加入了学习《Arduino? Nano RP2040 Connect 任务视频》，观看 PDM 数据打印及音频波形

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本帖最后由 garoa 于 2024-12-21 11:58 编辑     PDM 简介     PDM（Pulse Density Modulation：脉冲密度调制）是一种数字信号调制方式，通过调整脉冲的密度来表示模拟信号的幅度。与常见的 PWM（脉宽调制）相比，PDM 的工作原理更加精简，它是通过不同的 “1” 和 “0” 信号密度来表示音频信号的强度。     PDM 的工作原理     在 PDM 中，音频信号被转换为一系列的脉冲，脉冲的数量和频率对应音频信号的强弱。举个例子，如果音频信号的幅度较大，那么 PDM 信号中 “1” 的脉冲会比较频繁；如果音频信号的幅度较小，则 “1” 的脉冲密度较低。     与传统的模拟信号相比，PDM 信号优点         易于数字化处理：PDM 信号本身已经是数字信号，可以直接送入数字处理器进行后续处理。         抗噪能力强：由于信号是通过高频率的脉冲来传输，PDM 对噪声的抗干扰能力较强。         低功耗：通常，PDM 麦克风的功耗较低，适合于便携式设备。         MP34DT06JTR 简介     Arduino Nano RP2040 Connect 板载的麦克风 ST MP34DT06JTR 是一颗单声道麦克风，由意法半导体（STMicroelectronics）生产。详细资料见 ST 官方数据手册 Datasheet - MP34DT06J 。     特点         传感器类型：基于MEMS（微机电系统）技术，拥有高灵敏度和低功耗。         输出格式：提供PDM（脉冲密度调制）信号输出，这种格式适合直接接入微控制器的PDM解码接口。         频率范围：能够捕捉20Hz到20kHz的声音，非常适合用于语音识别、音频采集等场景。         供电电压：支持 1.8V 到 3.6V 的宽电压范围。         方向性：全向（Omnidirectional），意味着它能够均匀捕捉来自各方向的声音。     工作原理     MP34DT06JTR 通过拾取声波振动，生成对应的数字PDM信号。微控制器通过解码PDM信号，转换为音频样本。         在 Arduino 平台上使用 PDM 麦克风     Arduino Nano RP2040 Connect 提供了对 PDM 麦克风的支持，Arduino 官方有专门的 PDM 库，文档参考 PDM Library。     初始化     ：PDM初始化      注：channels 为通道数量，1 为单声道，2 为立体声；sampleRate 为采样率。     获取数据：     ：获取可读字节数     ：接收 PDM 数据      注：buffer 为用于存储 PDM 数据的数组；size 为读取的字节数。         演示视频           示例代码     因为板载的麦克风是一颗单声道麦克风，所以 channels = 1。PDM 采样率为 20000 Hz。 #include <PDM.h> // 声道数量（仅支持单声道，固定为 1） static const char channels = 1; // PDM 数据的采样率（单位：Hz） static const int frequency = 20000; // 用于存储音频样本的缓冲区，每个样本是 16 位 short sampleBuffer[512]; // 读取到的音频样本数量，使用 volatile 修饰以确保线程安全 volatile int samplesRead; void setup() { // 初始化串口，用于调试和打印信息 Serial.begin(9600); // 等待串口连接（仅用于调试模式） while (!Serial); // 配置 PDM 麦克风的数据接收回调函数 PDM.onReceive(onPDMdata); // 初始化 PDM 麦克风 if (!PDM.begin(channels, frequency)) { Serial.println("PDM 初始化失败！"); while (1); // 如果初始化失败，则进入死循环 } } void loop() { // 检查是否有新的音频样本 if (samplesRead > 0) { // 遍历并打印读取到的样本数据 for (int i = 0; i < samplesRead; i++) { Serial.println(sampleBuffer[i]); // 打印单声道样本值 } // 清除样本读取计数 samplesRead = 0; } } /** * 回调函数，用于处理 PDM 麦克风采集的数据。 * 注意：该函数在中断服务程序（ISR）中执行，必须保持简洁高效。 */ void onPDMdata() { // 查询缓冲区中可用字节数 int bytesAvailable = PDM.available(); // 从缓冲区读取音频数据到样本缓冲区 PDM.read(sampleBuffer, bytesAvailable); // 每个样本为 16 位（2 字节），计算样本数量 samplesRead = bytesAvailable / 2; }  

