FÂNTÂNĂ INTELIGENTĂ CU AUTOMAT PROGRAMABIL

Abstract

Pe lângă efectul artistic deja creat de către variația jeturilor de apă și a fluxurilor luminoase sincronizate pe o coloană sonoră, s-a continuat studierea în domeniul analizei de semnal audio și s-a introdus un nou element: recunoașterea de cuvinte rostite. S-a ales acest element, deoarece, s-a dorit introducerea unui efect artistic suplimentar celor deja existente, astfel încât, un cuvânt rostit dintr-o melodie, devine eveniment declanșator pentru efectul menționat. Astfel, în momentul în care în melodie este rostit un cuvânt cheie, jeturile de apă și luminile primesc o secvență de comenzi transmisă de către automatul programabil. Analiza de semnal se realizează în timp real de către o rețea neuronală antrenată anterior, aceasta returnând o valoarea de adevăr în cazul în care s-a recunoscut cuvântul cheie, informație ce reprezintă o variabilă de intrare pentru automatul programabil. În momentul în care aceasta prezintă o valoare de adevăr, A.P-ul trimite secvența de comenzi corespunzătoare conform programului scris în acesta. De asemenea, cuvântul poate fi rostit și într-un microfon, prelucrându-se combinația celor două semnale audio: cel al melodiei și cel al părții vocale, ca spre exemplu, în momentul unui concert, un anumit cuvânt rostit de către vocalist va declanșa un efect spectaculos. S-au folosit cunoștințele dobândite în cadrul programului de masterat legate de antrenarea rețelelor neuronale și de programare a A.P-urilor și s-a îmbinat partea de analiză audio cu partea de programare secvențială a A.P-ului. În primă fază, s-au adunat date pentru antrenarea și validarea rețelei neuronale sub formă de fișiere audio, s-a creat aceasta, s-a antrenat, iar apoi s-a verificat folosind diverse fișiere audio, separate de cele folosite pentru antrenare și validare și de asemenea în timp real folosind drept periferic de intrare un microfon de calculator. Pe urmă, s-a trecut la realizarea secvenței logice în automatul programabil, ce trimite comenzile pentru deschiderea ventilelor aferente generării jeturilor de apă, respectiv aprinderea LED-urilor, în momentul evenimentului declanșator sesizat de către rețeaua neuronală. Folosind un simulator software pentru automatul S7-1200, s-a verificat funcționalitatea secvențelor precizate mai sus. În concluzie, s-a obținut un efect artistic suplimentar celor deja existente creând un dinamism complex interpretării compoziției muzicale, folosind procesare de semnal audio de nivel înalt prin intermediul rețelei neuronale. Privitorii unui astfel de spectacol, vor fi cu adevărat surprinși și cuprinși de un sentiment de bucurie, admirând jocul de apă și lumini, parcă viu, sincronizat pe coloana sonoră din fundal.