Совместимый с Arduino музыкальный инструмент, обучающий цифровой обработке сигналов

Статья Митча Альтмана – изобретателя, придумавшего универсальный пульт для выключения телевизоров TV-B-Gone, и организатора хакерских конференций

Ребёнком я тянулся к музыке, и меня поражали звуки синтезатора Moog с альбома 1968 года Switched-On Bach. Мне необходимо было научиться извлекать такие звуки! Так началось обучение и изготовление синтезаторов длиною в жизнь, параллельно моему вхождению в техноиндустрию, где я в итоге сделал TV-B-Gone, гаджет, который позволяет вам выключать почти все модели телевизоров, управляемых с пульта. С момента обретения TV-B-Gone популярности я сделал множество наборов для изготовления забавных открытых устройств, которые я представляю по всему миру на конференциях самоделкиных. На них новички обучаются паять, прокладывают себе путь в мир электроники и микроконтроллеров. Вспоминая свою молодость, я захотел обеспечить их набором, простым в сборке и использовании, но при этом являющимся полноценным музыкальным синтезатором.

Создание умного дома подразумевает массу разных датчиков, контролирующих обстановку в доме — датчики движения, освещения, температурные и прочие. Если «умный дом» небольшой, то все выглядит просто даже с самодельными системами на базе открытых решений (MQTT, OpenHAB и т.д.) — подключили датчик, прописали его в программе OpenHAB или HomeAssistant и начали работать. Но если датчиков много, то появляется много рутинной и неблагодарной работы по прописыванию каждого из них в системе управления.

Предлагаемое решение («костыль») позволяет обойтись минимум ручных операций именно на этом этапе. Контроллер датчиков подключается к MQTT-брокеру и сам рассказывает про свои датчики и устройства в определенном формате в специальных топиках, затем небольшой скрипт на сервере умного дома создает соответствующие этим датчикам файлы конфигурации, после чего нужно только вручную определить их в специфичные для дома группы и можно приступать к созданию сценариев управления.

Конкретно эта прошивка работает на модулях с ESP-8266 (в том числе и на Sonoff Basic Switch и Sonoff Touch Wallswitch) с P&P скриптами для OpenHAB и HomeAssistant, но сам способ выдачи plug&play информации можно использовать и в других проектах.

В этой статье я продолжу воплощать свое вдохновение лабораторной работой №3 уже в железе. Речь пойдет о детектировании цифры по звуку в тоновом режиме набора на Arduino с помощью алгоритма Герцеля.

Всем привет! Прошло 5 дней с момента предыдущей статьи на тему "умного улья". Как говорится, много думал и гуглил. Еще несколько лет назад не было такого хайпа в области пчеловодства. Сейчас-же поднялась целая волна — кажется, что интернетом пчел занимаются все — от школьников, студентов и до серьезных ИТ-гигантов.

Но эта волна разбивается о прагматизм отрасли пчеловодства.

В итоге, мы видим улыбающиеся молодые лица иногда на фоне ульев, еще реже — с пчелами, выигрывающие конкурсы стартапов, а через год — тишина. Все это натолкнуло меня на мысль о необходимости создания открытого проекта в области пчеловодства (притом в широком смысле слова — не только "обвешать улей датчиками" — но и построить, заселить и т.д. — вплоть до получения меда).

Ибо один человек может потерять интерес, уйти в бизнес, но сообщество останется и будет развиваться!

Под катом уже достаточно сформировавшаяся концепция простой системы мониторинга. Как сделать из всего этого открытый проект — задача со многими неизвестными.

Концепция проекта

Концепция этого изделия состоит в удовлетворении потребности смотреть на настоящее пламя. Тлеющий разряд в газе строго говоря не совсем пламя, хотя и похож на настоящее пламя.
Мне нравится его цвет и это было единственной побудительной причиной заняться созданием таких часов для себя в единственном экземпляре.

Задачи создать прибор для массового производства не ставилось.