加入了学习《Arduino? Nano RP2040 Connect 任务视频》，观看 串口打印

加入了学习《Arduino? Nano RP2040 Connect 任务视频》，观看 IMU 原始数据打印

加入了学习《直播回放: DigiKey FollowMe 第二季 第4期 Arduino Nano RP2040 Connect 任务讲解》，观看 Arduino Nano RP2040 Connect 任务讲解

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    IMU 基础     Arduino® Nano RP2040 Connect 使用的 IMU 传感器为：LSM6DSOXTR。     LSM6DSOXTR 简介     LSM6DSOXTR 是由意法半导体（STMicroelectronics）推出的一款 6轴惯性测量单元（IMU），包含了加速度计和陀螺仪的功能。是一款小型、低功耗的传感器。         加速度计：3轴，测量物体的加速度变化。         陀螺仪：3轴，测量物体的角速度（旋转速度）     LSM6DSOXTR 集成了这两种传感器，因此是一个 6轴 IMU。     LSM6DSOXTR 的主要特点         加速度计范围：±2g、±4g、±8g、±16g（可配置）         陀螺仪范围：±125°/s、±250°/s、±500°/s、±1000°/s、±2000°/s（可配置）         低功耗模式：适用于电池供电设备，具备多个省电模式。         内置FIFO缓存：用于存储加速度和角速度数据，可以减少主机的读取频率。         传感器输出接口：通过 I²C 或 SPI 接口与外部设备（如微控制器）进行通信。         运动检测：支持运动检测、步数计数、自由落体检测、休眠模式等多种功能。     LSM6DSOXTR 的工作原理     加速度计通过内部的微机械传感器测量加速度。当物体加速时，传感器的质量块会在微小的弹簧中发生位移，根据位移的大小可以计算出加速度。         单位：加速度的单位是 g（重力加速度，1g = 9.8 m/s²）。         测量方向：LSM6DSOXTR 的加速度计是三轴的，因此可以测量沿 X、Y、Z 轴的加速度。         作用：可以用来判断物体的倾斜角度、运动方向、加速度大小等。     陀螺仪使用 MEMS 技术（微电子机械系统），通过微型的振荡结构测量物体围绕各轴旋转的速度。         单位：角速度的单位是 °/s（每秒旋转度数）。         测量方向：与加速度计类似，陀螺仪也是三轴的，可以测量绕 X、Y、Z 轴的角速度。         作用：可用于姿态估算，特别是在无外部定位信息的情况下。         读取 IMU 数据     在 Arduino® Nano RP2040 Connect 中，由图1 可知 LSM6DSOXTR 通过 I²C 与 RP2040 进行连接。 图1  Arduino Nano RP2040 Connect 框图       Arduino 官方有一个处理 LSM6DSOXTR 的库：Arduino_LSM6DSOX     初始化     ：初始化库     作用：初始化是开发嵌入式程序中不可或缺的一步，其核心是为硬件和软件环境做好准备，确保系统运行的稳定性和正确性。     采样率     ：读取加速度采样率（Hz）     ：读取陀螺仪采样率（Hz）     作用：采样率决定了数据更新的频率。比如，采样率越高，数据更新越快，反应越灵敏，适用于高速运动的应用；采样率越低，数据更新越慢，适用于低速稳定的应用。     读取数据     ：检查 IMU 是否有可用的加速度数据     ：读取加速度计，并返回 x、y 和 z 轴的加速度值     ：检查 IMU 是否有可用的陀螺仪数据     ：读取陀螺仪，并返回 x、y 和 z 轴的角速度值         演示视频           示例代码 #include <Arduino_LSM6DSOX.h> // 存储加速度和陀螺仪数据 float Ax, Ay, Az; float Gx, Gy, Gz; // 时间间隔参数（非阻塞式输出控制） unsigned long previousMillis = 0; const long interval = 500; // 每500毫秒输出一次数据 void setup() { // 初始化串口通信 Serial.begin(9600); while (!Serial) { ; // 等待串口准备好 } Serial.println("串口初始化完成，开始读取IMU数据..."); // 初始化IMU传感器 if (!IMU.begin()) { Serial.println("错误：IMU 初始化失败，请检查硬件连接！"); while (1); // 如果初始化失败，程序停留在这里 } Serial.println("IMU 初始化成功！"); Serial.println(); } void loop() { // 获取当前时间 unsigned long currentMillis = millis(); // 每隔500毫秒读取并输出一次数据 if (currentMillis - previousMillis >= interval) { previousMillis = currentMillis; // 更新上一次的时间 // 读取加速度数据 if (IMU.accelerationAvailable()) { IMU.readAcceleration(Ax, Ay, Az); } else { Serial.println("警告：未能读取到加速度数据！"); } // 读取陀螺仪数据 if (IMU.gyroscopeAvailable()) { IMU.readGyroscope(Gx, Gy, Gz); } else { Serial.println("警告：未能读取到陀螺仪数据！"); } // 串口输出加速度和陀螺仪数据 Serial.print("Accel：Ax="); Serial.print(Ax, 2); // 保留两位小数 Serial.print(" m/s², Ay="); Serial.print(Ay, 2); Serial.print(" m/s², Az="); Serial.print(Az, 2); Serial.print(" m/s² | "); Serial.print("Gyros：Gx="); Serial.print(Gx, 2); // 保留两位小数 Serial.print(" dps, Gy="); Serial.print(Gy, 2); Serial.print(" dps, Gz="); Serial.print(Gz, 2); Serial.println(" dps"); // 在不同数据组之间添加空行，便于查看 Serial.println(); } }  

