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- - - - - - - - - - - - - - - - -N.C._5 -N.C._5 - - - - - - - -SCK +SCK + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -11 -11 - - - - - - - -4 +4 + - - - - - -N.C._6 -N.C._6 - - - - - - - - -VDD +VDD + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +8 +8 + - - - - - - - - - - - - - - - - - -12 -12 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -N.C._7 -N.C._7 -VDDIO +VDDIO + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8 -8 - - - - - - - - - - - + + + +6 +6 + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -N.C._8 -N.C._8 - - -GND +GND + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - +1 +1 + - - - - - + - +GND +GND + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -9 -9 - - - - - - - - - - - +7 +7 + - - +U4 +U4 + - - - - - - - - - - - - - - - -N.C. -N.C. -BMP280 +BMP280 + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -6 -6 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -GND -GND - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -13 -13 - - - - - - - - - - - - - + + + + + + - +1 +1 + - - - - - -32KHZ -32KHZ - - - - - - - - -2 +2 + - - - - - - - - - - + - +3 +3 + - - - - - - - - - - - - + + + -1 -1 - - -4 +4 + - - - - - -SDA -SDA -S1 +S1 + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -BUTTON +BUTTON + - - - - - - - - - - - -15 -15 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -~INT/SQW -~INT/SQW - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3 -3 - - - - - - - - - - - - - - - -3V3 -3V3 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -GND -GND - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + diff --git a/website/versioned_docs/version-fils_en/project/2025/george.harpa/diagram.webp b/website/versioned_docs/version-fils_en/project/2025/george.harpa/diagram.webp new file mode 100644 index 0000000000..fd92f5073a Binary files /dev/null and b/website/versioned_docs/version-fils_en/project/2025/george.harpa/diagram.webp differ diff --git a/website/versioned_docs/version-fils_en/project/2025/george.harpa/index.md b/website/versioned_docs/version-fils_en/project/2025/george.harpa/index.md new file mode 100644 index 0000000000..0e94e83f6c --- /dev/null +++ b/website/versioned_docs/version-fils_en/project/2025/george.harpa/index.md @@ -0,0 +1,85 @@ +# Automatic BPM Detector for Music +A portable device that detects and displays the Beats Per Minute (BPM) of music from the environment. + +:::info + +**Author**: Harpa George-Alexandru (Group 1221EA) +**GitHub Project Link**: https://github.com/UPB-PMRust-Students/project-harpa-g + +::: + +## Description + +This project implements a real-time BPM (Beats Per Minute) detector using two microcontrollers. It captures ambient music using a microphone, processes the audio signal to detect beat patterns, and displays the BPM on an OLED or LCD screen. + +## Motivation + +I chose this project because of my interest in music technology and signal processing. The idea of creating a portable, real-time tempo analysis tool offers a good mix of embedded hardware, digital signal processing, and display interfacing challenges — all while being visually demonstrable and engaging. + +## Architecture + +The system includes the following main architecture components: + +- **Audio Front-End**: Captures the music using a microphone. +- **BPM Processor (Primary MCU)**: Processes the signal and calculates the BPM. +- **Debugging MCU**: Collects internal logs and performance data for analysis. +- **User Interface**: Displays the current BPM on a screen and optional LED indicators. +- **Interconnection**: Microphone feeds audio into the primary MCU. The debug MCU receives serial data over UART from the primary MCU. + + +## Log + +### Week 5 - 11 May +- Defined project scope and main components +- Started component research and selection +- Drafted initial architecture +- Created GitLab fork and added base files + +### Week 12 - 18 May +- Prepared audio acquisition setup +- Began testing ADC and audio signal sampling + +### Week 19 - 25 May +- Integrated BPM detection logic +- Display integration +- Debug communication setup between MCUs + +## Hardware + +- Raspberry Pi Pico 2W (MCU with Wi-Fi) +- Electret microphone with MAX9814 amplifier +- 128x32 OLED SPI display +- Breadboard, jumper wires, USB power supply + +### Schematics + +*(Insert KiCad schematic here — image or link)* + +### Bill of Materials + +| Device | Usage | Price | +|--------|-------|-------| +| [Raspberry