Projekt EISE4: Naučite se uresničiti napravo za glasovno modulacijo: 6 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

V tem navodilu boste skozi vse različne korake uresničili napravo, ki dodaja zvočne učinke (zakasnitev in odmev). Ta naprava je večinoma sestavljena iz mikrofona, plošče De0 Nano SoC, zvočnika, zaslona in infrardečega senzorja. Odvisno od razdalje, ki jo imate od infrardečega senzorja, bo učinek dosežen. Zaslon je tukaj za tiskanje FFT.

Uporabili smo ploščo De0 Nano SoC, nanjo pa sta povezani dve PCB. To je analogno vezje, na katerem smo zvarili vsako komponento, ki jo potrebujemo.

1. korak: Arhitektura

Tu je arhitektura, na katero smo najprej pomislili pred začetkom projekta. Najprej smo dobili mikrofon, ki realizira pridobivanje signala, ki ga nato ojačimo z ojačevalnikom napetosti. Nato je povezan z zatičem ADC na plošči DE0 Nano Soc, ki izračuna FFT in ga natisne na zaslonu. Izhodi plošče so nato priključeni na DAC, preden so ojačani in priključeni na zvočnik.

Na tej točki projekta nismo razmišljali o uporabi infrardečega senzorja, ki smo ga kasneje v projektu asimilirali.

2. korak: Materiali

Za izvedbo tega projekta smo uporabili naslednje komponente:

- Mikrofon

- Zvočnik

- plošča DE0 Nano Soc

-Analogno-digitalni pretvornik (vgrajen v ploščo DE0 Nano Soc)

-Digitalno-analogni pretvornik (MCP4821)

- Ojačevalnik zvočne moči (LM386N-1)

- Ojačevalnik napetosti z avtomatskim nadzorom ojačanja

- Regulator napetosti, ki ustvarja -5V (MAX764)

- Infrardeči senzor (GP2Y0E02A)

- Sončna energija, ki generira 5V (napajanje)

- Zaslon (tiska FFT)

Korak 3: Prvo tiskano vezje - pred De0 Nano SoC

To prvo analogno vezje vsebuje mikrofon (MC1), ojačevalnik napetosti z avtomatskim krmiljenjem ojačanja (del vezja, priključen na operacijski ojačevalnik) in regulator napetosti, ki ustvarja -5V (MAX764).

Najprej mikrofon ujame zvok, nato se zvok ojači z ojačevalnikom napetosti; napetost se giblje od 16mV do 1,2V. Regulator napetosti je tukaj samo za napajanje operacijskega ojačevalnika.

Izhod celotnega vezja je povezan z zatičem ADC na plošči DE0 Nano Soc.

4. korak: Drugo tiskano vezje - po plošči De0 Nano SoC

Vhodi tega drugega analognega vezja so povezani z različnimi zatiči plošče DE0 Nano Soc, ki so zatiči CS, SCK in SDI. Ti vhodi so nato priključeni na DAC (MCP4821), ki je nato priključen na ojačevalnik zvočne moči (LM386N-1). Končno imamo zvočnik.

Celotno vezje je napajano s 5V, ki prihaja iz plošče DE0 Nano Soc, ozemljitev pa je povezana z DE0 Nano Soc in ozemljitvijo prvega tiskanega vezja.

5. korak: Komunikacija med tiskanim vezjem in De0 Nano SoC

Signal, ki prihaja iz mikrofona, je priključen na ADC kartice. ADC je priključen na HPS in imamo NIOS II, ki se uporablja za nadzor zaslona. Za komunikacijo HPS in NIOS II uporabljata skupni pomnilnik. V HPS -u imamo vodenje kode C, ki sprejema vrednosti iz ADC -ja in vpliva na zvok. Rezultat se nato pošlje na naslednjo tiskano vezje prek žice SPI, ki je priključena na GPIO kartice. V NIOS II hkrati delujemo tudi s kodo C. Ta program je namenjen za nadzor zaslona in prikaz spektra FFT.

6. korak: Kako narediti zvočne učinke z infrardečim senzorjem?

V tem projektu uporabljamo le en zvočni učinek, to je zakasnitev zvoka. Za aktiviranje tega učinka smo se odločili za uporabo infrardečega senzorja. Senzor, ki je povezan z integriranim ADC -jem kartice, ima vrednost med 60 in 3300. Vrednost imamo blizu 3300, ko smo blizu senzorja, in vrednost blizu 60, ko smo daleč od nje. Zakasnitev smo izbrali le, če je vrednost večja od 1800, sicer se zvok pošlje neposredno v SPI.