в работе

Сморится довольно красиво. К сожалению, через картинки этого не передашь, так что смотрите видео.


Использование музыкальных плееров

Теперь
посмотрим, что представляет собой цветомузыка для компьютера на
мониторе. В компьютерной терминологии она носит название визуализатора
или зрительных образов.

Надо
отметить, что очень многие современные аудио- и видеоплееры имеют в
своем распоряжении такой эффект. Если говорить о встроенных средствах
Windows, нет ничего проще, чем задействовать «родной» эффект
визуализации в стандартном проигрывателе Windows Media Player. Здесь,
как и положено, имеется масса тем специализированных направлений.

Не
менее популярными, в которых применяется цветомузыка на мониторе
компьютера, являются мощнейшие плееры типа WinAmp, AIMP, AVS Media
Player и многие другие. Включение эффекта визуализации, как правило,
производится при помощи «родного» меню или одной из специальных кнопок,
вынесенных на основную панель.

Если сравнивать эти плееры, WinAmp и
AIMP при включенном режиме визуализации, когда используется цветомузыка
на мониторе, не потребляют значительного количества системных ресурсов,
в отличие от того же плеера AVS. Зато (это признано всеми) по эффектам
ему нет равных. Здесь можно найти не только массу интереснейших тем и
комбинаций, но и очень высокое разрешение самих генерируемых эффектов.
Как уже понятно, применять его на маломощных машинах просто не имеет
смысла.

Подключение дополнительных плагинов

При всем богатстве собственных средств такие плееры имеют ограниченные возможности. Чтобы цветомузыка на мониторе стала богаче и разнообразнее, можно использовать установку и подключение огромного количества дополнительных плагинов (дополнений). К примеру, для того же плеера WinAmp их созданы даже не сотни, а десятки тысяч. В общем, разрабатывают их все кому не лень.

Среди самых популярных и наиболее интересных программ такого вида можно отметить плагины типа Prometeus или LPT, которые обладают очень впечатляющими функциональными возможностями.

Подойдем теперь к вопросу несколько с иной стороны. Если кому-то цветомузыка на мониторе не нравится, можно использовать программы шуточных действий. Например, маленькую программку LedSwitcher, которая подключается в виде плагина к плеерам типа WinAmp. Вот только вместо игры цветовой гаммы на экране компьютерного монитора, эффект достигается за счет мигания светодиодов программных клавиш (Num Lock, Scroll Lock и Caps Lock). Естественно, плагин работает только в случае применения стандартной PCI-клавиатуры. На ноутбуках без подсветки клавиатуры такой вариант применения плагина не сработает.

Экран для цветомузыки своими руками

В принципе,
многих энтузиастов стандартные средства плееров или плагинов не
устраивают, и они предпочитают собственный творческий поиск. Что
использовать в этом случае?

Цветомузыка
на мониторе может быть создана с применением мощнейшей утилиты для
обработки видео под названием Adobe After Effects. Конечно, основным
приоритетом является обработка видеосигнала или записи, однако если
покопаться, здесь можно найти немало интересных инструментов для
создания цветовых эффектов.

При этом конечное изображение может
сочетать в себе двумерные и трехмерные элементы, усиливая таким образом
эффект присутствия. Кроме всего прочего, в создаваемый эффект можно
вставлять все, что душе заблагорассудится, скажем, те же фрагменты
видео, фото, текст и многое другое.

Цветомузыка с помощью WinAmp

Неплохо справляется с управлением светом проигрыватель «WinAmp». После его установки нужно в настройках проигрывателя выбрать настройку — «Configure plug-in». 
Сверху окна расположен дисплей, отображающий спектр звукового сигнала. Выбор опции — «Использовать эффекты» позволит запустить несколько эффектов одновременно.

Можно также выполнить настройку эффектов в соответствующей опции:

  • «Уровень» — показывает мощность звука на выходе – соответственно, чем громче звук, тем больше загорается светодиодов.
  • «ЦМУ» — позволяет настроить каждый светодиод на определенный диапазон частот.
  • «Бегущие огни» — эффект использует только свои настойки и работает независимо от спектра.
  • «Инвертирование» – эффект, обратный по отношению к обычным эффектам, то есть вместо огонька будет тень.

После выбора эффекта изменения надо сохранить , нажав на кнопку «Save».

Принцип работы цветомузыкального автомата.

Структурно, любая цветомузыкальная(светомузыкальная) установка состоит из трех элементов. Блока управления, блока усиления мощности и выходного оптического устройства.

В качестве выходного оптического устройства можно использовать гирлянды, можно оформить его в виде экрана(классический вариант) или применить электрические светильники направленного действия — прожектора, фары.
Т. е. подходят любые средства, позволяющие создавать определенный набор красочных световых эффектов.

Блок усиления мощности — это усилитель(усилители) на транзисторах с тиристорными регуляторами на выходе. От параметров элементов использованых в нем зависит напряжение и мощность источников света выходного оптического устройства.

Блок управления контролирует интенсивность света, и чередование цветов. В сложных специальных установках, предназначенных для оформления сцены во время различных видов шоу — цирковых, театральных и эстрадных представлений этот блок управляется вручную.
Соответствено, требуется участие как минимум — одного, а максимум — группы операторов-осветителей.

Если блок управления контролируется непосредственно музыкой, работает по какой — либо заданной программе, то цветомузыкальная установка считается — автоматической.
Именно такого рода «цветомузыки» обычно собирают своими руками начинающие конструкторы — радиолюбители, на протяжении 50-ти последних лет.

Сложные схемы

Метод с применением светодиодной ленты

Существуют сложные способы изготовления цветомузыки на светодиодах своими руками, которые подойдут для более продвинутых любителей электроники. Они несколько затратнее и трудоёмкие, но и результат будет стоить затраченных усилий.

Понадобится следующий инвентарь:

  • Транзистор КТ817
  • Светодиодная лента
  • Несколько кабелей
  • Обычная вилка от 3,5 мм наушников




Спаиваем транзистор согласно ниже приведённой схемы, прикрепляем светодиодную ленту и можем наслаждаться музыкой.

Существует и более сложная и интересная схема для изготовления цветомузыки. Берём пять диодов на 3v, каждый диаметром по 5 мм, и транзистор КТ815, который будет усиливать нашу установку. В качестве источника энергии используем две пальчиковые батарейки.В нашем устройстве будет по два синих и зелёных диода, и один красный.

Полученная цветомузыкальная установка считается одной из наиболее удачных. Однако если музыка будет слишком громкой, светодиоды могут перегореть, поэтому нужно быть начеку.

Схема с использованием светодиодов

Рассмотрим ещё одну инструкцию как сделать цветомузыку, теперь уже на обычных светодиодах. Берём следующие элементы:

  • Пластина из оргстекла
  • Как минимум 4 светодиода
  • Кабель





Из пластины вырезаем детали для корпуса, в одной из которых проделывает два отверстия для наушников и питания, все пластины зачищаем для придания им матовой поверхности.


Соединяем пластины с помощью термопистолета. Светодиоды тоже зачищаем.

Далее следуем схеме на приведенном ниже фото цветомузыки и закрепляем установку в авто. У данной схемы есть одна особенность – количество светодиодов напрямую зависит от мощности блока питания, и должно быть ему равным. Иными словами для двенадцативольтового блока потребуется четыре диода на 3v каждый.

Ещё один популярный метод заключается в использовании сразу нескольких последовательно соединённых светодиодов. Подбираем два частотных фильтра для высоких и низких частот соответственно. Через них сигнал передаётся на усилители, и далее на светодиоды.

Если сделать номиналы резисторов, а в качестве транзистора выбрать КТ817, то установку можно сделать намного ярче.

    У этой схемы есть одно важнейшее преимущество перед другими схемами – можно использовать светодиоды абсолютно любого цвета, при этом их яркость будет варьировать в зависимости от громкости музыки.

И, наконец, самая необычная схема в виде ночного неба. Она приятно удивит любого вашего пассажира, и сделает прослушивание музыки максимально комфортным. Этот метод успешно применяется не только в авто, но и в комнатах.

Суть схемы проста: подготавливаем потолок для создания тёмного фона. Подбираем светодиоды с лампочками разной яркости и размещаем их на потолке в хаотичном порядке.


Собираем схему как показано на рисунке и посещаем её в спичечный коробок.

Надеемся что приведенные выше схемы помогут вам не только с комфортом прослушивать любимую музыку, но и приятно удивить друзей и родных необычными самодельными устройствами.





Цветомузыка на светодиодах своими руками

Эта светомузыкальная установка создаёт зрительный эффект на домашней ёлке или на дискотеке. С первыми аккордами музыки светодиодные гирлянды разгораются разноцветными переливами.
В основе работы схемы лежит принцип частотного разделения звукового сигнала в каналах, разным частотам соответствует свой цвет свечения светодиодов. Для устранения эффекта мерцания и снижения усталости глаз введён канал подсветки, отключение которого происходит при включении в работу канала синего цвета.
Схема устройства состоит из трёх светомузыкальных каналов: низкой — красный, средней — зелёный и высокой частоты — синий. Во входных цепях установлены регуляторы уровня сигнала, от режима установки которого зависит яркость гирлянд.
Уровень входного сигнала может варьироваться от 0,5 до 3 вольт. Дополнительно, для удобства, установлен регулятор уровня входного сигнала.

  • Пошаговая инструкция по созданию самодельного усилителя звука для дома

В принципиальную схему кроме трёх каналов с входными фильтрами входят: входной усилитель сигналов, канал подсветки и адаптер питания.
Схема светомузыкальной установки на светодиодах:

Ключевыми устройствами являются тиристоры. Внешний сигнал с разграничением по уровню подаётся на верхний или нижний вход (линия или радио). Сигнал через регулятор яркости R9 и конденсатор С3 поступает на вход усилителя на транзисторе VT1 обратной проводимости. В усилителе предусмотрено автоматическое ограничение сигнала диодом VD1. Превышение сигнала на базе транзистораVT1 приводит к открытию диода VD1 и шунтированию перехода база-эмиттер.
Снятый с коллектора транзистора VT1 сигнал поступает для распределения на входные регуляторы уровня каналов — резисторы R1. Далее сигнал поступает на фильтры каналов с частотным разделением 50–200 Гц, 250–1000 Гц, 1200–5000 Гц.
После частотного разделения сигналы поступают на вход предварительных усилителей на тиристорах VS1. Резисторы R3 позволяют подогнать чувствительность входных тиристоров в связи с разбросом характеристик.
Усиленный сигнал с нагрузки R5 катода VS1 поступает на управляющий электрод усилителя мощности на тиристорах VS2. Светодиодные гирлянды HL1–HL21 включены попарно в анодную цепь выходного тиристора по десять штук в две параллельные линии. В светодиодные линии также установлены ограничительные резисторы R6, R7 (R17, R18 в подсветке).
Канал подсветки составлен на одном тиристоре VS3 и управляется с анода выходного тиристора синего канала.
Питание предварительного усилителя и выходных каналов раздельное — предварительный усилитель питается от двухполупериодного выпрямителя на диодном мосте VD3 и далее через резистор R16 и диод VD2 в обратном включении.
Диод VD2 предотвращает шунтирование тиристоров каналов постоянным напряжением, сглаженным конденсатором С4. Каналы светомузыкальной установки питаются импульсным напряжением с выпрямителя VD3.
Силовой трансформатор Т1 установлен небольшой мощности (не более 20 ватт) от китайского адаптера. Конечно при возможной замене светодиодной гирлянды на лампочки, мощность трансформатора придётся увеличить раз в пять.
Наладка данной цветомузыки для дома заключается в подборе начальных уровней сигнала на каждом канале. Желательно подать сигнал с генератора, а затем подбором конденсаторов С1, С2 добиться соответствия полосы пропускания каналов.

  • Смотрите также, как сделать автономное освещение на солнечных батареях своими руками

Канал подсветки подстраивается резистором R14.
Список радиоэлементов для 1 канала (красного):

  • Тиристоры и симисторы (TS1, TS2) — КУ102Б (КУ101Б) и КУ102Г (КУ101Г).
  • 21 красный светодиод (HL1–HL21).
  • 2 пленочных или керамических конденсатора — С1 0.1 мкФ и С2 0.05 мкФ.
  • Переменный резистор (R1) — 10 кОм.
  • Подстроечный резистор (R3) — 100 кОм.
  • Резисторы — R2 1 кОм; R4 8.2 кОм; R5 1 кОм; R6, R7 57 Ом.

Список радиоэлементов для 2 канала (зеленого):

  • Тиристоры и симисторы (TS1, TS2) — КУ102Б (КУ101Б) и КУ102Г (КУ101Г).
  • 21 зеленый светодиод (HL1–HL21).
  • 2 пленочных конденсатора — С1 0.1 мкФ и С2 0.05 мкФ.
  • Переменный резистор (R1) — 10 кОм.
  • Подстроечный резистор (R3) — 100 кОм.
  • Резисторы — R2 1 кОм; R4 8.2 кОм; R5 1 кОм; R6, R7 56 Ом.