Pi Pico W](https://www.optimusdigital.ro/en/raspberry-pi-boards/12394-raspberry-pi-pico-w.html) | Main microcontroller with Wi-Fi | 34.50 RON | +| [Electret Microphone Amplifier - MAX9814](https://www.optimusdigital.ro/en/others/1194-electret-microphone-amplifier-max9814-with-auto-gain-control.html) | Captures ambient music | 26.99 RON | +| [OLED 128x32 SPI Display](https://www.optimusdigital.ro/en/lcds/8660-modul-display-monocrom-128x32-oled-spi-adafruit.html) | Displays BPM | 39.99 RON | +| [Breadboard 830 Points](https://www.optimusdigital.ro/en/breadboards/8-breadboard-hq-830-points.html) | Prototyping | 19.99 RON | +| [Male to Male Jumper Wires (40pcs)](https://www.optimusdigital.ro/en/wires-with-connectors/12475-male-to-male-jumper-wires-40-pin-40cm.html) | Connections | 9.99 RON | + +## Software + +| Library | Description | Usage | +|---------|-------------|-------| +| [MicroPython](https://micropython.org/) | Lightweight interpreter for MCUs | Used to program Pico W | +| [ssd1306](https://github.com/micropython/micropython/blob/master/drivers/display/ssd1306.py) | OLED driver | Display BPM data | +| [network](https://docs.micropython.org/en/latest/library/network.html) | Wi-Fi connectivity | Connects Pico W to local network | +| [socket](https://docs.micropython.org/en/latest/library/socket.html) | Web server | Hosts BPM data online | +| [array / ustruct](https://docs.micropython.org/en/latest/library/ustruct.html) | Signal processing | Handles sample buffers and math | + +## Links + +1. [Beat tracking algorithm overview](https://www.ee.columbia.edu/~dpwe/papers/Ellis07-beattrack.pdf) +2. [Real-time BPM Detection Techniques](https://www.researchgate.net/publication/345912338_Real-Time_BPM_Detection_in_Music) +3. [MicroPython for Pico W](https://www.raspberrypi.com/news/micropython-on-raspberry-pi-pico-w/) +4. [SSD1306 OLED Display Tutorial](https://learn.adafruit.com/monochrome-oled-breakouts/python-usage) +5. [MAX9814 Microphone Datasheet](https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX9814.pdf) + diff --git a/website/versioned_docs/version-fils_en/project/2025/george.harpa/kicad.svg b/website/versioned_docs/version-fils_en/project/2025/george.harpa/kicad.svg new file mode 100644 index 0000000000..c4f044cefc --- /dev/null +++ b/website/versioned_docs/version-fils_en/project/2025/george.harpa/kicad.svg @@ -0,0 +1,30006 @@ + + + +SVG Image created as bpm_detector.svg date 2025/05/25 21:24:13 + Image generated by Eeschema-SVG + + + + + + + + + + + +1 +1 + + + + + +2 +2 + + + + + + + + + + +3 +3 + + + + + + + + + + + + + +4 +4 + + + +5 +5 + + + + + + + + + + + + + + + +6 +6 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +1 +1 + + + + + +2 +2 + + + + + + + + + + +3 +3 + + + + + + + + + + + + + +4 +4 + + + +5 +5 + + + + + + + + + + + + + + + +6 +6 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +A +A + + + +B +B + + + + + + + + + + + + + + + + + + +C +C + + + + + + + + + + + + + + + +D +D + + + + + + + + + + + + + + + +A +A + + + +B +B + + + + + + + + + + + + + + + + + + +C +C + + + + + + + + + + + + + + + +D +D + + + + + + + + + + + + +Date: +Date: + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +KiCad E.D.A. 9.0.2 +KiCad E.D.A. 9.0.2 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +Rev: +Rev: + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +Size: A4 +Size: A4 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +Id: 1/1 +Id: 1/1 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +Title: +Title: + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +File: bpm_detector.kicad_sch +File: bpm_detector.kicad_sch + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +Sheet: / +Sheet: / + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +Raspberry Pi Pico +Raspberry Pi Pico + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 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+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +GPIO28_ADC2 +GPIO28_ADC2 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +34 +34 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +AGND +AGND + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +33 +33 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +GPIO27_ADC1 +GPIO27_ADC1 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +32 +32 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +GPIO26_ADC0 +GPIO26_ADC0 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 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