[Haptics] .wav 파일을 DAQ 에서 실행하기 / Python 파이썬

오늘은 wav 파일을 바로 DAQ 에서 실행해보겠습니다.

 

예시 input wav는 macaron 에서 만들었습니다. :)

 

https://hapticdesign.github.io/macaron/

Macaron Editor

input.wav

0.13MB

 

In [3]:

import numpy as np
import soundfile as sf
import nidaqmx
import time
import matplotlib.pyplot as plt

# DAQ 설정값
samplingRate = 10000  # DAQ 샘플링 속도 (10kHz)
duration = 1  # 신호 지속 시간 (초)

# 1️⃣ WAV 파일 불러오기
wav_file = "input.wav"  # 사용할 WAV 파일 경로
data, fs = sf.read(wav_file)  # 오디오 데이터 불러오기

data

 

Out[3]:

array([ 0.046875 ,  0.046875 ,  0.0390625, ..., -0.0546875, -0.0625   ,
       -0.0703125])

 

In [4]:

# 스테레오인 경우 한 채널만 사용
if len(data.shape) > 1:
    data = np.mean(data, axis=1)  # 모노 변환

# 2️⃣ DAQ 샘플링 속도에 맞게 리샘플링
num_samples = int(duration * samplingRate)
resampled_data = np.interp(np.linspace(0, duration, num_samples), np.linspace(0, duration, len(data)), data)

# 3️⃣ 신호 범위 스케일링 (진동자 전압 범위 고려)
max_voltage = 5  # 진동자 입력 전압 최대값 (±5V)
resampled_data = resampled_data / np.max(np.abs(resampled_data)) * max_voltage

# 4️⃣ DAQ 출력 전, 원본 WAV 신호 시각화
plt.figure(figsize=(10, 4))
plt.plot(np.linspace(0, duration, num_samples), resampled_data, label="Resampled WAV Signal", color='b')
plt.xlabel("Time (s)")
plt.ylabel("Amplitude (V)")
plt.legend()
plt.title("Resampled WAV Signal Before DAQ Output")
plt.grid()
plt.show()

 

 

 

In [6]:

# 5️⃣ DAQ를 이용하여 신호 출력 및 측정 함수
def accels_data(title, sig):
    recorded_data = []

    for i in range(1):
        readtask = nidaqmx.Task()
        writetask = nidaqmx.Task()

        readtask.ai_channels.add_ai_voltage_chan("Dev1/ai0:2", 
                                                 terminal_config=nidaqmx.constants.TerminalConfiguration.RSE, 
                                                 min_val=-10, max_val=10)
        readtask.timing.cfg_samp_clk_timing(samplingRate, 
                                            sample_mode=nidaqmx.constants.AcquisitionType.FINITE, 
                                            samps_per_chan=samplingRate * duration)
        writetask.ao_channels.add_ao_voltage_chan("Dev1/ao0")
        writetask.timing.cfg_samp_clk_timing(samplingRate, 
                                             sample_mode=nidaqmx.constants.AcquisitionType.FINITE, 
                                             samps_per_chan=samplingRate * duration)

        writetask.write(sig)
        writetask.start()
        
        # DAQ에서 측정된 데이터 읽기
        data = readtask.read(samplingRate * duration)

        writetask.wait_until_done()
        writetask.close()
        readtask.close()

        # 저장
        with open(f"{title}_{i}.txt", "a") as f:
            for j in range(samplingRate * duration):
                f.write(f"{data[0][j]}\n")  # X 축 데이터만 저장
        time.sleep(2)

        recorded_data.append(data)

    return recorded_data

 

In [7]:

# 6️⃣ DAQ 출력 실행 및 측정
recorded_data = accels_data(title="Wav_Accels", sig=resampled_data)

 

In [8]:

# 7️⃣ DAQ 출력 후, 측정된 신호 시각화
plt.figure(figsize=(10, 4))
plt.plot(np.linspace(0, duration, samplingRate * duration), recorded_data[0][0], label="DAQ Measured Signal", color='r')
plt.xlabel("Time (s)")
plt.ylabel("Amplitude (V)")
plt.legend()
plt.title("DAQ Measured Signal After Output")
plt.grid()
plt.show()

 

 

 

해당 코드에는 아직 Calibration을 적용하지 않고 파형을 출력해서 그대로 나오지 않은 모습을 볼 수 있습니다 ㅜㅜ