[PROJEKT] Wskaźnik wysterowania mikrofonu MEMS na panelu KAmodWS2812-8 + Arduino

W artykule opisany jest przykład sterowania linijką diod WS2812-8 przez sygnał analogowy doprowadzany z modułu KAmodMIC_MEMS. W układzie znajdują się dwie linijki diod WS2812 połączone szeregowo. Każdy moduł sterowany jest przez sygnał z odpowiadającego mu mikrofonu. W przypadku odebrania coraz silniejszego sygnału zapala się coraz więcej diod tworząc wskaźnik wysterowania mikrofonu.

Do realizacji projektu zostały użyte następujące moduły:

• 2 x KAmodWS2812-8 – moduł z ośmioma diodami RGB
• 2 x KAmodMIC_MEMS – moduł z mikrofonem MEMS i wzmacniaczem
• KAmduinoUNO
• Płytka stykowa

Na module KAmodMIC_MEMS znajduje się mikrofon SPV1840LR5H-B oraz wzmacniacz z układem LMV321L o wzmocnieniu 100 V/V. Mikrofony typu MEMS to miniaturowe układy scalone, gdzie na jednym podłożu znajdują się zarówno elementy elektryczne, jak i mechaniczne. W tej technologii najczęściej wytwarza się akcelerometry, czujniki ciśnienia oraz żyroskopy. Mikrofony MEMS mają lepszą czułość, mniej szumią i mają stabilniejsze parametry niż mikrofony elektretowe.

Komunikacja płytki z mikrokontrolerem jest prosta, gdyż mikrofon przesyła sygnał w formie analogowej, a więc potrzeba tylko jednego pinu do odebrania informacji. Sygnał trafia na wyjście przez wzmacniacz, a więc na pewno będzie miał wystarczającą amplitudę, aby go odczytać.

Rysunek 1. Przykładowy przebieg sygnału wyjściowego z modułu z mikrofonem MEMS

Moduł KAmodWS2812-8 to płytka, na której znajduje się 8 adresowanych diod RGB LED z wbudowanymi sterownikami. Diody są połączone szeregowo, co umożliwia łatwe sterowanie układem (znowu potrzeba tylko jednego pinu mikrokontrolera), a także dołączanie kolejnych diod, w czym ogranicza w zasadzie tylko wydajność prądowa zasilania. Wykorzystane zostały dwa moduły połączone szeregowo – do wyświetlania wskazań sygnału dwóch mikrofonów. Do sterowania diodami używana jest biblioteka NeoPixel firmy Adafruit.

Elementy należy połączyć zgodnie z poniższym schematem:

Rysunek 2. Schemat podłączenia poszczególnych elementów do KAmduino UNO 

Połączenie zostało także przedstawione w tabelach poniżej:

Połączone elementy prezentują się następująco:

Rysunek 3. Zmontowany układ wskaźnika wysterowania