Список радиоэлементов для 3 канала (синего):

  • Тиристоры и симисторы (TS1, TS2) — КУ102Б (КУ101Б) и КУ102Г (КУ101Г).
  • 21 синий светодиод (HL1–HL21).
  • 2 пленочных конденсатора — С1 0.1 мкФ и С2 0.05 мкФ.
  • Переменный резистор (R1) — 10 кОм.
  • Подстроечный резистор (R3) — 100 кОм.
  • Резисторы — R2 1 кОм; R4 8.2 кОм; R5 1 кОм; R6, R7 56 Ом.
  • 21 оранжевый светодиод (HL1–HL21).

Список радиоэлементов для БП и входов «линия», «радио»:

  • Тиристор и симистор (TS3) — КУ102Г (КУ101Г).
  • Биполярный транзистор (VT1) — КТ312Б или КТ315.
  • 2 диода (VD1, VD2) — КД512А (КД106, КД512Б или другой маломощный).
  • Диодный мост (VD3) — КЦ407А.
  • Трансформатор (T1) — 12В 1А (можно на 2А и выше).
  • Пленочный конденсатор (С3) — 1 мкФ.
  • 2 электролитических конденсатора (С4, С5) — 10 мкФ х 16В.
  • Переменный резистор (R9) — 10 кОм.
  • Подстроечный резистор (R14) — 10 кОм.
  • Резисторы — R8 100 кОм; R10 180 кОм; R11 10 кОм; R6, R12 1 кОм; R13 100 Ом; R15 1 кОм; R16 560 Ом; R17, R18 56 Ом.

Таблица замен:

Наименование Тип Замена Примечание
Транзистор VT1 КТ312Б КТ315 NPN
Резисторы R1–R18 МЛТ 0,125 С2-29
Тиристоры VS1–VS3 КУ101Б КУ101Г 1 Ампер
Резистор R3 CПО
Диод VD1, VD2 КД 512Б КД 106
Трансформатор T1 ТПП ТН 12В 1 Ампер
Резистор R1, R9 СПО СП-3

Следует заметить, что в схеме все три канала имеют одинаковые наименования деталей, так как идентичны, кроме входных фильтров. Количество каналов можно увеличить, выполнив две платы, что даст возможность дополнить цвета.
Схема собрана на печатной плате и установлена с трансформатором в пластмассовом блоке БП-1. Гирлянды располагаются по личному усмотрению, подключаются к схеме устройства тонким многожильным проводом в изоляции диаметром 0.24 мм.

Схема цветомузыки для дома — цветомузыкальное малогабаритное устройство

Описываемая конструкция цветомузыкального устройства предназначена для использования совместно с переносным радиоприемником ВЭФ-201 (или аналогичным). Благодаря расположению экрана на передней стенке рядом с громкоговорителем выполняется основной принцип цветомузыки: цвет органически связан со звуком и отображает его. Применение специальной системы рассеивания дало возможность расположить лампы накаливания почти непосредственно перед экраном. Кроме того, система излучатели — экран представляет собой разъемную конструкцию, что значительно упростило всю установку.
В основу действия данного цветомузыкального устройства положено разделение звукового диапазона на три частотных поддиапазона: низших, средних и высоких частот. Возможна также разбивка и на 4 поддиапазона, но в этом случае следует несколько изменить схему и печатную плату, а также расположение ламп перед экраном.
Цветомузыкальное устройство состоит из 3-х основных блоков:

  • предварительного усилителя на транзисторах Т1 и Т2, необходимого для усиления звуковой частоты, снимаемой с НЧ детектора;
  • трех фильтров на транзисторе ТЗ;
  • трех усилителей мощности, собранных по аналогичным составным схемам (на рис. 1 — на транзисторах Т4 и Т5).

Нагрузками усилителей служат микролампы.
В зависимости от пропускаемых частот (выбранного числа каналов) в фильтре каждого канала емкости конденсаторов C3–С5 имеют номиналы, которые указаны в таблице ниже:

Цвет 1— С, мкФ 2 — С, мкФ
Красный 0.1 0.1
Зеленый 0.03 0.047
Синий 0.01 0.01
Зеленый 0.022

Диод Д1 необходим для выделения на входе усилителя мощности отрицательной составляющей с тем, чтобы транзистор Т4 был всегда открыт. На вход подается сигнал непосредственно с НЧ детектора приемника.
Принципиальная схема цветомузыки для монтажа своими руками:

  1. Для отключения питания устройства служит клавишный выключатель В1, расположенный сверху приемника.
  2. Резисторы, используемые в конструкции (УЛМ или МЛТ) — 0,125.
  3. Электролитические конденсаторы — типа К50-6.
  4. Транзисторы и диоды, за исключением транзистора Т5, могут быть использованы любые низкочастотные.
  5. Лампы Л1 — на 2,5 В, 75 мА. Возможно использование микроламп на напряжение 9 В, но в этом случае потребляемая мощность увеличится в 1,5 раза, а чувствительность уменьшится в 1,3 раза.

Монтаж выполнен на плате предварительных усилителей и фильтров (печатным способом) и на плате усилителей мощности (навесным монтажом).
Необходимые радиоэлементы:

  • 5 биполярных транзисторов — 1 Т1 МП40 и 4 Т2–Т5 МП16.
  • Диод (Д1) — Д220.
  • Резисторы — R1 620 кОм, R2, R5 10 кОм, R3 7.5 кОм, R4 470 кОм, R6 5.1 кОм, R7 4.7 кОм, R8 220 кОм, R9 3.3 кОм, R10 2 кОм, R11 2.2 кОм, R12 62 кОм.
  • 2 электролитических конденсатора (C1, C2) — 5 мкФ 10В и 10 мкФ 10В (К50-6).
  • 4 конденсатора C3–C5 — 0.1 мкФ для фильтра красного цвета, 0.03 мкФ для фильтра зелёного цвета, 0.01 мкФ для фильтра синего цвета, 0.047 мкФ для фильтра жёлтого цвета.
  • Лампа накаливания (Л1) — 2.5В 75мА.

Экран, на котором происходит смешение цветов, представляет собой важнейший элемент всей конструкции. Он состоит из трех слоев.

Благодаря двум слоям трубок диаметром 1–1,5 мм, расположенным перпендикулярно друг другу, рассеяние цветов происходит практически по всей площади экрана. Необходимо также отметить, что свет попадает только на экран и не виден на шкале радиоприемника, вследствие чего конструкция системы излучатель–экран значительно упрощается.

  • Возможно, вас также заинтересует схема FM радиоприемника

Последовательность процесса изготовления экрана такова:

  1. Из корпуса приемника вынимаем хромированные планки и декоративную сетку.
  2. С левого конца планки укорачиваем на 10 см, а сетку — на 9,5 см, после чего 0,5 см сетки выгибаем под прямым углом наружу (этот конец будет составлять один из краев обрамления экрана).
  3. Всю лишнюю пластмассу на площади 10х10 см выбираем жалом паяльника, края подравниваем, после чего укороченные сетку и планку вставляем на прежние места.
  4. В образовавшийся квадрат вклеиваем пластинку размером 10х10 см из органического стекла толщиной 3 мм.
  5. Далее рассеивающие слои заполняем стеклянными трубками или палочками диаметром 1–1,5 мм.
  6. Первый слой (вертикальный) не приклеиваем к корпусу, а трубки с заметным усилием вставляем вплотную к пластине из органического стекла.
  7. Второй слой (горизонтальный) накладываем на первый и приклеиваем его к корпусу.
  8. Лампы укрепляем в уже имеющихся круглых отверстиях с обратной стороны отсека питания радиоприемника. Это отражено на рисунке 3.
  9. Предварительно под них подкладываем тонкую фольгу, а после установки ламп эти отверстия заклеиваем светофильтрами.
  10. Выводы ламп соединяем с платой усилителей мощности проводом ПЭЛ 0,2.

Печатную плату с деталями после настройки устанавливаем следующим образом:
Из тонкого листового дюралюминия вырезаем 2 пластинки размером 5х15 мм, в которых сверлим по два отверстия диаметром 3 мм. Это отражено на рисунке 4.
После пластинки сгибаем под прямым углом. Этими уголками печатную плату крепим к двум винтам, прикрепляющим громкоговоритель. Плата таким образом будет находиться на дне радиоприемника, деталями внутрь шасси.


Усилители мощности собирают на отдельной плате размером 60х25х2 мм. Эту плату приклеивают к печатной плате радиоприемника и к шасси, как показано на рисунке 5. На этом же рисунке показано расположение печатной платы на шасси радиоприемника.

Внешний вид устройства
Кнопочный выключатель питания сделан из выключателя от настольной лампы. Он крепится к блоку КПЕ. Его расположение относительно элементов радиоприемника показано на рисунке 6.
Настройка цветомузыкального устройства сводится к подбору оптимальных режимов всех каскадов и полос пропускания трех фильтров.

  1. Резистором R1 устанавливаем коллекторный ток транзистора Т1, равный 0,3 мА.
  2. Резистором R4 подбираем коллекторный ток транзистора Т2, равный 0,5–0,8 мА.
  3. Устанавливаем коэффициент усиления фильтров одинаковым для всех 3-х каналов.
  4. Полосу пропускания фильтров подбираем при помощи резисторов R10 и R11, вместо которых на время настройки ставим потенциометр.
  5. Наконец в режиме молчания приемника подбираем резистор R12 таким образом, чтобы лампа Л1 была на пороге загорания.

В заключение хочется отметить сравнительно небольшой потребляемый ток (50–60 мА при напряжении 9 В), который позволяет успешно использовать описанное устройство в переносных приемниках, имеющих источники питания большой емкости.
Видео о создании цветомузыки для дома своими руками:

Источники

  • https://ledjournal.info/shemy/cvetomuzyka.html
  • https://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/3944-prostaya-cvetomuzyka-na-svetodiodah.html
  • https://pomogaemkompu.temaretik.com/710683108209593237/tsvetomuzyka-na-monitore-kompyutera-naibolee-populyarnye-programmy/
  • https://pro-monitory.ru/sovety/kak-sdelat-cvetomuzyku-dlya-monitora.html
  • https://elektrikaetoprosto.ru/colormuzik.html
  • https://tytmaster.ru/cvetomuzyka-svoimi-rukami/
  • https://tehnoobzor.com/schemes/audioteh/2799-kak-sdelat-cvetomuzyku-dlya-doma-svoimi-rukami-shemy-foto.html

[свернуть]

18-320: Микроэлектронные схемы — Электротехника и вычислительная техника — Инженерный колледж

Квартир:
12
Описание:

18-320 знакомит студентов с основами микроэлектронных схем. Курс будет уделять особое внимание анализу и проектированию базовых аналоговых и цифровых интегральных схем при подготовке к дальнейшим исследованиям в области проектирования аналоговых, цифровых, смешанных сигналов и радиочастотных интегральных схем.Кроме того, студенты научатся проектировать и анализировать микроэлектронные схемы, используя стандартное программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР). Темы, которые будут охвачены, включают: • Изготовление и компоновка полевых МОП-транзисторов • Модели полевых МОП-транзисторов для аналоговой и цифровой конструкции • Анализ и проектирование цифровых логических вентилей КМОП • Анализ и проектирование синхронизируемых элементов памяти (например, триггеров, защелок, ячеек памяти) • Задержка оптимизация цифровых схем • Топологии схем для арифметических и логических функциональных блоков • Анализ и проектирование однокаскадных МОП-усилителей • Частотные характеристики однокаскадных усилителей • Дифференциальные усилители и простые операционные усилители • Аналоговые фильтры с использованием операционных усилителей
Курс включает в себя: компонент лаборатории, который даст студентам практический опыт в разработке и реализации аналоговых и цифровых схем.Лаборатория будет использовать как дизайн с использованием дискретных компонентов, компонентов SSI и MSI, так и с использованием инструментов проектирования САПР.

Необходимое условие: 18-220
Необходимое условие: 18-240

Последнее изменение: 01.12.2020 10:22

Предлагаемых семестров:
  • Весна 2021 г.
  • Весна 2020
  • Весна 2019
  • Осень 2018
  • Весна 2018
  • Весна 2017
  • Весна 2016
  • Осень 2015
  • Осень 2014
  • осень 2013
  • Осень 2012 г.
  • Осень 2011
  • Осень 2010

Направленный слуховой аппарат — еще один университет Карнеги-Меллона: сайт ECE Capstone Projects

Совершено на этой неделе

На этой неделе я реализовал многоканальную винеровскую фильтрацию с взвешиванием по искажению речи, как описано в разделе «Многоканальная фильтрация для оптимального снижения шума в микрофонных массивах» (Florêncio and Malvar, 2001).Результаты очень хороши в снижении шума, но также вносят очень заметные искажения в выходной сигнал. См. Прилагаемый аудио для примера.

