СИСТЕМА ОПАЦЮВАННЯ МНОЖИНИ СЕНСОРІВ ЗА ДОПОМОГОЮ МІКРОКОНТРОЛЕРІВ ТИПУ RASPBERRY PI PICO

Анотація

Дослідили альтернативні методи отримання та аналізу множинних сигналів від різних джерел, провели огляд літератури у відповідних областях. Зокрема, проаналізовано розширювальну плату типу ReSpeaker 6-Mic Circular Array Kit на основі мінікомп’ютера типу Raspberry Pi, яка оснащена шістьма мікрофонами і призначена для застосувань у сфері штучного інтелекту та голосових інтерфейсів. Показано, що плата ReSpeaker має обмежене застосування, вона призначена для стаціонарного використання з обмеженою масштабованістю. У даній роботі автори створили і випробували експериментальну електронну систему опрацювання сигналів від дванадцяти сенсорів за допомогою чотирьох мікроконтролерів типу Raspberry Pi Pico, а також програмного забезпечення, складеного з використанням мови мікропайтон, що дозволяє значно розширити сферу її застосування. У ролі високочутливих сенсорів використано конденсаторні мікрофони в комплекті з посилювачами типу модулів KY-037. Конвертація аналогового сигналу у цифровий та первинне його опрацювання відбувається за допомогою мікроконтролерів Pico для реалізації високоточних вбудованих систем. Для забезпечення обміну даними між мікроконтролерами і центральним вузлом та периферійними пристроями використали односторонню шину послідовного зв’язку I2C, яка забезпечує синхронну, багатоконтролерну мережеву комунікацію. Її використання зв’язане із заданням короткої відстанні між платами, порядку десятків сантиметрів. Основні функції мікроконтролерів - аналогово-цифрове перетворення сигналів на виході з посилювачів, обчислення усередненої інтенсивності сигналів із кожного мікрофона, порівняння усереднених сигналів для виявлення максимальної інтенсивності, формування і передавання даних у буфер або центральний вузол. Ефективність виконання експериментальної системи перевірили за допомогою складених програмних засобів, які забезпечують опрацювання звукових сигналів у реальному часі. Завдяки вдало обраним апаратним і програмним компонентам створено прототип системи, здатний ефективно працювати у польових умовах.