Управление звуком

В этом проекте мы будем управлять роботом с помощью звуков, например, хлопков. Количество хлопков в ладоши будет подсчитывать датчик звука, размещённый на роботе. Каждому количеству хлопков будет присвоена своя команда. Итак, это будут следующие команды:

1. (один) хлопок - остановиться
2. (два) хлопка - двигаться вперёд
3. (три) хлопка - двигаться назад
4. (четыре) хлопка - двигаться вправо
5. (пять) хлопков - двигаться влево

Предполагается что у Вас уже есть набор «Смарт РОБО», и вы собрали его по инструкции в руководстве пользователя. Тогда дополнительно понадобится:

• Библиотека robotSE (для робота)
• Библиотека Adafruit_NeoPixel (для модуля светодиодов)

1. С помощью отвёртки, входящей в комплект набора, снимите с платформы модуль ИК-приёмника
2. С помощью отвёртки, входящей в комплект набора, прикрепите на место модуля ИК-приёмника - Датчик звука
3. Присоедините датчик звука с помощью трёхпроводного шлейфа к аналоговому выводу А3 мотор шилда.
4. С помощью отвёртки, входящей в комплект набора, и нейлоновых креплений (одна гайка, один винт и одна стойка) прикрепите в свободное крайнее отверстие (справа от ИК-приёмника) Модуль адресных светодиодов
5. С помощью отвёртки, входящей в комплект набора, и нейлоновых креплений (одна гайка, один винт и одна стойка) прикрепите в свободное крайнее отверстие (слева от ИК-приёмника) Модуль адресных светодиодов
6. Присоедините один из модулей адресных светодиодов с помощью трёхпроводного шлейфа к выводам D11 мотор шилда (вывод модуля Din).
7. Соедините между собой модули адресных светодиодов трёхпроводным шлейфом (D out первого с D in второго).

Для начала загрузите на контроллер скетч, который определяет количество хлопков и выводит значение на индикатор. Как правильно хлопать? Представим себе звук хлопка на упрощённом графике:

Рассмотрим по точкам:

• На датчике мы всегда получаем информацию по окружающему шуму
• В какой-то момент, начиная хлопок, уровень шума повышается (А - Б)
• Далее, происходит сам хлопок, в этот момент уровень шума преодолевает критическую отметку (Б - В)
• Затем происходит затухание шума

Следует заметить такую особенность: так как датчик фиксирует данные постоянно, то после момента преодоления порога шума (примерно 80 единиц), нам следует остановить приём датчиком значений в какое-то время (на графике это участок Б-В), чтобы не поймать «остаток» текущего хлопка. Будем примерно считать что это 150 мс.

Проверить как робот будет определять количество хлопков можно с помощью скетча:

#include <Adafruit_NeoPixel.h>    //Библиотека для работы со светодиодами
 
const int PIN_SOUND = A3;         //Вывод для подключения датчика звука
const int PIN_LED = 11;         //Вывод подключения адресных светодиодов
 
int clap_q = 0; //Переменная, хранящая количество хлопков
unsigned long time_long = 1000; //Время ожидания следующего хлопка
 
Adafruit_NeoPixel pixels(8, PIN_LED); //создание объекта адр. светодиодов
 
//Определение количества хлопков
void claps_quantity()
{
  int val = analogRead(PIN_SOUND); //чтение значения с датчика
  if (val > 80) //если значение больше 80
  {
    delay(150); //дать время для того чтобы звуковая волна погасла
    clap_q += 1; //прибавить количество хлоков
    unsigned long new_time = millis() + time_long; //зафиксировать время ожидания нового хлопка
    while (millis() < new_time) //пока идёт это время
    {
      claps_quantity(); //снова зайти в эту функцию
    }
  }
}
 
//зажечь столько светодиодов, сколько определено хлопков
void light()
{
  if (clap_q > 0)
  {
    for (int i = 0; i < clap_q; i++)
    {
      pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(0, 255, 0)); //установка цвета свечения для очередного светодиода
      pixels.show();                                    //показать цвет светодиода
      delay(100);
    }
 
    delay(400);
    pixels.clear();
    pixels.show();
  }
}
 
void setup()
{
  pixels.begin();               //инициализация светодиодов
}
 
void loop()
{
  clap_q = 0;               //Сброс количества хлопков
  claps_quantity();         //Подсчёт количества хлопков
 
  light(); //вывод количества хлопков
}

После того как скетч будет загружен на контроллер, хлопайте в ладоши и смотрите как с помощью светодиодов загорается количество распознанных хлопков. Каждый следующий хлопок считается только если он произведён не позднее чем в течении 1 секунды после предыдущего.

Установите в Arduino IDE библиотеки, которые представлены по ссылкам выше (в подпункте «Библиотеки»). О том как устанавливаются библиотеки описано в руководстве пользователя, входящем в комплект, либо посетите соответствующий раздел Базы Знаний.

Теперь добавим в скетч функции, отвечающие за движение робота.

#include <robotSE.h>            //Подключение библиотеки для работы с платформой.
#include <Adafruit_NeoPixel.h>    //Библиотека для работы со светодиодами
 
const int PIN_SOUND = A3;         //Вывод для подключения датчика звука
const int PIN_LED = 11;         //Вывод подключения адресных светодиодов
 
int clap_q = 0; //Переменная, хранящая количество хлопков
unsigned long time_long = 1000; //Время ожидания следующего хлопка
 
robotSE robot; //Создание объекта робота
 
Adafruit_NeoPixel pixels(8, PIN_LED); //создание объекта адр. светодиодов
 
//Определение количества хлопков
void claps_quantity()
{
  int val = analogRead(PIN_SOUND); //чтение значения с датчика
  if (val > 80) //если значение больше 80
  {
    delay(150); //дать время для того чтобы звуковая волна погасла
    clap_q += 1; //прибавить количество хлоков
    unsigned long new_time = millis() + time_long; //зафиксировать время ожидания нового хлопка
    while (millis() < new_time) //пока идёт это время
    {
      claps_quantity(); //снова зайти в эту функцию
    }
  }
}
 
//зажечь столько светодиодов, сколько определено хлопков
void light()
{
  if (clap_q > 0)
  {
    for (int i = 0; i < clap_q; i++)
    {
      pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(0, 255, 0)); //установка цвета свечения для очередного светодиода
      pixels.show();                                    //показать цвет светодиода
      delay(100);
    }
 
    delay(400);
    pixels.clear();
    pixels.show();
  }
}
 
void setup()
{
  pixels.begin();               //инициализация светодиодов
}
 
void loop()
{
  clap_q = 0;               //Сброс количества хлопков
  claps_quantity();         //Подсчёт количества хлопков
 
  light();                  //Вывод количества хлопков
 
  if (clap_q == 1) {        //Если был один хлопок
    robot.move_stop();      //Остановка робота
  } else if (clap_q == 2) { //Если было два хлопка
    robot.move_forward();   //Двигаться вперёд
  } else if (clap_q == 3) { //Если было три хлопка
    robot.move_back();      //Двигаться назад
  } else if (clap_q == 4) { //Если было четыре хлопка
    robot.move_right();     //Двигаться вправо
  } else if (clap_q == 5) { //Если было пять хлопков
    robot.move_left();      //Двигаться влево
  }
}

Управляйте роботом с помощью хлопков. В зависимости от полученной команды (количества хлопков) робот будет двигаться в определённом направлении.