Эта реализация обрабатывает аудио кадр за кадром, записывая результаты в буфер. На данный момент буфер просто записывается в файл при завершении сценария, но в реальной программе он будет непрерывно считываться для вывода. 38 секунд ввода были обработаны за ~ 3 секунды, включая чтение и запись файла; это означает, что обработка кадра занимает не более 70 миллисекунд, что находится в пределах нашего бюджета времени.Показанный результат включал некоторую настройку параметра P, а также параметров адаптивного фильтра наименьших средних квадратов. Я не вижу явных ошибок в своей реализации алгоритма, но уровни искажений в настоящее время довольно высоки и отвлекают. Я буду продолжать смотреть на это и пытаться уменьшить искажения, потому что шум уменьшается примерно на 24 дБ.

Исходный материал:

http://course.ece.cmu.edu/~ece500/projects/f18-team2/wp-content/uploads/sites/6/2018/10/input_0_deg.wav

Вывод после MWF:

http://course.ece.cmu.edu/~ece500/projects/f18-team2/wp-content/uploads/sites/6/2018/10/filtered_output.wav

Я также сгенерировал рабочий код C с помощью Matlab Coder. Сделать это было довольно просто; Matlab Coder смог автоматически определять типы на основе сценария, который использовал соответствующие функции. У нас есть возможность использовать Matlab Embedded Coder для генерации непосредственно для цели ARM Cortex-M, которая может работать быстрее, потому что она будет оптимизироваться для конкретного процессора, который мы используем.Однако мы еще не закончили наш временной бюджет, и полезно иметь возможность видеть исходный код C, поэтому мы просто будем использовать генерацию исходного кода.

Цели на следующую неделю

  • Уменьшить искажения в реализации SDW-MWF до более управляемого уровня
  • Сгенерировать один тест HINT для запуска в тестовой среде
  • Составьте список деталей и схему крепления для массива носимых микрофонов

Совершено на этой неделе

На этой неделе я изучил, как наша команда перейдет от нашей базовой реализации Matlab, которая состоит из шумоподавления LMS с использованием опорного и первичного сигналов, к использованию массива микрофонов.После просмотра исследовательских работ адаптивное формирование луча показалось очень многообещающим.

Основной принцип адаптивного формирования луча заключается в следующем. Микрофонные решетки с формированием луча представляют собой пространственные фильтры, которые принимают несколько микрофонных сигналов в качестве входных и объединяют их в один выходной сигнал. Обычно объединенный выходной сигнал рассчитывается путем фильтрации каждого микрофонного сигнала через цифровой КИХ-фильтр и суммирования выходного сигнала всех фильтров, как показано на рисунке. Фильтры спроектированы таким образом, что их выход конструктивно складывается, когда звук идет из определенного направления (главный лепесток), и деструктивно складывается, когда звук идет со всех других направлений.Это создает эффект пространственной фильтрации, заключающийся в фокусировке на звуке, исходящем из направления главного лепестка, при ослаблении звуков, исходящих из всех других направлений.

Цели на следующую неделю

  • Есть рабочая реализация формирования луча
  • Построить временную микрофонную схему для тестирования (пайка микрофонов и проектирование схемы)
    • Тест микрофонов, полученных в лаборатории
  • Разработайте реальный набор микрофонов для носимых устройств
    • (расстояние между микрофонами, какие материалы для монтажа и т. Д.)

Выполнено на этой неделе

На этой неделе я починил плату PCB, чтобы мы могли заказать ее через PCBway. Это включало добавление вручную слоев, которые не были созданы программой Eagle, и изменение кодировки файлов. Я закажу это, как только получу ответ от Куинна.

Я начал писать код для Teensy, чтобы получить простые входы от цифровых контактов, где мы скоро будем вводить сигнал с микрофонов, данных нам профессором Салливаном.

Я исследовал вывод тактовых импульсов с низким уровнем шума с платы Teensy, что можно сделать путем деления тактовых импульсов на основные тактовые импульсы I2S на 16 МГц. Я также исследовал модуляцию плотности импульса на плате Teensy, которая, как я обнаружил, включена в аудиотеку для Teensy. Наконец, я изучил варианты мощности для Teensy. На данный момент мы будем использовать питание от USB, но в конечном продукте должен быть портативный аккумулятор, который мы можем установить с 2 или 3 батареями AA. В идеале для удобства и удобства мы будем использовать перезаряжаемую батарею с низким профилем.

голов на следующей неделе

  • Получите сигнал через плату с помощью микрофонов большего размера
  • Генерация тактового сигнала на Teensy
  • Начните использовать библиотеку PDM на Teensy
  • Подключите Teensy Audio Shield для вывода звука на наушники
  • Выясните, какой метод использовать для внешнего питания, чтобы не повредить плату, когда она подключена к USB-кабелю и внешнему источнику питания.

Мы только что пропустили пару вех в нашем расписании.

Мы еще не отправили сигнал через микрофоны в аппаратную систему. Основная задержка здесь связана с очень маленькими микрофонами, которые мы изначально заказали, и последующими проблемами с дизайном печатной платы. Проблемы с печатной платой были исправлены, и мы сможем сделать заказ на этой неделе (ожидая ответа от Куинна). Тем временем, в понедельник Шон соберет микрофоны большего размера, которые дал нам профессор Салливан, и к тому времени получит реальный входной сигнал.

Мы также еще не создали тест HINT, который мы можем запустить в нашей тестовой среде.В основном это связано с тем, что нет особого смысла создавать его, когда соединение микрофона с оборудованием для приема сигнала еще не существует. Бобби сделает это на следующей неделе.

Хотя эти вехи были пропущены, в целом по проекту мы не сильно отстаем. Это связано с тем, что другие неблокированные задачи в обработке сигналов выполнялись, когда задачи для указанных выше этапов были заблокированы.

В качестве еще одной проблемы, связанной с расписанием, Шон будет большую часть этой недели путешествовать на собеседования, и это может немного отстать от графика.Пока его не будет, он будет усердно работать, чтобы продолжить работу над проектом.

Возможности для исследований — Электротехника и вычислительная техника — Инженерный колледж

Ускорение моделирования биологических систем с помощью высокопроизводительных гетерогенных вычислительных платформ (CPU, GPU, FPGA)
http://www.ece.cmu.edu/~sld

Советник:
Раду Маркулеску
[email protected]

Открыт для: Senior, IMB
Навыки: алгоритмов, сильные навыки программирования, понимание HW, креативность

Этот проект направлен на разработку вычислительной среды, и гетерогенные HW-платформы могут ускорить моделирование динамики популяций бактерий

Анализ узких мест в производительности Интернет-видео
пользователей.ece.cmu.edu/~vsekar

Советник:
Вяс Секар
[email protected]

Навыки: Языки сценариев C / C ++ +. 441/345 было бы отлично или хотя бы 213

Интернет-видео сегодня составляет значительную часть Интернет-трафика. Однако существует значительное количество проблем с качеством, с которыми сегодня сталкиваются пользователи, и существует множество «выявляющих» интернет-провайдеров и контент-провайдеров; например, недавние споры между Netflix и Comcast / Verizon и т. д.Целью этого проекта будет разработка методов систематических измерений для диагностики узких мест качества видео и свойств полосы пропускания для информирования следующего поколения методов адаптации битрейта видео. В случае успеха мы можем даже провести пилотное развертывание в рамках испытательного стенда, разрабатываемого Федеральной комиссией по связи!

Построение нейронной сети (ЭЭГ на 10000 электродов): оборудование и алгоритмы (два отдельных проекта)

Советник:

Pulkit Grover

pulkit @ cmu.edu

Открыт для: Sophomore, Junior, Senior, IMB

Навыки: схемы ИЛИ аппаратно-программный интерфейс ИЛИ обработка сигналов

С Шоном Келли и Джеффом Велдоном, захватывающий проект, финансируемый BrainHUB. Мы стремимся переосмыслить возможности этих неинвазивных датчиков мозга.

Создание учебной программы по компьютерной безопасности для старшеклассников

https://picoctf.com

Советник:
Мартин Карлайл
mcarlisl @ andrew.cmu.edu

Открыт для: Sophomore, Junior, Senior, IMB

Навыки: Минимум 15-213. Полезен опыт работы с CTF (например, picoCTF). Желательны дополнительные классы безопасности.

Создание проблем безопасности и учебных программ для учащихся средних и старших классов.

Data Mining для социальных сетей
http://www.ece.cmu.edu/~sld

Советник:
Раду Маркулеску
radum @ cmu.edu

Открыт для: Senior, IMB
Навыки: алгоритмов, сильные навыки программирования, креативность

Этот проект изучает способы сбора соответствующих данных в социальных сетях (например, Twitter) и выявления конкретных моделей поведения, которые динамически меняются с течением времени.

Разработка и внедрение ультразвуковой фазированной решетки

https://users.ece.cmu.edu/~mchamanz/

Советник:
Майсам Чаманзар
mchamanz @ andrew.cmu.edu

Открыт для: Junior, Senior, IMB

Навыки: Базовые знания схем. Знаком с электронными инструментами определения характеристик, такими как генераторы функций и осциллографы.

Этот проект включает в себя разработку и реализацию схемы с использованием готовых компонентов для реализации 16-канальной схемы электронного управления ультразвуковой фазированной решеткой. Приложение будет в стимуляции мозга для подавления эпилептических припадков.

Разработка и оценка энергоэффективной оперативной памяти

https://ece.cmu.edu/~saugatag/

Советник:
Саугата Гхош
[email protected]

Открыт для: Второкурсник, Юниор, Сеньор, Мастерс

Основная память на основе DRAM

используется сегодня почти во всех компьютерах, но ее энергопотребление
вызывает все большую озабоченность. Энергопотребление DRAM
теперь составляет до 40% от общей энергии, потребляемой компьютером.
Наша цель — разработать новые архитектуры памяти на основе DRAM, которые значительно снизят энергопотребление
. Это требует принципиального подхода, когда
мы должны измерить, как существующие устройства DRAM потребляют энергию. Наша группа
разработала сложную инфраструктуру измерения энергии для сбора подробной информации
об использовании энергии DRAM. Вы будете участвовать в разработке и проведении экспериментов по измерению потребления энергии с использованием нашей инфраструктуры. Основываясь на этих данных, вы будете работать с другими исследователями, чтобы определить операции с памятью, которые потребляют большое количество энергии, и разработаете новые архитектуры DRAM, которые улучшат эффективность этих операций.Необходимо иметь отличные навыки программирования (C / C ++), знакомство с

.

Программирование FPGA и дизайн Verilog / RTL, компьютерная архитектура
опыт работы, интерес к разработке и оценке новых идей, а также сильная рабочая этика
.

Примеры исследований, которые вы можете провести, см .:
«SoftMC: гибкая и практичная инфраструктура с открытым исходным кодом для проведения экспериментальных исследований DRAM», HPCA 2017.
«Понимание работы при пониженном напряжении в современных устройствах DRAM: экспериментальная характеристика, анализ. , и механизмы », SIGMETRICS 2017.

«Понимание изменения задержки в современных чипах DRAM: экспериментальная характеристика, анализ и оптимизация», SIGMETRICS 2016.

Проектирование систем, встраиваемых человеком
http://www.ece.cmu.edu/~sld

Советник:
Раду Маркулеску
[email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB


Навыки: навыки взлома, навыки программирования

Этот проект направлен на сбор соответствующих данных с мобильного телефона и сопоставление его различных режимов мощности и производительности с поведением пользователя

Разработка нейронных интерфейсов нового поколения для понимания нейронных основ функционирования мозга

Советник: Maysam Chamanzar mchamanz @ andrew.cmu.edu

Открыт для: Sophomore, Junior, Senior, IMB, MSc

Навыки: базовые знания схем, MATLAB / Python, Labview, знакомство с оптикой — плюс

Исследование включает теорию и эксперимент с использованием оптических, электрических и ультразвуковых модальностей для мониторинга активности нейронов.

Оценка и включение обработки в памяти

https://ece.cmu.edu/~saugatag/

Советник:
Saugata Ghose
ghose @ cmu.edu

Открыт для: Второкурсник, Юниор, Сеньор, Мастерс

Практически все рабочие нагрузки с интенсивным использованием данных ограничены с точки зрения производительности и энергии из-за обширного перемещения данных между процессором и памятью. Мы ищем энергичного студента, который жаждет обучения и изменения парадигмы, который может устранить это узкое место в перемещении данных: вычисления внутри памяти (то есть внутри, где находятся данные). Вы будете участвовать в проекте, целью которого является оценка преимуществ выполнения приложений с интенсивным использованием данных внутри специализированной логики в памяти и разработка для этой цели как механизмов, так и симуляторов.Вам необходимо обладать выдающимися навыками программирования (C / C ++), иметь опыт работы с компьютерной архитектурой, проявлять интерес к разработке и оценке новых идей и твердую трудовую этику.