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本帖最后由 garoa 于 2024-12-18 09:38 编辑 Jacktang 发表于 2024-12-18 07:32 视频的配音是AI生成的，还是楼主配音 感谢老哥回复。正如老哥所料，配音是AI生成的，具体的可以参考下“剪映文字朗读使用操作”

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本帖最后由 garoa 于 2024-12-17 14:29 编辑     关于串口     串口（Serial Port）是一种用于设备间串行通信的接口，通过一根数据线和一根地线在设备之间传输数据。与并行通信相比，串口的特点是以按位传输数据，虽然速度较慢，但具有成本低、硬件简单的优点。     特点：     异步通信：无需共享时钟信号。     双向通信：可以发送和接收数据。     常用协议：UART（通用异步收发器）是最常用的串口通信协议之一。         串口作用     设备间通信：串口允许计算机与嵌入式设备（如 Arduino、传感器、机器人）之间进行数据交换。例如，可以从传感器读取数据并通过串口传输给主机。     程序调试：串口是一种非常直观的调试工具。通过输出变量的值或状态信息，可以快速发现代码中的问题。     控制外部设备：通过串口向开发板发送命令，可以远程控制硬件设备。例如，向 Arduino 发送“打开”或“关闭”命令来控制 LED 灯的状态。         操作串口     初始化串口     ：设置串口波特率。波特率需要与通信设备一致。     发送数据     ：发送数据但不换行。     ：发送数据并自动换行。     接收数据     ：检查是否有数据可读。     ：读取一个字节的数据。     ：读取字符串数据。     使用工具     在 Arduino Cloud Editor 中打开串口监视器（Serial Monitor：在网页右上角）或使用第三方串口工具（如 PuTTY）查看数据。         演示视频           示例代码     代码中，先进行串口初始化，初始化成功后输出信息“串口连接成功！初始化完成”。然后每隔 1000 ms 打印“Hello DigiKey & EEWorld！”。 void setup() { // 初始化串口 Serial.begin(9600); // 等待串口连接 while (!Serial) { delay(100); } // 串口连接成功后，打印提示信息 Serial.println("串口连接成功！"); Serial.println("初始化完成！"); } void loop() { // 打印任务信息 delay(1000); Serial.println("Hello DigiKey & EEWorld！"); }  