Поэтому бюджет проекта заметно больше разумного. Решения принимались исходя из собственных представлений о красоте, стоимость комплектующих не учитывалась. Реально ограничения конечно есть всегда и, например, покупать большие ГРИ (газоразрядные индикаторы) типа ИН18 я не стал – цена их больше интуитивно определенной границы и они не вписывались в мою концепцию внешнего вида изделия. Я использовал ГРИ типа ИН-12.

Одним из наиболее консервативных видов деятельности человека является пчеловодство!
С момента изобретения рамочного улья и медогонки ~200 лет назад, прогресс коснулся данной области лишь незначительно.

Это выразилось в электрификации некоторых процессов выкачки(извлечения) меда да использование зимнего подогрева ульев.

Между тем, популяция пчел в мире сильно уменьшается — в силу изменения климата, широкого использования химии в сельском хозяйстве и того, что мы до сих пор не знаем чего-же хотят пчелы?

Мои пропали по первой причине, и это сильно поменяло изначальную концепцию "умного улья"

На самом деле, проблема существующих в данной области проектов как раз и заключается в том, что люди их создающие не являются пчеловодами, а последние в свою очередь далеки от инженерных наук.

Ну и конечно-же вопрос цены — стоимость пчелиной семьи примерно равна стоимости простого улья и цене меда, производимой ими за сезон(год).

А теперь возьмите цену какого-то из взлетающих проектов и умножьте на количество ульев на коммерческой пасеке (от 100 и выше).

В общем, кому интересны пятничные размышления гика-пчеловода, прошу под кат!

Для многих далеко не секрет, что такие устройства как недельные термостаты помогают обеспечить оптимальную комнатную температуру в доме к тому же с экономией энергоресурсов, затрачиваемых на обогрев. Для корректной работы устройства его обычно размещают в самой дальней комнате, где наименьшая температура. Но большинство термостатов предполагают проводное подключение к котлу для управления и далеко не всегда есть возможность эти провода проложить. О решении подобной проблемы и пойдет речь в данной статье. Всем, кому интересно прошу под кат…

В своих предыдущих статьях я рассказывал о том, как помочь парализованным людям общаться с внешним миром: сообщать о своих желаниях, писать письма, лазить по интернету, используя лишь свои глаза и устройство, отслеживающее направление взгляда (айтрекер). При этом физически человек всё равно остаётся ограничен миром компьютера и постели.

Здесь я расскажу о простейших (на мой взгляд) способах самому менять что-то во внешнем мире: включить свет или гирлянду на новогодней ёлке, поуправлять вездеходом на радиоуправлении, заставить моторизованную коляску двигаться в нужном направлении.

Мы с командой (к которой Вы можете присоединиться) единомышленников с Хабра разрабатываем робота для сбора мячей для гольфа на driving range. Это узкоспециализированный сервисный робот, поэтому мы планируем одновременно разработать так же единый программно-аппаратный комплекс, который в дальнейшем можно было бы использовать как основу для других сервисных роботов и UGV.



В прошлом посте мы описали, почему мы остановились на этом софте. При настройке нашего проекта мы использовали информацию из статьи. Собственно, здесь представляем перевод данного краткого руководства, возможно, для кого-то это окажется полезным и поможет Вам сделать своего первого или очередного робота.

Мы с командой (к которой Вы можете присоединиться) единомышленников с Хабра разрабатываем робота для сбора мячей для гольфа на driving range.



Владимир Гончаров Shadow_ru рассказывает о сборе требований, формулировании задач для работа, разработке архитектуры и создания прототипа для обкатки ПО.



Проект для меня начался, со сбора требований, обобщению и последующей декомпозицией на подзадачи. Задача для робота на первый взгляд простая, однако ошибки на этапе планирования сильно портят результат работы и не всегда видны сразу, поэтому пропускать этот этапа — путь в никуда.

Всем привет.