Примеры исследований, которые вы можете провести, см .:

«Ambit: In-Memory Accelerator для массовых побитовых операций с использованием технологии Commodity DRAM», MICRO 2017.

«Ускорение поиска указателей в трехмерной памяти: проблемы, механизмы, оценка», ICCD 2016.

«LazyPIM: эффективный механизм согласованности кэша для обработки в памяти», CAL 2016.

«Масштабируемый ускоритель обработки в памяти для параллельной обработки графов», ISCA 2015.

«Инструкции с поддержкой PIM: архитектура обработки в памяти с малыми накладными расходами, учитывающая локальность», ISCA 2015.

Эксперименты по нейростимуляции: упражнения в цепях и системах

Советник:

Pulkit Grover

[email protected]

Мультимодальная стимуляция мозга с помощью оптогенетики и ультразвука

www.https://users.ece.cmu.edu/~mchamanz/

Советник:
Майсам Чаманзар
[email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB

Навыки: Базовые знания физики, электромеханики и схем. Было бы полезно узнать о MATLAB и Labview.

Экспериментальная демонстрация акустооптического световода и проникновения в тканевый фантом и ткани мозга. Проект включает в себя практические эксперименты в лаборатории и представляет собой междисциплинарный проект, в котором студент изучает основы биофотоники, нейробиологии, оптогенетики, ультразвука и электроники.Применение таких технологий будет в интерфейсах мозг-компьютер следующего поколения, а также в поиске новых лекарств от болезни Паркинсона.

Навигация по ландшафту основной памяти с помощью быстрых и новых инфраструктур

https://ece.cmu.edu/~saugatag/

Советник:
Саугата Гхош
[email protected]

Открыт для: Второкурсник, Юниор, Сеньор, Мастерс

Память является основным узким местом для производительности, энергопотребления и надежности

.

все рабочие нагрузки с интенсивным использованием данных, e.г., обработка графиков, машинное обучение

с использованием больших наборов данных, аналитики данных, баз данных, анализа генома.

ландшафт оперативной памяти быстро меняется с любыми технологиями

появляются и предлагаются. Сюда входят трехмерные конструкции памяти

с возможностью обработки в памяти, новая энергонезависимая память

технологий, которые готовы заменить DRAM, и множество новых типов

архитектур DRAM. Влияние таких новых технологий на системы и

приложений требуют быстрой оценки и понимания, а

строгих инфраструктур оценки.Наша группа развивается и открыто

предоставляет такую ​​инфраструктуру. Яркий пример —

.

Ramulator, который является очень гибким и быстрым с открытым исходным кодом

Инфраструктура для моделирования архитектур DRAM:

https://github.com/CMU-SAFARI/ramulator Эта инфраструктура широко распространена

используется как в академических кругах, так и в промышленности (например, Google, Apple, AMD,

Samsung).

Ваша задача в этом проекте — сначала понять Ramulator, а затем

улучшать и расширять его.Некоторые расширения включают поддержку нового

упомянутых выше технологий (обработка в памяти, энергонезависимая

памяти, гибридная память, новые архитектуры DRAM). Вы также получите

оценить влияние таких технологий на реальные рабочие нагрузки. Вам нужно

иметь выдающиеся навыки программирования (C / C ++), компьютерная архитектура

опыт, интерес к разработке и оценке новых идей, и

сильная трудовая этика.

Примеры исследований, которые вы можете провести, см .:

«Ramulator: быстрый и расширяемый симулятор DRAM», CAL 2015.

«ChargeCache: сокращение задержки DRAM за счет использования локального доступа к строке», HPCA 2016.

«Недорогие взаимосвязанные подмассивы (LISA): обеспечение быстрого перемещения данных между подмассивами в DRAM», HPCA 2016.

3D-принтеры нового поколения

https://users.ece.cmu.edu/~mchamanz/

Советник:

Майсам Чаманзар

[email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB

Навыки: Базовые знания в области ЭЭ.

Экспериментальные и теоретические работы по реализации новой концепции 3D-печати объектов с использованием целостного подхода. Проект включает эксперименты в лаборатории, а также разработку алгоритмов создания произвольных форм.

Позиционирование для беспроводной головки ЭЭГ

Советник: Сварун Кумар [email protected]

Открыто для : младший, старший, IMB

Навыки : C / C ++, Matlab

Этот проект направлен на создание системы позиционирования для носимой ЭЭГ-шляпы.Современные системы ЭЭГ требуют, чтобы врачи знали, где на голове расположены электроды (датчики), прежде чем собирать какие-либо данные. Это приводит к длительным задержкам до проведения теста и ограничивает ЭЭГ клиническими условиями. Наша цель — создать систему позиционирования, в которой портативное устройство можно было бы использовать для отслеживания электродов ЭЭГ на шляпе с точностью до миллиметра. Мы будем разрабатывать портативную систему позиционирования, которая обеспечивает точность далеко за пределами традиционных систем позиционирования внутри помещений, которые работают с точностью до десятков сантиметров.При этом мы стремимся разработать строительные блоки для носимой ЭЭГ-шляпы, в которой пользователи могут ходить, а не ждать долгие часы в кабинете врача. Студенты будут работать с платформами на основе RFID, программировать их на C / C ++ и писать код Matlab для обработки сигналов.

Возможность беспроводного питания биомедицинских имплантатов с помощью ультразвуковых волн

Советник: Maysam Chamanzar mchamanz @ andrew.cmu.edu

Открыт для: Sophomore, Junior, Senior, IMB, MSc

Навыки: базовые знания схем, MATLAB / Python, Labview

Реконфигурируемые центры обработки данных

users.ece.cmu.edu/~vsekar

Советник: Вяс Секар

[email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB

Навыки: C / C ++, Java, 18-213 требуется

Традиционные конструкции сетей статических центров обработки данных (ЦОД) предлагают чрезвычайно высокую стоимость по сравнениюкомпромиссы производительности. Вдохновленные недавними результатами в области беспроводных, оптических технологий и технологий оптики в свободном пространстве, мы хотим изучить сетевое решение в масштабе центра обработки данных, которое доводит дизайн сети до крайности, создавая полностью реконфигурируемую структуру сети центра обработки данных. В рамках проектирования нам нужны новые платформы для оценки таких реконфигурируемых систем в масштабе, а также для разработки новых программно-определяемых абстракций сетевого управления для управления такими сетями, которые могут постоянно изменяться.

Новый взгляд на виртуальную память

https: // ece.cmu.edu/~saugatag/

Советник:
Саугата Гхош
[email protected]

Открыт для: Второкурсник, Юниор, Сеньор, Мастерс

Виртуальная память является критически важной абстракцией в современных компьютерных системах,
и решения, принимаемые менеджерами виртуальной памяти, важны при организации
того, как код и данные размещаются в основной памяти. Поскольку память
становится все более узким местом для приложений сегодня, решения об организации памяти
приобретают еще большее значение.К сожалению, многие из этих решений
принимаются с неполной информацией, поскольку диспетчер виртуальной памяти
не координируется с приложениями или с лежащим в основе
оборудованием для принятия наилучших общесистемных решений. В этом проекте мы хотим изменить дизайн
управления виртуальной памятью на компьютере, используя информацию из
по стеку для принятия согласованных решений как в ОС, так и в аппаратном обеспечении процессора
. В вашей роли вы будете участвовать в модификации ядра
Linux, проектировании и проведении экспериментов на реальных системах, а также изучении
и модификации симуляторов компьютерной архитектуры.Вам необходимо иметь выдающиеся навыки программирования
(C / C ++), компьютерную архитектуру и ОС,
интерес к разработке и оценке новых идей и сильную трудовую этику.
Наличие опыта в модификации ядра желательно, но не обязательно.

Беспрепятственная межтехнологическая коммуникация для Интернета вещей

Советник: Сварун Кумар [email protected]

Открыт для: Второкурсник, младший, старший, IMB

Навыки: Предпосылки программирования C ++ / MATLAB

Интернет вещей (IoT) переживает стремительный рост благодаря одновременному развертыванию нескольких беспроводных технологий несколькими поставщиками.Тем не менее, многие приложения Интернета вещей требуют взаимодействия и сквозной связи между устройствами в независимых сетях. Например, вашей системе домашней автоматизации, работающей на ZigBee, возможно, придется взаимодействовать с вашими умными часами, в которых включен Bluetooth. G Обычно межтехнологическая связь достигается с помощью шлюзов, которые осуществляют трансляцию между протоколами. Тем не менее, при этом они приводят к задержкам и требуют частого обновления для соответствия каждому новому разработанному протоколу. Этот проект направлен на создание кросс-технологической системы связи, которая плавно переводит между беспроводными технологиями с минимальными накладными расходами.

Безопасная проверка использования API через преобразование типов на уровне источника

Советник:
Цзя Лимин

[email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB

Навыки: Хорошее знание Python, опыт работы с C.

Этот проект направлен на преодоление разрыва между спецификацией протокола прикладной криптографии высокого уровня и принудительным применением протокола на уровне исходного кода с помощью системы аннотаций, которая управляет переписыванием программ на языке C.Аннотации определяют требования программы к потоку данных, и перезапись кодирует эти ограничения в систему типов, которая перекрывает систему типов C. Проверка типов результирующей программы гарантирует соблюдение свойств безопасности высокого уровня. В настоящее время проект нацелен на продвижение по двум направлениям.

Обработка сигналов для нейростимуляции

Консультант:
Pulkit Grover
[email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB

Навыки: Matlab, C ++, обработка сигналов, ма

Необходим сильный фон обработки сигналов

Моделирование и программирование высокоинтегрированных многоядерных систем и системы на кристалле
http: // www.ece.cmu.edu/~sld

Советник:
Раду Маркулеску
[email protected]

Открыт для: Senior, IMB
Навыки: Хорошие навыки программирования, алгоритмов, понимание HW компьютерных систем, креативность

В этом проекте изучаются способы реализации параллельных приложений в многопроцессорных системах на кристалле, где связь осуществляется через сеть на кристалле.

Локализация источника для лечения эпилепсии

Советник:

Pulkit Grover

pulkit @ cmu.edu

Открыт для: Sophomore, Junior, Senior, IMB

Навыки: обработка сигналов, математика, программирование в MATLAB

С Марком Ричардсоном, замечательным нейрохирургом из Питта. Проект обработки сигналов с высокими требованиями к математике. Будет задействована оптимизация и программирование с анализом нейронных данных, записанных Марком на своих пациентах.

Совместное использование спектра беспроводными системами
пользователей.ece.cmu.edu/~peha

Советник:
Джон Пеха
[email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB

Согласно общепринятому мнению, в настоящее время мы страдаем от ужасной нехватки спектра. Это ограничивает нашу способность внедрять новые беспроводные продукты и услуги, такие как повсеместный широкополосный доступ в Интернет, ограничивает нашу способность делать существующие системы, такие как сотовая телефония, более распространенными и менее дорогими, ограничивает нашу способность увеличивать скорость передачи данных и дальность действия существующих продуктов, таких как Wi-Fi, и даже ограничивает нашу способность обеспечивать пожарных, полицию и парамедиков системами связи, которые им необходимы для обеспечения нашей безопасности.Решение этой проблемы заставит мир переосмыслить то, как он управлял спектром и предотвращал помехи на протяжении более 80 лет. В действительности, если измерить использование спектра (как это делают студенты CMU), окажется, что большая часть спектра простаивает в любой момент времени. Одна из причин заключается в том, что мы часто предотвращаем помехи между системами, предоставляя каждой системе эксклюзивный доступ к блоку спектра. Таким образом, всякий раз, когда такая система не передает, спектр бездействует. В этом проекте мы ищем новые методы, которые позволят разрозненным беспроводным системам совместно использовать спектр, не создавая чрезмерных вредных помех своим соседям.Одним из текущих примеров технологии, работающей в совместно используемом спектре, является Wi-Fi, но это всего лишь один технический подход, работающий в рамках одной конкретной политики использования спектра. Есть много альтернатив. Наша цель — использовать совместное использование спектра для увеличения количества коммуникаций, которые могут иметь место в данном диапазоне спектра, на порядки, что приведет к революции в беспроводных продуктах и ​​услугах. Например, может ли оператор сотовой связи передавать часть своего трафика в спектре, который используется совместно с другими системами? Можно ли позволить новой системе совместно использовать спектр с радиолокационными, телевизионными или спутниковыми линиями, не создавая вредных помех для существующей системы? Мы рассмотрим новые подходы и проверим их эффективность (или неэффективность).