加入了学习《Arduino? Nano RP2040 Connect 任务视频》，观看 RGB Blink

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本帖最后由 garoa 于 2024-12-17 11:16 编辑     RGB 型号     根据官方文档 ABX00053-schematics.pdf，从图1 可知 RGB LED 的型号为：SMLP34RGB2W3；连接方式为：公共阳极。   图1  SMLP34RGB2W3 在 Arduino Nano RP2040 Connect 中的电路原理图       SMLP34RGB2W3 简介：这款 LED 是一种小型的 RGB LED，通常用于指示灯、显示、状态指示等场景。这款 LED 通常是通过调节不同颜色的亮度来显示不同的颜色。具体来说，SMLP34RGB2W3 是一个三合一的RGB LED 组件，它包含了红色（R）、绿色（G）和蓝色（B）三个颜色的LED，可以根据输入的控制信号调节每个 LED 的亮度，从而混合成不同的颜色。具体元器件特性可以查看官方文档 SMLP34RGB series : LEDs。         RGB LED 在 Arduino® Nano RP2040 Connect 中的工作原理     根据官方文档 ABX00053-datasheet.pdf，从图2 可知 RGB LED 是连接在 Nina W102 Wi-Fi/Bluetooth 模块上的。RP 2040 通过 SPI 与 UART 控制 NINA W102 WiFi/BT，来实现 RGB LED 的点亮/熄灭。 从图3 可知 RGB LED 在数字信号为高时熄灭，在数字信号为低时点亮。 图2  Arduino® Nano RP2040 Connect 框图       U-blox Nina W102 简介：这款模块是一款低功耗的 Wi-Fi 和蓝牙无线通信模块，集成了 Wi-Fi 和蓝牙的功能。支持 802.11b/g/n 标准，并且具备蓝牙4.2（低能耗蓝牙，BLE）功能。Wi-Fi功能主要用于与局域网（LAN）或者互联网连接，而蓝牙功能则常用于短距离的设备对设备通信。具体元器件特性可以查看官方文档（文档链接）。   图3  Wi-Fi®/Bluetooth® 的工作原理         演示视频 闪烁功能演示视频         示例代码     代码中 RGB 灯光闪烁的顺序为红色、绿色、蓝色。灯光亮起维持 500 ms，两种灯光间隔为 500 ms。 #include <WiFiNINA.h> // 定义闪烁的延时时间（单位：毫秒） const int delayTime = 500; // 每个颜色闪烁的时间为500ms void setup() { // 将三色LED灯的引脚设置为输出模式 pinMode(LEDR, OUTPUT); pinMode(LEDG, OUTPUT); pinMode(LEDB, OUTPUT); // 确保LED初始状态为熄灭 digitalWrite(LEDR, LOW); digitalWrite(LEDG, LOW); digitalWrite(LEDB, LOW); } void loop() { // 依次点亮红色、绿色和蓝色LED灯 // 红色LED闪烁 digitalWrite(LEDR, HIGH); // 点亮红色LED delay(delayTime); // 等待500ms digitalWrite(LEDR, LOW); // 熄灭红色LED delay(delayTime); // 等待500ms // 绿色LED闪烁 digitalWrite(LEDG, HIGH); // 点亮绿色LED delay(delayTime); // 等待500ms digitalWrite(LEDG, LOW); // 熄灭绿色LED delay(delayTime); // 等待500ms // 蓝色LED闪烁 digitalWrite(LEDB, HIGH); // 点亮蓝色LED delay(delayTime); // 等待500ms digitalWrite(LEDB, LOW); // 熄灭蓝色LED delay(delayTime); // 等待500ms }  

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Jacktang 发表于 2024-12-15 09:36 总结的到位，Thing 和Device 就是一虚一实，，，， 感谢老哥的认可

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本帖最后由 garoa 于 2024-12-15 19:40 编辑         在 Arduino Cloud Editor 中，其中有 Thing 和 Device 两个概念。               1-Thing         在 Arduino Cloud 中，Thing 是一个虚拟的容器，用来表示硬件设备的集合和它与云平台之间的交互。一个 Thing 可以包含多个 Device，并且可以配置多个功能（比如传感器、开关、按钮等）。实际上，Thing 是对硬件的抽象，它代表项目或物联网系统。 Thing 是在 Arduino Cloud 中进行编程和配置的单位。 它将硬件设备和传感器的数据传输与 Arduino 云之间的通信进行关联。 Thing 可以在云平台上控制和监视设备，同时还可以连接其他服务，处理来自设备的数据。           2-Device         Device 是具体的硬件设备，是在 Arduino Cloud 中注册的物理设备。每个 Device 都是一个实际的、具体的 Arduino 或兼容的硬件（比如 Arduino Nano RP2040 Connect、Arduino Uno、Arduino MKR1000 等）。Device 是 Thing 的一部分，它们用于执行代码并通过物联网进行通信。 Device 是在云平台中配置和操作的实际硬件设备。 每个 Device 都具有唯一的标识符（ID），并且可以与其他设备、传感器或服务进行交互。 在 Device 上执行的程序（sketch）通常会和 Thing 进行同步，以实现云端的功能和控制。           3-Thing 与 Device 的区别 虚拟 vs 物理：         Thing 是一个虚拟的概念，代表了你物联网项目的核心，通常是指一组设备和它们的管理。         Device 是实际存在的硬件设备，它是在物理世界中工作的设备，执行代码并发送数据。 功能 vs 硬件：         Thing 可以管理多个 Device，并在云端进行数据分析、控制和交互。         Device 是硬件设备本身，它将传感器数据发送到 Thing 并执行来自 Thing 的控制命令。 配置 vs 执行：         Thing 是在 Arduino Cloud 中进行配置、控制和监控的主要对象。         Device 是实际执行任务的对象，它会执行在 Arduino Cloud 中上传的程序（sketch），并与 Thing 进行数据通信。           举例：         假设有一个智能温控系统，可能包含的设置有：         Thing：代表整个智能温控系统，包含多个设备（温度传感器、加热器等）。可以通过 Thing 来查看系统的状态、控制加热器或获取传感器数据。         Device：具体的硬件设备，如 温度传感器 和 加热器，它们是物理设备，负责采集温度数据并响应控制指令。             总结 Thing 是虚拟的表示，它可以包含多个 Device 和它们的配置。 Device 是实际的硬件设备，执行具体的物理操作，发送或接收数据。