Не буду делать долгие и лирические вступления о том как коротка и жестока судьба бытовой техники. То что еще вчера воспринималось как последнее достижение прогресса, сегодня уже будет привычной частью среднестатистического домохозяйства, а завтра будет просто выброшено на свалку, не смотря на полную работоспособность или в лучшем случае – разобрано на запчасти как донор деталей. Ибо «тут кнопки, а хочу сенсор», и «дизайн совковый» и «нет этой фишки». И ладно если речь идет о какой то китайской микроволновке или чайнике, к которым и привыкнуть то толком не успеваешь из-за их короткого жизненного цикла и пластиковой бездуховности.

Но что делать, когда речь идет о вещи, которая помнит несколько поколений твоей семьи и с детства была для тебя воплощением домашнего уюта, бабушкиных вкусностей и всего самого «лампового». Выкинуть рука не поднимется, как с этой вещью уж слишком много воспоминаний и вообще сие есть кощунство. Но и использовать ну уж никак не представляется возможным по причине тотального устаревания и откровенно непрезентабельного вида.

Что делать?

Правильно! Воскрешать.

→ Часть 1, Часть 2

Прошёл год после прошлой публикации, и мне часто задают вопрос, что изменилось с тех пор. Если кратко, то был произведён переход на чипы Ntag, сделаны небольшие изменения в схеме для обеспечения лучшей чувствительности, громкости сигнала и корректного хода часов, создано программное обеспечение для работы с системой. В целом, система стабилизировалась и готова для воспроизведения и использования. Более подробно ниже.

В прошлый раз я рассказал вам о технической составляющей нашей «умной» настольной игры, с какими проблемами столкнулись и что получилось в итоге.



Сегодня я хочу поподробней рассказать про мобильное приложение, первую игру и как создавали миниатюры для нее.

Первую статью можно найти тут: Как мы настольную игру с удаленным управлением сделали — Часть 1

Внимание! Много картинок дальше.

Большинство статей пишется по принципу «Я/мы это сделал/и, глядите как круто!». Эта же публикация посвящается провальному проекту. Добро пожаловать под кат…

Вы понимаете, — втолковывал редактор, — это должно быть занимательно, свежо, полно интересных приключений… Так, чтобы читатель не мог оторваться.
И.Ильф, Е.Петров "Как создавался Робинзон".

Начинать работу с Arduino, как и с любой другой платформой программной или аппаратной, всегда интереснее с какого-нибудь реального проекта. Программисты при этом пишут код выводящий «Hello, world», ардуинисты моргают светодиодом. И все радуются как дети.

Я же решил начать с продвинутого проекта, в том числе с тайной надеждой оторвать молодое поколение от Counter-Strike (не получилось).

Как можно догадаться из названия RoboCar4W, первым проектом стал робот-машина о четырех колесах. Начиная работу я уже имел опыт программирования, умел когда-то давно паять, но совершенно не знал даже распиновки Arduino и документацию совершенно не читал. Все премудрости изучал по ходу пьесы и Гугл в помощь.

Окончание. Предыдущая часть.

Оглавление:

• Часть 1. Требования. Выбор железа. Общая схема
• Часть 2. Софт. Центральный блок, железо
• Часть 3. Центральный блок, софт
• Часть 4. Заоконный датчик
• Часть 5. MySQL, PHP, WWW, Android

Заоконный датчик. Программное обеспечение

Поговорим о программном обеспечении заоконного датчика. После этого у вас получится законченная система с которой уже можно экспериментировать.

Напомню, что сервер — это центральный, домашний блок, который может общаться с интернет через WiFi, а клиент — это удалённый, заоконный датчик, который передаёт данные на сервер по радиоканалу.

Исходный код как для сервера, так и для клиента находится здесь.
Исходные тексты снабжены подробными комментариями.

На клиенте почти ничего настраивать не надо.