Виртуальные тренеры и приложения

Консультанты:
Асим Смаиладжич / Дэн Севиорек
[email protected] / [email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB
Навыки: Matlab, навыки программирования

Мы предлагаем разработать методы и технологии, которые обеспечат соответствующее увлекательное руководство и поддержку в областях здравоохранения, трудотерапии и социальных сетей.Примером может служить мотивация пациентов заниматься реабилитацией и побуждать их правильно выполнять реабилитационные упражнения дома или под минимальным контролем. Наш дальновидный сценарий включает более длительные, более частые и увлекательные реабилитационные упражнения, которые будут способствовать лучшим результатам для пациентов, более быстрому восстановлению и меньшему количеству повторных госпитализаций. Virtual Coach — это основной модуль системы, обеспечивающий компьютерный мониторинг упражнений, измерение и обратную связь, персонализированные для пациента.Он будет включать информацию о состоянии и действиях пользователя, взаимодействуя с модулем мониторинга. Этот модуль основан на платформе переносных датчиков (например, акселерометров, электрокардиографии, дыхания). Виртуальный тренер будет применим к другим режимам упражнений на основе движений, включая те, которые предписаны для трудотерапии или рекомендованы для поддержания здоровья. Системы должны иметь возможность выполнять оценку физического состояния и распознавание деятельности человека, оценивать качество упражнений и представлять прогресс пациентам и клиницистам.

Эффективность сторожевого таймера
http://users.ece.cmu.edu/~koopman

Советник:
Филип Купман
[email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB
Навыки: C / язык сборки, сторожевые таймеры, микроконтроллеры. 18-348 — отличный препарат

Измерение эффективности сторожевых таймеров для программного обеспечения управления в реальном времени с внесенными ошибками программного обеспечения. Возьмите программы, искажающие состояние системы, и посмотрите, как часто сторожевой таймер обнаруживает проблему.

Платформа переносных датчиков для распознавания состояния и активности пользователя

Консультанты:
Дэн Севиорек / Асим Смаиладжич
[email protected] / [email protected]

Открыт для: Младший, Старший, IMB
Навыки: Matlab, навыки программирования Осведомленность о состоянии пользователя лежит в основе компьютеризированной системы помощи человеку или виртуального тренера. Цель проекта — разработать систему, способную распознавать состояние и действия пользователя.Студенты могут использовать (или дополнять) недорогие стандартные датчики (например, акселерометры, инерциальные измерительные приборы, микрофон), переносную мультисенсорную платформу, такую ​​как Plux (www.plux.com) или Zephyr (www. .fact-canada.com / BioHarness / Zephyr-Bioharness.html). Система должна быть способна распознавать и измерять некоторые из следующих примерных состояний: состояния позы (например, сидение, стояние, лежа, искривление), постуральные коммуникативные жесты (например, указание, вопрос), жесты активности (например,грамм. размахивание руками, ходьба, упражнения) и параметры ворот (например, период и амплитуда шага, движения рук, поза и ходьба). Датчики будут размещены на частях тела человека (например, кепке, поясе, запястье) для получения измерений ускорения частей тела, необходимых для измерения уровня активности пользователя. Машинное обучение будет использоваться для распознавания состояния и действий пользователя. Эта часть проекта требует навыков программирования на Matlab. Студентам необходимо будет выбрать датчики, которые потребуются для данной задачи распознавания состояния и активности, узнать об API платформы датчиков и создать или изменить алгоритм распознавания.

Беспроводная серверная часть для oculus

users.ece.cmu.edu/~vsekar

Консультанты:

Вяс Секар [email protected]

Сварун Кумар [email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB

Навыки: C / C ++, Java, 18-213 требуется

О гарнитуре Oculus VR было много шума. Более мощная версия Oculus нуждается в привязанном сервере к высокопроизводительному рабочему столу для обработки в реальном времени и рендеринга графики.Однако эта привязка серьезно затрудняет взаимодействие с пользователем и может стать препятствием для ряда потенциальных приложений. Целью этого проекта будет разработка и реализация «беспроводной серверной части» для Oculus. Обратите внимание, что это другой вид беспроводного соединения по сравнению с традиционным Wi-Fi / беспроводной связью — нам нужна точка-точка с очень высокой пропускной способностью и очень низкой задержкой. Требование к задержке особенно жесткое, поскольку это может иметь потенциальные последствия для здоровья и взаимодействия с пользователем (например, тошнота), если задержка велика.

Беспроводная навигация роботов

Советник: Сварун Кумар [email protected]

Открыт для: Junior, Senior, IMB

Навыки: C / C ++, Matlab

Автономная навигация — будь то роботы или автомобили — сталкивается с серьезной проблемой — транспортные средства не могут обнаруживать объекты в слепых зонах. Рассмотрим, например, машину, выезжающую из скрытой подъездной дорожки, или пешехода, закрытого из-за плохой видимости.Мы стремимся использовать беспроводные сигналы для решения этой проблемы. В рамках этого проекта создается система для автономных транспортных средств, позволяющая обнаруживать препятствия вокруг них, фиксируя взаимодействие беспроводных сигналов с ними. Он использует эти взаимодействия для определения материала, из которого сделаны эти препятствия. Студенты будут работать с программными радиоплатформами, установленными на небольших роботизированных платформах, программировать их на C / C ++ и писать код Matlab для обработки сигналов.

Беспроводные сети для подключенных автомобилей

Советник:
Джон Пеха
peha @ cmu.edu
www.ece.cmu.edu/~peha/bio.html

Открыт для: Junior, Senior, IMB

Навыки: Требуется опыт программирования, желательно с C ++. Знание беспроводных сетей полезно, хотя и не обязательно.

Появилась новая технология, позволяющая создать беспроводную ячеистую коммуникационную сеть для соединения движущихся автомобилей. Полученная в результате сеть связи может использоваться для всего, от отправки критически важных для безопасности предупреждений, предотвращающих автомобильные аварии, до потоковой передачи фильмов зрителям на задних сиденьях автомобилей.В этом проекте мы изучаем технические характеристики автомобильных сетей, такие как достижимая пропускная способность, а также экономические и политические вопросы автомобильных сетей. Это включает определение того, могут ли автомобильные сети стать новым способом предоставления доступа в Интернет для мобильных пользователей, который является более экономичным, чем традиционные сотовые технологии. Используя обширные данные, собранные из реальной автомобильной сети, мы разработали детальное программное обеспечение для моделирования, которое позволяет нам экспериментировать с различными видами транспортных сетей и оценивать затраты и преимущества такой системы.Для получения дополнительной информации см. Https://users.ece.cmu.edu/~peha/vehicular.html. У студента есть возможность присоединиться к этому проекту и поработать над симуляцией. Это может включать изменение и расширение текущего программного обеспечения, которое написано на C ++ с использованием системы моделирования под названием NS-3, запуск модифицированного программного обеспечения и анализ результатов.

Беспроводная телеметрия питания и данных для протеза сетчатки для слепых

Советник:
Шон Келли
skkelly @ cmu.edu
http://ndel.ices.cmu.edu

Открыт для: Младший, Старший, IMB
Навыки: Проектирование аналоговых схем. Полезен опыт работы со встроенными системами

Разработка индуктивных систем связи и схем для беспроводной передачи энергии и данных на медицинские устройства, в частности, для протезов сетчатки, восстанавливающих зрение слепым.

Использование гибридной технологии — Вычислительные услуги — Офис CIO

Эти инструкции применимы к помещениям, в которых были установлены новые конференц-камеры и микрофоны для поддержки гибридной среды личного и удаленного обучения (IPR).

Существует ограниченное количество комнат, в которых уже есть возможность проведения видеоконференцсвязи. В этих комнатах VC установлены камеры на уровне комнаты и микрофоны аудитории. Для комнат VC требуются другие инструкции по настройке и использованию (см. Список собственных комнат VC и руководство здесь).

Сенсорный экран

Существующие сенсорные экраны и комнатные проекторы контролируют то, что представлено в классе.Посетите краткое справочное руководство для каждого класса, чтобы получить дополнительную помощь по технологиям в классе.

Конференц-камера

Huddly GO — это компактная широкоугольная конференц-камера, используемая для обеспечения обзора зоны инструктора (до 150 градусов по ширине). Камеру можно отрегулировать вручную (при необходимости) для захвата различных областей классной комнаты.

Комнатный микрофон

Микрофон Yamaha YVC-200 предназначен для захвата и усиления голоса инструктора (до 2 метров в радиусе) для удаленных студентов. Регулировкой громкости можно управлять через приложение Zoom или с помощью кнопок громкости (+/-) на микрофоне.

Zoom

Zoom, предпочтительное решение CMU для веб-конференций, предназначено для поддержки удаленного обучения.Посетите Zoom для получения дополнительных советов и помощи.

ECE: Страница курса — Электротехника и вычислительная техника — Инженерный колледж