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本帖最后由 garoa 于 2024-12-15 09:14 编辑         在参与“Follow me”活动的过程中，第一个任务中有关于开发环境搭建的内容。经过对不同开发环境的了解和对比，我最终选择了使用 Arduino Cloud Editor 作为我的开发工具。         之所以选择它，是因为在翻译 Arduino® Nano RP2040 Connect 的数据手册时，我发现这款开发板的官方资料中推荐了 Arduino Cloud Editor。这引起了我的兴趣：作为 Arduino 提供的在线开发环境，它不仅可以通过浏览器轻松访问，还支持与云平台的无缝集成。我想通过这次实践，探索这个工具的便捷性和功能性，并感受它是否能为像我这样的“硬件小白”提供更高效的开发体验。         搭建步骤： 注册 Arduino 账号                 账号注册网址：create an Arduino account 安装 Cloud Agent                 软件下载网址：cloud.arduino.cc/download-agent/                 注：Arduino Cloud Agent 是一个安装在电脑上的插件，用于在开发板与 Arduino 云平台之间建立串行通信。通过该插件，我们可以通过网络浏览器上传代码（Sketch），并能够读取和写入开发板的串行数据。     登录 Arduino Cloud                 登录网址：cloud.arduino.cc/download-agent/ 配置 Arduino® Nano RP2040 Connect                 添加设备（根据页面提示进行操作，详细步骤参考视频）                 设置WiFi（可选设置，如果不配置 WiFi，电脑可以通过 USB 来访问开发板。如果配置 WiFi，电脑可以通过网络来访问开发板，但需要在代码中进行设置）    

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ly87802541 发表于 2024-12-8 22:27 这个文档很不错鸭   哈哈，感谢老哥认可

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qwqwqw2088 发表于 2024-12-7 10:16 不知道如何上传图片   上传图片时，可以点开高级模式   好嘞，感谢老哥指点

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  首先，衷心感谢“得捷电子”和“EEWORLD电子工程世界”联合举办的 《Follow me》 活动，正是因为这个活动，我才有机会接触到 Arduino® Nano RP2040 Connect 开发板。   作为一名硬件“小白”，在收到这款开发板后，我的第一反应是：该从哪里开始呢？面对各种技术资料和英文文档，我感到有些迷茫。尤其是去官网查找资料时，看到的全是英文，虽然能理解一些基本术语，但整体还是有些吃力。更糟糕的是，当我使用浏览器插件进行翻译时，翻译结果常常断断续续，而且因为语言上的差异，读起来显得生硬，不符合中文的阅读习惯，这让我倍感困难。   经过一番思考，我决定将这份官方的英文 Datasheet 翻译成中文，既是为了自己更好地理解这款开发板的基本功能和性能，也希望能够帮助和我一样的“硬件小白”们，在遇到类似情况时，能够有一份更加通俗易懂的中文参考资料。   通过这次翻译，我不仅加深了对 Arduino® Nano RP2040 Connect 开发板性能的理解，也学到了如何在官网查找资料，并且对后续如何完成任务有了更清晰的规划。   说明：由于自己第一次在 EEWORLD论坛 中发帖，好多规则还没有熟悉，不知道如何上传 PDF 文档，暂时以照片的形式展现文档（不知最终展现效果如何）。