Продолжение. Предыдущая часть.
Оглавление:

• Часть 1. Требования. Выбор железа. Общая схема
• Часть 2. Софт. Центральный блок, железо
• Часть 3. Центральный блок, софт
• Часть 4. Заоконный датчик
• Часть 5. MySQL, PHP, WWW, Android

Заоконный датчик. Железо

Надо сразу признать, что первая версия заоконного (удаленного) датчика получилась не совсем удачной в плане электропитания и энергопотребления. Как я уже писал, у меня под рукой был только модуль Arduino Pro Mini на 5 В. И я использовал Ni-MH аккумуляторы.

При том, что я подсоединил ещё и солнечную батарею вся конструкция у меня проработала автономно около 25 дней. Очень отрицательно на ёмкость аккумуляторов повлияли низкие, часто отрицательные температуры на улице конца зимы.

Чтобы у вас всё работало гораздо дольше, произведите следующие замены:

• Купите Arduino Pro Mini на 3,3В
• Используйте Li-ion аккумулятор типа Panasonic NCR18650A на 3,7 В, 2 шт. примерно за $14 на 3100mAh. Можете попробовать CR123, CR123A батареи. И помните о том, что 9В батарея (типа "Крона") плохой источник питания.

Продолжение. Предыдущая часть.

Оглавление:

• Часть 1. Требования. Выбор железа. Общая схема
• Часть 2. Софт. Центральный блок, железо
• Часть 3. Центральный блок, софт
• Часть 4. Заоконный датчик
• Часть 5. MySQL, PHP, WWW, Android

Центральный блок. Программное обеспечение

Наконец мы подошли к самой трудной части для любого программиста — описать по-человечески что он там наваял.

Исходный код для сервера составляет около 1300 строк, включая отступы, но это не должно вас пугать. Исходный текст снабжен подробными комментариями, в этом плане я не ошибусь, если скажу, что мои исходники описаны лучше чем любые другие которые вы только сможете найти. В комментариях прямо в исходном тексте вы найдете всю распиновку для подключения модулей и все необходимые ссылки на внешнюю документацию. Секрет прост — я писал комментарии для себя постоянно, «по ходу пьесы», поэтому никаких трудностей с документированием не испытал.

Продолжение. Предыдущая часть.

Оглавление:

• Часть 1. Требования. Выбор железа. Общая схема
• Часть 2. Софт. Центральный блок, железо
• Часть 3. Центральный блок, софт
• Часть 4. Заоконный датчик
• Часть 5. MySQL, PHP, WWW, Android

Софт. Выбор компонентов

Выбор железа и софта тесно взаимосвязан как «курица и яйцо». С чего начать, с железа, с софта? Если у вас хорошее железо, но к нему нет драйверов, библиотек и софта (IDE, утилиты для прошивки и т.п.), то оно бесполезно, и наоборот.

Оглавление:

• Часть 1. Требования. Выбор железа. Общая схема
• Часть 2. Софт. Центральный блок, железо
• Часть 3. Центральный блок, софт
• Часть 4. Заоконный датчик
• Часть 5. MySQL, PHP, WWW, Android

«Так, давайте сразу договоримся: вы не собираетесь снимать кино для Голливуда. Даже в Стране чудес утверждается не более пяти процентов от всех сценариев, и только один процент идет затем в производство… Таким образом, вместо всего этого вы собираетесь создать свой собственный Голливуд.»
Эд Гаскель «Снимаем цифровое кино, или Голливуд на дому»

Предисловие

Что, ещё одна погодная станция на Arduino?! Да, ещё одна и, что-то мне подсказывает, не последняя в интернете вещей.

Точно также, как каждый программист обязан написать программу «Hello World!», так и каждый ардуинщик обязан иметь за плечами опыт построения простой или не очень метеостанции.
Уже созданных проектов метеостанций в интернете описано немалое количество, читатель может выбрать любой из них для реализации. Не скрою, я внимательно изучил около десятка подобных проектов и ещё кучу смежных. Поэтому нельзя сказать, что я создал всё с нуля, конечно же я «стоял на плечах гигантов».