Курс Название курса Расположение шт. Предлагаемый семестр
18-601 Предпринимательство и инновации в сфере технологий Питтсбург 12 Прошлое
18-610 Основы современных КМОП-устройств Питтсбург 12 Прошлое
18-612 Нейронные технологии: зондирование и стимуляция Питтсбург 12 Прошлое
18-613 Основы компьютерных систем Питтсбург 12 Прошлое
18-613RW Основы компьютерных систем Руанда 12 Прошлое
18-613SV Основы компьютерных систем Кремниевая долина 12 Прошлое
18-614 Микроэлектромеханические системы Питтсбург 12 Прошлое
18-615 Производство микро- и наносистем Питтсбург 12 Прошлое
18-616 Нано-био-фотоника Питтсбург 12 Прошлое
18-616RW Нано-био-фотоника Руанда 12 Прошлое
18-618 Интеллектуальные сети и системы электроэнергетики будущего Питтсбург 12 Прошлое
18-622 Расширенный дизайн цифровых интегральных схем Питтсбург 12 Прошлое
18-623 Проектирование аналоговых интегральных схем Питтсбург 12 Прошлое
18-625 Разработка мобильных платформ и серверов ULSI Питтсбург 12 Прошлое
18-629D Специальные темы в схемах: проектирование ИС для систем беспроводной связи Питтсбург 12 Прошлое
18-631A Введение в информационную безопасность Питтсбург 12 Прошлое
18-631B Введение в информационную безопасность Питтсбург 12 Прошлое
18-631RW Введение в информационную безопасность Руанда 12 Прошлое
18-631SV Введение в информационную безопасность Кремниевая долина 12 Прошлое
18-632 Введение в аппаратную безопасность Питтсбург 12 Прошлое
18-632SV Введение в аппаратную безопасность Кремниевая долина 12 Прошлое
18-636 Безопасность браузера Питтсбург 12 Прошлое
18-636RW Безопасность браузера Руанда 12 Прошлое
18-636SV Безопасность браузера Кремниевая долина 12 Прошлое
18-637 Безопасность беспроводной сети Питтсбург 12 Прошлое
18-637SV Безопасность беспроводной сети Кремниевая долина 12 Прошлое
18-638 Мобильная безопасность Питтсбург 12 Прошлое
18-638SV Мобильная безопасность Кремниевая долина 12 Прошлое
18-639 Политики Интернета Питтсбург 12 Прошлое
18-640 Аппаратная арифметика для машинного обучения Питтсбург 12 Прошлое
18-641RW Шаблоны проектирования для разработки смартфонов Руанда 12 Прошлое
18-642 Разработка встроенного системного программного обеспечения Питтсбург 12 Прошлое
18-643 Реконфигурируемая логика: технология, архитектура и приложения Питтсбург 12 Прошлое
18-644 Специальные темы в компьютерных системах: мобильное оборудование для инженеров-программистов Питтсбург 12 Прошлое
18-644SV Специальные темы в компьютерных системах: мобильное оборудование для инженеров-программистов Кремниевая долина 12 Прошлое
18-645 Как написать быстрый код Питтсбург 12 Прошлое
18-645SV Как написать быстрый код Кремниевая долина 12 Прошлое
18-646 Как написать Fast Code II Питтсбург 12 Прошлое
18-646SV Как написать Fast Code II Кремниевая долина 12 Прошлое
18-647 Решение вычислительных задач для инженеров Питтсбург 12 Прошлое
18-648 Встроенные системы реального времени Питтсбург 12 Прошлое
18-649SV Мобильное оборудование для инженеров-программистов Кремниевая долина 12 Прошлое
18-650 Политики беспроводных систем Питтсбург 12 Прошлое
18-651 Сетевые киберфизические системы Питтсбург 12 Прошлое
18-652 Основы программной инженерии Питтсбург 12 Прошлое
18-652RW Основы программной инженерии Руанда 12 Прошлое
18-652SA Основы программной инженерии Кремниевая долина 12 Прошлое
18-652СБ Основы программной инженерии Кремниевая долина 12 Прошлое
18-653 Архитектура и дизайн программного обеспечения Питтсбург 12 Прошлое
18-653SV Архитектура и дизайн программного обеспечения Кремниевая долина 12 Прошлое
18-654SV Проверка и тестирование программного обеспечения Кремниевая долина 12 Прошлое
18-655 Сервисно-ориентированные вычисления Питтсбург 12 Прошлое
18-655SV Сервисно-ориентированные вычисления Кремниевая долина 12 Прошлое
18-656A Разработка рабочих процессов с интенсивным использованием данных для инженеров-программистов Питтсбург 12 Прошлое
18-656SV Разработка рабочих процессов с интенсивным использованием данных для инженеров-программистов Кремниевая долина 12 Прошлое
18-657SV Анализ решений и инженерная экономика для инженеров-программистов Кремниевая долина 12 Прошлое
18-658SV Требования к программному обеспечению и дизайн взаимодействия Кремниевая долина 12 Прошлое
18-659SV Методы программной инженерии Кремниевая долина 12 Прошлое
18-660 Оптимизация Питтсбург 12 Прошлое
18-660SV Численные методы инженерного проектирования и оптимизации Кремниевая долина 12 Прошлое
18-661 Введение в машинное обучение для инженеров Питтсбург 12 Прошлое
18-661RW Введение в машинное обучение для инженеров Руанда 12 Прошлое
18-661SV Введение в машинное обучение для инженеров Кремниевая долина 12 Прошлое
18-662 Принципы и инженерное применение AI Питтсбург 12 Прошлое
18-663 Аппаратные архитектуры для машинного обучения Питтсбург 12 Прошлое
18-663SV Аппаратные архитектуры для машинного обучения Кремниевая долина 12 Прошлое
18-664 Статус технологии ULSI и дорожная карта для системы на микросхемах и системы в пакете Питтсбург 12 Прошлое
18-665 Расширенная теория вероятностей и статистики для инженеров Питтсбург 12 Прошлое
18-665SV Расширенная теория вероятностей и статистики для инженеров Кремниевая долина 12 Прошлое
18-667 Алгоритмы для крупномасштабного распределенного машинного обучения и оптимизации Питтсбург 12 Прошлое
18-668SV Наука о данных для разработки программного обеспечения Кремниевая долина 12 Прошлое
18-669F Специальные темы в технологии интегрированных систем: Микро / нано биомедицинские устройства Питтсбург 12 Прошлое
18-681 Силовая электроника Питтсбург 12 Прошлое
18-681RW Силовая электроника Руанда 12 Прошлое
18-685 Гибкие энергетические системы Питтсбург 12 Прошлое
18-685RW Гибкие энергетические системы Руанда 12 Прошлое
18-687 Аналитическое моделирование производительности и проектирование компьютерных систем Питтсбург 12 Прошлое
18-687SV Аналитическое моделирование производительности и проектирование компьютерных систем Кремниевая долина 12 Прошлое
18-690 Введение в неврологию для инженеров Питтсбург 12 Прошлое
18-691 Цифровая обработка сигналов Питтсбург 12 Прошлое
18-697 Статистические открытия и обучение Питтсбург 12 Прошлое
18-697SV Статистические открытия и обучение Кремниевая долина 12 Прошлое
18-698 Обработка нейронных сигналов Питтсбург 12 Прошлое
18-701 Техническое письмо для инженеров — лингвистические основы Питтсбург 6 Прошлое
18-702 Техническое письмо для инженеров: основы жанра Питтсбург 6 Прошлое
18-703 Управление и ведущие исследования и разработки Питтсбург 12 Прошлое
18-709 Расширенные облачные вычисления Питтсбург 12 Прошлое
18-712 Элементы фотоники для систем связи Питтсбург 12 Прошлое
18-715 Физика прикладного магнетизма Питтсбург 12 Прошлое
18-721 Расширенный дизайн аналоговых интегральных схем Питтсбург 12 Прошлое
18-723 Разработка и реализация ИС РФ Питтсбург 12 Прошлое
18-725 Расширенный дизайн цифровых интегральных схем Питтсбург 12 Прошлое
18-726 Проекты в области проектирования интегральных схем: первый кремний Питтсбург 12 Прошлое
18-730 Введение в компьютерную безопасность Питтсбург 12 Прошлое
18-730SV Введение в компьютерную безопасность Кремниевая долина 12 Прошлое
18-731 Сетевая безопасность Питтсбург 12 Прошлое
18-731RW Сетевая безопасность Руанда 12 Прошлое
18-731SV Сетевая безопасность Кремниевая долина 12 Прошлое
18-732 Безопасные программные системы Питтсбург 12 Прошлое
18-732RW Безопасные программные системы Руанда 12 Прошлое
18-732SV Безопасные программные системы Кремниевая долина 12 Прошлое
18-733 Прикладная криптография Питтсбург 12 Прошлое
18-733SV Прикладная криптография Кремниевая долина 12 Прошлое
18-734 Основы конфиденциальности Питтсбург 12 Прошлое
18-734SV Основы конфиденциальности Кремниевая долина 12 Прошлое
18-737SA Специальные темы в компьютерных системах: разработка безопасных программных систем Кремниевая долина 12 Прошлое
18-738 Спортивная техника Питтсбург 12 Прошлое
18-739A Специальные темы в области безопасности: основы безопасности и конфиденциальности Питтсбург 12 Прошлое
18-739C Специальные темы в безопасности: анализ уязвимостей, защиты и вредоносного ПО Питтсбург 12 Прошлое
18-739E Сетевая безопасность и управление Питтсбург 12 Прошлое
18-739F Специальные темы в области безопасности: безопасность и справедливость глубокого обучения Питтсбург 12 Прошлое
18-739L Специальные темы в области безопасности: кибербезопасность I Питтсбург 12 Прошлое
18-739M Специальные темы в области безопасности: формальные основы безопасности программного обеспечения Питтсбург 12 Прошлое
18-739N Специальные темы по безопасности: архитектуры для системной и сетевой безопасности Питтсбург 12 Прошлое
18-739SF Специальные темы в области безопасности: безопасность и справедливость глубокого обучения Кремниевая долина 12 Прошлое
18-739SV Специальные темы в области безопасности: основы безопасности и конфиденциальности Кремниевая долина 12 Прошлое
18-740 Архитектура и дизайн современных компьютеров Питтсбург 12 Прошлое
18-740B Архитектура и дизайн современных компьютеров Питтсбург Переменная Прошлое
18-740SA Архитектура и дизайн современных компьютеров Кремниевая долина 12 Прошлое
18-741 Компьютерные сети Питтсбург 12 Прошлое
18-742 Компьютерная архитектура и системы Питтсбург 12 Прошлое
18-743 Энергоэффективные вычисления Питтсбург 12 Прошлое
18-743SV Энергоэффективные вычисления Кремниевая долина 12 Прошлое
18-744SV Архитектура подключенных встроенных систем Кремниевая долина 12 Прошлое
18-745 Быстрое прототипирование компьютерных систем Питтсбург 12 Прошлое
18-746 Системы хранения Питтсбург 12 Прошлое
18-747 Как написать код с низким энергопотреблением для Интернета вещей Питтсбург 12 Прошлое
18-747SV Как написать код с низким энергопотреблением для Интернета вещей Кремниевая долина 12 Прошлое
18-748 Беспроводные сенсорные сети Питтсбург 12 Прошлое
18-749 Построение надежных распределенных систем Питтсбург 12 Прошлое
18-750 Беспроводные сети и приложения Питтсбург 12 Прошлое
18-750SV Беспроводные сети и приложения Кремниевая долина 12 Прошлое
18-751 Прикладные случайные процессы Питтсбург 12 Прошлое
18-751RW Прикладные случайные процессы Руанда 12 Прошлое
18-751SV Прикладные случайные процессы Кремниевая долина 12 Прошлое
18-752 Оценка, обнаружение и обучение Питтсбург 12 Прошлое
18-753 Теория информации Питтсбург 12 Прошлое
18-754 Кодирование контроля ошибок Питтсбург 12 Прошлое
18-755 Сети в реальном мире Питтсбург 12 Прошлое
18-755SV Сети в реальном мире Кремниевая долина 12 Прошлое
18-756 Пакетная коммутация и компьютерные сети Питтсбург 12 Прошлое
18-757 Управление и контроль сети Питтсбург 12 Прошлое
18-758 Беспроводная связь Питтсбург 12 Прошлое
18-759 Беспроводные сети Питтсбург 12 Прошлое
18-759RW Беспроводные сети Руанда 12 Прошлое
18-760 САПР СБИС: логика в компоновку Питтсбург 12 Прошлое
18-762 Методы моделирования и оптимизации схем: перспективы энергосистем Питтсбург 12 Прошлое
18-765 Тестирование цифровых систем и тестируемое проектирование Питтсбург 12 Прошлое
18-771 Линейные системы Питтсбург 12 Прошлое
18-771RW Линейные системы Руанда 12 Прошлое
18-776 Нелинейное управление Питтсбург 12 Прошлое
18-777 Сложные крупномасштабные динамические системы Питтсбург 12 Прошлое
18-781 Распознавание и понимание речи Питтсбург 12 Прошлое
18-781SV Распознавание и понимание речи Кремниевая долина 12 Прошлое
18-782ПП Машинное обучение Португалия 12 Прошлое
18-785 Данные, выводы и прикладное машинное обучение Питтсбург 12 Прошлое
18-785RW Данные, выводы и прикладное машинное обучение Руанда 12 Прошлое
18-786 Введение в глубокое обучение Питтсбург 12 Прошлое
18-786R Введение в глубокое обучение Питтсбург 12 Прошлое
18-786SV Введение в глубокое обучение Кремниевая долина 12 Прошлое
18-790 Вейвлеты и методы множественного разрешения Питтсбург 12 Прошлое
18-791 Методы анализа медицинских изображений Питтсбург 12 Прошлое
18-792 Расширенная цифровая обработка сигналов Питтсбург 12 Прошлое
18-793 Обработка изображений и видео Питтсбург 12 Прошлое
18-793SV Обработка изображений и видео Кремниевая долина 12 Прошлое
18-794 Теория распознавания образов Питтсбург 12 Прошлое
18-794RW Теория распознавания образов Руанда 12 Прошлое
18-795 Информатика биоизображений Питтсбург 12 Прошлое
18-797 Машинное обучение для обработки сигналов Питтсбург 12 Прошлое
18-797RW Машинное обучение для обработки сигналов Руанда 12 Прошлое
18-797SV Машинное обучение для обработки сигналов Кремниевая долина 12 Прошлое
18-799R Специальные темы в обработке сигналов: Введение в когнитивную робототехнику Питтсбург 12 Прошлое
18-799J Специальные темы в обработке сигналов: сжатие и разреженная оптимизация Питтсбург 12 Прошлое
18-799K Специальные темы в обработке сигналов: искусственные когнитивные системы Питтсбург 12 Прошлое
18-799RW Специальные темы в обработке сигналов: прикладное компьютерное зрение Руанда 12 Прошлое
18-799SM Специальные темы в обработке сигналов: расширенное машинное обучение Кремниевая долина 12 Прошлое
18-817 Прикладная физика: основы полупроводников и наноструктур Питтсбург 12 Прошлое
18-819C Специальные темы прикладной физики: введение в квантовую информатику и технологии для инженеров Питтсбург 12 Прошлое
18-819D Специальные разделы прикладной физики: устройства памяти и технологии Питтсбург 12 Прошлое
18-819E Специальные разделы прикладной физики: электроника малых размеров Питтсбург 12 Прошлое
18-819K Специальные темы прикладной физики: помимо устройств и схем КМОП Питтсбург 12 Прошлое
18-843 Мобильные и повсеместные вычисления Питтсбург 12 Прошлое
18-843SV Мобильные и повсеместные вычисления Кремниевая долина 12 Прошлое
18-845 Интернет-службы Питтсбург 12 Прошлое
18-846SV Опыт проектирования беспроводных систем Кремниевая долина 12 Прошлое
18-847B Специальные темы в компьютерных системах: «Расширенные облачные вычисления» Питтсбург 12 Прошлое
18-847C Специальные темы в компьютерных системах: параллельные, гетерогенные и новые архитектуры Питтсбург 12 Прошлое
18-847D Специальные темы в компьютерных системах: основы блокчейнов и распределенный консенсус Питтсбург 12 Прошлое
18-847E Специальные темы в компьютерных системах: нейроморфная компьютерная архитектура Питтсбург 12 Прошлое
18-847F Специальные темы в компьютерных системах: основы облачной инфраструктуры и инфраструктуры машинного обучения Питтсбург 12 Прошлое
18-847G Специальные темы в компьютерных системах: решение вычислительных задач для инженеров Питтсбург 12 Прошлое
18-847RW Специальные темы в компьютерных системах: системы дополненной и виртуальной реальности Руанда 12 Прошлое
18-847SE Специальные темы в компьютерных системах: нейроморфная компьютерная архитектура Кремниевая долина 12 Прошлое
18-847Ш Специальные темы в компьютерных системах: Архитектура беспроводных программных систем Кремниевая долина 12 Прошлое
18-848D Специальные темы встраиваемых систем: спортивные технологии Питтсбург 12 Прошлое
18-858R1 Специальные темы в коммуникациях: Лаборатория беспроводных систем Руанда 6 Прошлое
18-858R2 Специальные темы в коммуникации: Сетевая лаборатория Руанда 6 Прошлое
18-858R4 Специальные темы в области связи: телекоммуникационная политика в развивающихся странах Руанда 6 Прошлое
18-859G Специальные темы в коммуникациях: беспроводные сети и мобильные системы Питтсбург 12 Прошлое
18-859I Специальные темы в коммуникациях: сетевая экономика, оптимизация и обучение Питтсбург 12 Прошлое
18-859R Специальные темы в коммуникациях: сетевая лаборатория Питтсбург 12 Прошлое
18-859RW Специальные темы в области связи: телекоммуникационная политика в развивающихся странах Руанда 12 Прошлое
18-859SI Специальные темы в коммуникациях: сетевая экономика, оптимизация и обучение Кремниевая долина 12 Прошлое
18-875 Инженерия и экономика электроэнергетических систем Питтсбург 12 Прошлое
18-879L Специальные разделы систем и управления: алгоритмы и численные методы в анализе и оптимизации систем Пауэрса Питтсбург 12 Прошлое
18-879M Специальные темы в системах и управлении: оптимизация в энергетических сетях Питтсбург 12 Прошлое
18-882A Тест Питтсбург Переменная Нет в наличии
18-882A Специальные темы в энергетических системах: силовая электроника Питтсбург 12 Прошлое
18-882B Специальные темы в энергетических системах: управление подключенными к сети машинами и преобразователями Питтсбург 12 Прошлое
18-882K Специальные темы в энергетических системах: силовая электроника Питтсбург 12 Прошлое
18-882L Специальные темы в энергетических системах: управление подключенными к сети машинами и преобразователями Питтсбург 12 Прошлое
18-882RW Специальные темы в энергетических системах: моделирование энергетических систем Руанда 12 Прошлое
18-883A1 Специальные темы в энергетических системах: разработка энергетических проектов и экономические исследования Питтсбург 6 Прошлое
18-883A2 Специальные темы в энергетических системах: разработка энергетических проектов и экономические исследования Питтсбург 6 Прошлое
18-883A3 Специальные темы в энергетических системах: эксплуатация энергосистем Питтсбург 6 Прошлое
18-883A4 Специальные темы в энергетических системах: расширение энергосистемы Питтсбург 6 Прошлое
18-883B1 Специальные темы в энергетических системах: основы электроэнергетической системы для неэнергетических специалистов Питтсбург 6 Прошлое
18-883B2 Special Topics in Energy Systems: Integrated Energy Systems Pittsburgh 6 Past
18-883B4 Special Topics in Energy Systems: Integrated Energy Systems Pittsburgh 6 Past
18-883C1 Special Topics in Energy Systems: Applied Smart Grid Telecoms Pittsburgh 6 Past
18-883C2 Special Topics in Energy Systems: Off-Grid Electricity Systems Pittsburgh 6 Past
18-883C3 Special Topics in Energy Systems: Off-Grid Electricity Systems Pittsburgh 6 Past
18-883C4 Special Topics in Energy Systems: Smart Grid Architecture Model Applications Pittsburgh 6 Past
18-883K1 Special Topics in Energy Systems: Energy Project Development and Economic Studies Rwanda 6 Past
18-883K3 Special Topics in Energy Systems: Power Systems Operations Rwanda 6 Past
18-883K4 Special Topics in Energy Systems: Power System Expansion Rwanda 6 Past
18-883L2 Special Topics in Energy Systems: Energy Project Development and Economic Studies Rwanda 6 Past
18-883L3 Special Topics in Energy Systems: Power Electronics Applications in High Power Rwanda 6 Past
18-883L4 Special Topics in Energy Systems: Integrated Energy Systems Rwanda 6 Past
18-883M1 Special Topics in Energy Systems: Applied Smart Grid Telecoms Rwanda 6 Past
18-883M2 Special Topics in Energy Systems: Off-Grid Electricity Systems Rwanda 6 Past
18-883M3 Special Topics in Energy Systems: Off-Grid Electricity Systems Rwanda 6 Past
18-883R1 Special Topics in Energy Systems: Electric Power System Basics for the Non Power Professional Rwanda 6 Past
18-883R2 Special Topics in Energy Systems: Integrated Energy Systems Rwanda 6 Past
18-883R3 Special Topics in Energy Systems: Small Hydro-Electric Systems Rwanda 12 Past
18-898D Special Topics in Signal Processing: Graph Signal Processing and Learning Pittsburgh 12 Past
18-898F Special Topics in Signal Processing: Intro to Data-science with Applications to Clinical Neural Data Pittsburgh 12 Past
18-898G Special Topics in Signal Processing: Sparsity, Structure, and Inference Pittsburgh 12 Past
18-899A1 Special Topics in Signal Processing: Applied Time Series Analysis Pittsburgh 6 Past
18-899R1 Special Topics in Signal Processing: Applied Time Series Analysis Rwanda 6 Past
18-899A3 Special Topics in Signal Processing: Data and Inference (DI) Pittsburgh 6 Past
18-899A4 Special Topics in Signal Processing: Enterprise IoT in the Developing World Pittsburgh 6 Past
18-899B2 Special Topics in Signal Processing: Data Science and Risk Management Applications Pittsburgh 6 Past
18-899B3 Special Topics in Signal Processing: Data Analytics Pittsburgh 6 Past
18-899B4 Special Topics in Signal Processing: Big Data Science (BDS) Pittsburgh 6 Past
18-899C1 Special Topics in Signal Processing: Data and Inference Pittsburgh 6 Past
18-899C2 Special Topics in Signal Processing: Applied Machine Learning Pittsburgh 6 Past
18-899K1 Special Topics in Signal Processing: Data Inference Rwanda 6 Past
18-899K2 Special Topics in Signal Processing: Applied Machine Learning Rwanda 6 Past
18-899K3 Special Topics in Signal Processing: Data Analytics Rwanda 6 Past
18-899K4 Special Topics in Signal Processing: Big Data Science Rwanda 6 Past
18-899L4 Special Topics in Signal Processing: Enterprise IoT in the Developing World Rwanda 6 Past
18-899P1 Special Topics in Signal Processing: Data & Inference Portugal 6 Past
18-899P2 Special Topics in Signal Processing: Applied Machine Learning Portugal 6 Past
18-899R2 Special Topics in Signal Processing: Data Science and Risk Management Applications Rwanda 6 Past
18-899R3 Special Topics in Signal Processing: Data and Inference (DI) Rwanda 6 Past
18-899R4 Special Topics in Signal Processing: Applied Digital Signal Processing Rwanda 6 Past
18-901 Graduate Seminar Pittsburgh 0 Past
18-980 M.С. Дипломная работа Питтсбург Переменная Прошлое
18-989 Введение в аспирантуру Питтсбург 1 Прошлое
18-989SV Введение в аспирантуру Кремниевая долина Переменная Прошлое
18-990 Чтение и исследования Питтсбург Переменная Прошлое
18-990PP Чтение и исследования Португалия Переменная Прошлое
18-990SV Чтение и исследования Кремниевая долина Переменная Прошлое
18-991 Стажировка выпускников программ ECE Питтсбург 12 Прошлое
18-991B Стажировка выпускников программ ECE (2-я) Питтсбург Переменная Прошлое
18-991PP Стажировка для выпускников программ ECE Португалия 12 Прошлое
18-991SV Стажировка выпускников программ ECE Кремниевая долина 12 Прошлое
18-992 Стажировка для выпускников программ ECE Питтсбург 12 Прошлое
18-992ПП Стажировка выпускников программ ECE Португалия 12 Прошлое
18-992SV Стажировка выпускников программ ECE Кремниевая долина 12 Прошлое
18-994 Стажировка для аспирантов по электротехнике и вычислительной технике Питтсбург 3 Прошлое
18-995 Практикум по электротехнике и вычислительной технике Питтсбург Переменная Прошлое
18-997 СТАЖИРОВКА ДВА Питтсбург Переменная Прошлое
18-998 Стажировка Трое аспирантов по электротехнике и вычислительной технике Питтсбург Переменная Прошлое
Курс Название курса Расположение шт. Предлагаемый семестр
39-405 Инженерное проектирование Питтсбург 12 Нет в наличии
39-500 Исследовательский проект с отличием Питтсбург Переменная Нет в наличии
39-606 Проекты по проектированию инженерных изделий Питтсбург Переменная Прошлое

