כשהתחלתי לחשוב על פרויקט ארדואינו שיאזין לאותות בקוד מורס ויפענח אותם, ידעתי שהבעיה הקשה מבחינתי תהיה קליטת הצליל: אני לא מכיר את תחום המיקרופונים, והשרטוטים של מעגלי האודיו שמצאתי ברשת – גם אם היה בא לי להרכיב משהו שאינני מבין – הצריכו הזמנה של רכיבים והמתנה ממושכת…

עם זאת, במהלך החיפוש אחר חומרים לטור שלי ב-ynet, גיליתי התקן שעושה שימוש פרימיטיבי אך יעיל במיקרופון: נר אלקטרוני. בלי מגברים ובלי מעגלים אנלוגיים מסובכים, עם מיקרופון קטן ומיקרו-בקר בלבד (כך לפחות זה נראה), הנר מצליח להבחין בין שקט יחסי לבין נשיפה ישירה על המיקרופון, ולהדליק או לכבות את נורית ה-LED המובנית. בנוסף, בלי קשר למיקרופון, הנורית מהבהבת מדי פעם באקראי כדי לחקות את אפקט ההבהוב של להבת נר אמתי. מפה לשם, מצאתי את עצמי בתוך פרויקט קטן חדש: נר אלקטרוני משלי, שלא רק כבה ונדלק כשנושפים עליו חזק, אלא גם מהבהב חזק יותר בנשיפה חלשה, כפי שעושים נרות בעולם האמתי. הסרטון הבא הוא ללא סאונד, כדי לחסוך מכם את הרעש הנוראי של הנשיפות שנקלט במצלמה. במקום זה שמתי ליד ה"נר" דגל ניילון קטן שמציין את עוצמת הרוח.

הדרך הנוחה ביותר לקבוע את עוצמת ההארה של נורית ה-LED באמצעות הארדואינו היא להשתמש בפיני ה-PWM. זהו נושא מספיק חשוב ורחב כדי לקבל פוסט שלם – בינתיים רק נאמר שכאשר אנחנו שולחים את הפקודה analogWrite לפין דיגיטלי (כן, דווקא דיגיטלי) שתומך ב-PWM, עם מספר בין 0 ל-255, הפלט משם יתנודד במהירות בין 0 ל-5V לסירוגין, כאשר הקצאת הזמן לכל אחד מהמתחים תלויה במספר ששלחנו.

במילים אחרות, אם נכתוב

int LED_PWM_PIN = 3; // 3,5,6,9,10 or 11 in the Arduino Uno
// ...
pinMode(LED_PWM_PIN, OUTPUT);
analogWrite(LED_PWM_PIN, 55);

אז במשך 55 חלקי 255 מהזמן הפין יוציא 5V, ובשאר הזמן – 200 חלקי 255 – הוא יוציא 0V. כל מחזור שכזה נמשך, בארדואינו, כשתי אלפיות השניה ואינו נתפס כמובן בעין. לצופה מבחוץ זה ייראה פשוט כאילו הנורית מאירה בחמישית העוצמה בערך.

כדי ליצור את אפקט ההבהוב, אם כן, מוציאים לנורית ה-LED אות PWM של 255 רוב הזמן, ומדי פעם – למשך כמה עשרות אלפיות השניה, לא יותר – אות אקראי נמוך יותר. ככל שהאותות האקראיים יופיעו לעתים קרובות יותר, כך ההבהוב הנראה לעין יהיה משמעותי ו"חזק" יותר. ההגדרות הספציפיות בהן השתמשתי לנר שלי אינן חשובות – שחקו עם ההגדרות בעצמכם כדי להשיג את האפקט שהכי מוצא חן בעיניכם.

ועכשיו למיקרופון. הדגם שבו השתמשתי הוא מהפשוטים והזולים ביותר, דומה לזה שבנר האלקטרוני שהיה לי בבית. למיקרופונים כאלה יש הרבה פרמטרים שלא טרחתי בינתיים להתעמק בהם: בדרך של ניסוי וטעייה (הרבה טעייה) פשוט חיברתי למתח מהארדואינו – 3.3V, כי הדגם הזה מיועד לעבוד במתחים נמוכים – וניסיתי לקרוא ערכים דרך פין אנלוגי. לאט לאט הצלחתי להגיע למשהו בעל משמעות: אחרי שהעברתי את המתח דרך נגד (10K), וצירפתי קבל (22uF) בין רגלי המיקרופון, הצלחתי להבחין בתנודות בקלט כאשר נשפתי על המיקרופון.

התנודות היו חלשות ואקראיות, אך צבירה של מספר מדידות רצופות, חישוב ממוצע של הערכים שהתקבלו וחישוב גודל התנודות סביב הממוצע הזה (מה שמכונה בסטטיסטיקה "סטיית תקן") הניבו מדד ראשוני סביר ויציב יחסית לגודל ה"רעש" שהמיקרופון קולט. זה בהחלט לא היה משהו שאפשר להשתמש בו לעיבוד צלילים או לזיהוי יעיל של אותות מורס – למעשה, אפילו שינוי אות ה-PWM גרם להפרעות מסוימות בקלט המיקרופון – רק מספיק טוב בשביל נר אלקטרוני.

אחרי שהגעתי לתוצאות משביעות רצון על מטריצה, הלחמתי את הרכיבים לחתיכה צרה של Stripboard:

את הספים להבהוב חזק ולכיבוי/הדלקה קבעתי גם כן בדרך של ניסוי וטעייה. התוצר הסופי הרבה פחות רגיש מהנר האלקטרוני הקנוי, ועם זאת הוא עושה את העבודה. הגיע הזמן ללמוד לעומק את נושא המיקרופונים, להבין מה בעצם קורה – ואיך להתקדם מכאן לזיהוי של צלילים ולפיענוח הנחשק של קוד מורס…