Bobbie — Направленный слуховой аппарат

Совершено на этой неделе

На этой неделе я реализовал многоканальную винеровскую фильтрацию с взвешиванием по искажению речи, как описано в разделе «Многоканальная фильтрация для оптимального снижения шума в микрофонных массивах» (Florêncio and Malvar, 2001).Результаты очень хороши в снижении шума, но также вносят очень заметные искажения в выходной сигнал. См. Прилагаемый аудио для примера.

Эта реализация обрабатывает аудио кадр за кадром, записывая результаты в буфер. На данный момент буфер просто записывается в файл при завершении сценария, но в реальной программе он будет непрерывно считываться для вывода. 38 секунд ввода были обработаны за ~ 3 секунды, включая чтение и запись файла; это означает, что обработка кадра занимает не более 70 миллисекунд, что находится в пределах нашего бюджета времени.Показанный результат включал некоторую настройку параметра P, а также параметров адаптивного фильтра наименьших средних квадратов. Я не вижу явных ошибок в своей реализации алгоритма, но уровни искажений в настоящее время довольно высоки и отвлекают. Я буду продолжать смотреть на это и пытаться уменьшить искажения, потому что шум уменьшается примерно на 24 дБ.

Исходный материал:

http://course.ece.cmu.edu/~ece500/projects/f18-team2/wp-content/uploads/sites/6/2018/10/input_0_deg.wav

Вывод после MWF:

http://course.ece.cmu.edu/~ece500/projects/f18-team2/wp-content/uploads/sites/6/2018/10/filtered_output.wav

Я также сгенерировал рабочий код C с помощью Matlab Coder. Сделать это было довольно просто; Matlab Coder смог автоматически определять типы на основе сценария, который использовал соответствующие функции. У нас есть возможность использовать Matlab Embedded Coder для генерации непосредственно для цели ARM Cortex-M, которая может работать быстрее, потому что она будет оптимизироваться для конкретного процессора, который мы используем.Однако мы еще не закончили наш временной бюджет, и полезно иметь возможность видеть исходный код C, поэтому мы просто будем использовать генерацию исходного кода.

Цели на следующую неделю

  • Уменьшить искажения в реализации SDW-MWF до более управляемого уровня
  • Сгенерировать один тест HINT для запуска в тестовой среде
  • Составьте список деталей и схему крепления для массива носимых микрофонов

Совершено на этой неделе

На этой неделе я изучил, как наша команда перейдет от нашей базовой реализации Matlab, которая состоит из шумоподавления LMS с использованием опорного и первичного сигналов, к использованию массива микрофонов.После просмотра исследовательских работ адаптивное формирование луча показалось очень многообещающим.

Основной принцип адаптивного формирования луча заключается в следующем. Микрофонные решетки с формированием луча представляют собой пространственные фильтры, которые принимают несколько микрофонных сигналов в качестве входных и объединяют их в один выходной сигнал. Обычно объединенный выходной сигнал рассчитывается путем фильтрации каждого микрофонного сигнала через цифровой КИХ-фильтр и суммирования выходного сигнала всех фильтров, как показано на рисунке. Фильтры спроектированы таким образом, что их выход конструктивно складывается, когда звук идет из определенного направления (главный лепесток), и деструктивно складывается, когда звук идет со всех других направлений.Это создает эффект пространственной фильтрации, заключающийся в фокусировке на звуке, исходящем из направления главного лепестка, при ослаблении звуков, исходящих из всех других направлений.

Цели на следующую неделю

  • Есть рабочая реализация формирования луча
  • Построить временную микрофонную схему для тестирования (пайка микрофонов и проектирование схемы)
    • Тест микрофонов, полученных в лаборатории
  • Разработайте реальный набор микрофонов для носимых устройств
    • (расстояние между микрофонами, какие материалы для монтажа и т. Д.)

Выполнено на этой неделе

На этой неделе я починил плату PCB, чтобы мы могли заказать ее через PCBway. Это включало добавление вручную слоев, которые не были созданы программой Eagle, и изменение кодировки файлов. Я закажу это, как только получу ответ от Куинна.

Я начал писать код для Teensy, чтобы получить простые входы от цифровых контактов, где мы скоро будем вводить сигнал с микрофонов, данных нам профессором Салливаном.

Я исследовал вывод тактовых импульсов с низким уровнем шума с платы Teensy, что можно сделать путем деления тактовых импульсов на основные тактовые импульсы I2S на 16 МГц. Я также исследовал модуляцию плотности импульса на плате Teensy, которая, как я обнаружил, включена в аудиотеку для Teensy. Наконец, я изучил варианты мощности для Teensy. На данный момент мы будем использовать питание от USB, но в конечном продукте должен быть портативный аккумулятор, который мы можем установить с 2 или 3 батареями AA. В идеале для удобства и удобства мы будем использовать перезаряжаемую батарею с низким профилем.

голов на следующей неделе

  • Получите сигнал через плату с помощью микрофонов большего размера
  • Генерация тактового сигнала на Teensy
  • Начните использовать библиотеку PDM на Teensy
  • Подключите Teensy Audio Shield для вывода звука на наушники
  • Выясните, какой метод использовать для внешнего питания, чтобы не повредить плату, когда она подключена к USB-кабелю и внешнему источнику питания.

Мы только что пропустили пару вех в нашем расписании.

Мы еще не отправили сигнал через микрофоны в аппаратную систему. Основная задержка здесь связана с очень маленькими микрофонами, которые мы изначально заказали, и последующими проблемами с дизайном печатной платы. Проблемы с печатной платой были исправлены, и мы сможем сделать заказ на этой неделе (ожидая ответа от Куинна). Тем временем, в понедельник Шон соберет микрофоны большего размера, которые дал нам профессор Салливан, и к тому времени получит реальный входной сигнал.

Мы также еще не создали тест HINT, который мы можем запустить в нашей тестовой среде.В основном это связано с тем, что нет особого смысла создавать его, когда соединение микрофона с оборудованием для приема сигнала еще не существует. Бобби сделает это на следующей неделе.

Хотя эти вехи были пропущены, в целом по проекту мы не сильно отстаем. Это связано с тем, что другие неблокированные задачи в обработке сигналов выполнялись, когда задачи для указанных выше этапов были заблокированы.

В качестве еще одной проблемы, связанной с расписанием, Шон будет большую часть этой недели путешествовать на собеседования, и это может немного отстать от графика.Пока его не будет, он будет усердно работать, чтобы продолжить работу над проектом.

Project LAKE — Регистрация эманаций акустической клавиатуры

Кевин

Достижения

  • На этой неделе я закончил проектирование печатной платы для версии 0. Я завершил разводку для питания, пытаясь использовать широкие дорожки и сделать их короткими, чтобы уменьшить шум. Эти конструктивные особенности были предложены в технических описаниях деталей, которые мы будем использовать, а также во многих онлайн-руководствах. Я проложил линии передачи данных и шины для наших двух микрофонов.Я добавил несколько резисторов и конденсаторов на шину I2S для повышения надежности сигнала. Я изо всех сил старался избегать резких поворотов аналогового сигнала с микрофона Vesper, чтобы избежать нежелательной фильтрации данных.
  • Я также исправил некоторые небольшие проблемы с посадочными местами деталей в Eagle. Я дважды проверил посадочные места для других частей, особенно микросхем схемы зарядки, поскольку они представляют собой небольшие корпуса QFN. Наконец, я стандартизировал все конденсаторы и резисторы этого типа, чтобы в Eagle был одинаковый корпус и библиотека.
  • К концу недели была заказана печатная плата. Мы заказали 5 штук по 1 доллару, плюс доставка, примерно 17 долларов. В лучшем случае мы сможем получить их до конца следующей недели. В противном случае они должны прибыть в течение следующей недели.
  • Я также помог Рониту и Джеймсу со сбором аудиосигналов с ESP32. Нам удалось собрать узнаваемые голосовые фрагменты, но не удалось установить правильную частоту дискретизации.

Предстоящие работы

  • Как только будет доставлена ​​печатная плата, мы можем начать тестирование.Сначала протестируем саму плату, убедившись, что дорожки подключены правильно. После этого мы можем приступить к сборке. Если платы появятся на следующей неделе, я смогу протестировать их до конца недели.
  • Также необходимо заказать детали для печатной платы. В настоящее время у нас есть LM1117 и ESP32, но отсутствуют схемы управления питанием и микрофоны. Я куплю их в начале следующей недели.
  • Самый большой риск, связанный с печатными платами, заключается в том, что они не работают после сборки.Я ожидаю, что отладка будет сложной задачей. Как можно быстрее найти проблемы будет иметь решающее значение, чтобы мы могли заказать еще одну ревизию плат. Если все же возникнут проблемы, мы обратимся за помощью в отладке, вероятно, из пост-документа, с которым мы говорили на прошлой неделе.
  • Учитывая, что очень вероятно, что на следующей неделе у нас не будет печатных плат, я также буду работать над обработкой сигналов. Обнаружение нажатия клавиш уже началось, но к концу этой недели я планирую автоматизировать систему.

Ронит

Достижения

  • Заставить I2S работать на ESP32 было особенно сложно.Несмотря на то, что микрофон mems является 24-битным устройством, часы должны работать на 32 такта.
  • Шина I2S также ожидает два устройства I2S, поэтому вместо этого я настроил ее на двойную выборку одного устройства.
  • Настройте устройство I2S на использование DMA для увеличения пропускной способности.
  • Настройте переадресацию портов в сети CMU для подключения ESP32 к ноутбуку через беспроводную сеть CMU.
  • Передал данные I2S с микрофона MEMS на ноутбук по TCP
  • Хотя мы получали данные на ноутбук, он был очень шумным, чтобы преодолеть это, мы сначала снизили частоту дискретизации до тех пор, пока не смогли легче отлаживать звуки.Внимательно прислушиваясь к звуку, я понял, что звуки зашифрованы. Т.е. сэмплы воспроизводились в неправильном порядке. Я запрашивал только отдельные значения из буферов DMA вместо всего буфера, и под прикрытием ESP32 менял буферы местами, и звуки воспроизводились не по порядку. Я настроил его на чтение всего буфера и увеличил количество буферов DMA.

На изображении ниже изображен звук человеческой речи, записанный на ESP32 и переданный по Wi-Fi, отображаемый на Matlab.

Изменения в описании расписания

  • Прямо сейчас мы можем воспроизводить звук на ноутбуке, который был записан на устройстве i2s. Однако мы не можем увеличить частоту дискретизации до желаемых 44,1 кГц. При частоте всего 10 кГц мы не сможем получить какие-либо желаемые функции. Это проблема, которую мы не ожидали, и у нас нет времени, заложенного в графике, и поэтому мы должны перемещать вещи. Поскольку мы опережаем PCB, Кевин будет помогать мне с выборкой i2s, так как у него есть слабость.

Предстоящие работы

  • Неспособность выполнить выборку на желаемой частоте в настоящее время является самой большой проблемой, которая у нас есть. Странно то, что часы устройства настроены на правильную частоту, и мы можем наблюдать это на осциллографе, но по какой-то причине устройство просто не дает нам нужных нам значений. Я предполагаю, что это займет не более 4 дней. После этого большая часть встроенного программного стека будет завершена, и я перейду к обработке сигналов.
  • По совету профессора Мая мы будем использовать несколько микрофонов, это потребовало небольшой модификации сетевого кода, но с этим легко справиться.

Джеймс

Достижения

  • Началась работа над алгоритмом TDoA для нескольких микрофонов. Поскольку мы планируем использовать 2 микрофона на каждой плате, один высококачественный и один с низким энергопотреблением для пробуждения процессора, мы можем применить TDoA как к одной плате, так и к нескольким устройствам. Я смог добиться точности порядка сантиметров, используя записанные образцы выстрелов.Разница во времени вывода будет просто использоваться как дополнительная переменная в алгоритме преобразования объекта в кластер.
  • Попытка собрать TensorFlow из исходного кода, чтобы включить инструкции AVX. К сожалению, мне не удалось запустить TensorFlow с AVX. Я продолжу работу над установкой недостающих зависимостей в следующие недели. А пока я продолжу дорабатывать алгоритмы машинного обучения, используя предварительно созданный пакет PIP TensorFlow. Хотя это приведет к более медленному обучению, мы все же сможем беспрепятственно продолжить остальную часть проекта.
  • Помог Рониту получить записанный звук, передаваемый по Wi-Fi с ESP32. На прошлой неделе мы изо всех сил пытались правильно передать записанные данные с ESP32. Поскольку остальная часть обработки сигнала зависит от этих данных, я помог Рониту вернуться в график. В конечном итоге мы устранили проблемы, касающиеся протоколов часов и данных между микрофоном ESP32 и I2S, а также неправильного порядка чтения из буферов. Нам все еще нужно будет отладить частоту дискретизации микрофона, поскольку мы обнаруживаем, что она, кажется, застряла на уровне около 8 кГц, несмотря на правильную частоту на линии синхронизации I2S.

Предстоящие работы

  • В настоящее время мы все еще работаем над сбором хороших данных от модуля ESP32 с микрофоном I2S. Как только это будет завершено, мы с Кевином сможем продвинуться дальше в извлечении функций из записанных нажатий клавиш (FFT, cepstral и TDoA).
  • Опять же, я планирую продолжить работу над созданием TensorFlow из исходных кодов в ближайшие недели.
  • На следующей неделе я буду работать с Кевином над усовершенствованием алгоритма разделения нажатия клавиш.
  • В настоящее время одной из самых больших проблем и рисков, с которыми мы сталкиваемся, является тот факт, что мы все еще не можем получить надежные данные от ESP32 по Wi-Fi. В качестве плана на случай непредвиденных обстоятельств мы продолжим работу с данными сотовых телефонов, если это необходимо, до тех пор, пока не изучим дополнительные возможности микрофона и передачи данных.

Изменения в описании расписания

  • В настоящее время я немного отстаю от графика в плане получения сборки TensorFlow из исходников. К счастью, это не критично для других компонентов проекта, поэтому я буду работать над этим параллельно с другими работами в ближайшие недели.

Статус команды

Достижения

  • Дизайн печатной платы был доработан и проверен Сэмом.
  • Мы внесли некоторые изменения в последнюю минуту, например добавили дополнительные заголовки отладки, чтобы немного упростить процесс отладки. В настоящее время на плате есть много перемычек и портов отладки gpio, которые будут удалены в будущих итерациях, но, поскольку это наш первый набег на дизайн печатной платы, мы сочли необходимым встроить в печатную плату как можно больше отказоустойчивости.
  • Даже если процессор на печатной плате не работает, мы настроили его так, чтобы он по-прежнему мог действовать как коммутационная плата для всех наших компонентов.
  • Потребовалась небольшая работа, чтобы сетевое соединение работало именно так, как мы хотели. Из нашего предыдущего сообщения в блоге вы могли узнать, что у нас возникли проблемы с отправкой данных с ESP32 на ноутбук, но эта проблема была решена.
  • Мы можем получить данные I2S с микрофона, однако в этой области все еще есть некоторые проблемы.
  • Мы находимся в процессе создания средства использования времени задержки прибытия в качестве другой точки данных. Поскольку у нас уже есть два микрофона, пробуждающий микрофон с низким энергопотреблением и микрофон MEMs хорошего качества, мы пытаемся использовать их для определения задержки поступления звука на два микрофона.Они расположены на расстоянии 2 дюймов друг от друга, и, следовательно, временная задержка прибытия между ними составляет порядка десятков миллисекунд, которые мы сможем различить, когда достигнем желаемой частоты дискретизации. Если мы обнаружим, что использование двух микрофонов на одной плате не дает желаемых результатов, мы перейдем к использованию двух корпусов датчиков на двух печатных платах. Сетевой стек был написан таким образом, чтобы можно было легко добавить дополнительные устройства.

Предстоящие работы

  • На следующей неделе Ronit будет работать над исправлением частоты дискретизации I2S.
  • Кевин и Джеймс будут работать над разделением нажатий клавиш.

Изменения в описании расписания

  • Невозможность выборки данных i2s и получение реальных данных является неудачей, однако мы изменили порядок расписания, так что вещи, зависящие от реальных данных, были отодвинуты назад.

Изменения проекта высокого уровня

  • Единственное обновление проекта на высоком уровне — это включение второго микрофона. Мы просмотрели некоторую литературу (https: // www.sigmobile.org/mobicom/2015/papers/p142-liuA.pdf?fbclid=IwAR2ZJi4b4LWak6W2l5iZk5fF9sDwKGeZHDAlDtUJiNDDYE62bAhzhfUjmZE) относительно использования двух микрофонов, расположенных с точностью до миллиметра, с точностью до миллиметра, расположенной с точностью до миллиметра, с точностью до миллиметра.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *