Glasbeni sintetizator na osnovi DE0-Nano-SoC: 5 korakov (s slikami)

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

Glasbeni sintetizator

Ta glasbeni sintetizator je precej preprost: pihati morate, peti ali celo predvajati glasbo pred mikrofonom, zvok pa bo moduliran in poslan skozi zvočnik. Njegov spekter se bo pojavil tudi na LCD -prikazovalniku. Glasbeni sintetizator obstaja v dveh različicah: lahko se odločite za implementacijo na tiskanem vezju, če pa ne, bo na voljo preprosta plošča.

1. korak: Potreben material in priporočila

Za izvajanje tega sistema boste potrebovali naslednje:

• plošča DE0-Nano-SoC
• LCD zaslon LT24 podjetja Terasic
• električni mikrofon
• osnovni dvožični (ozemljitveni in napajalni) zvočnik
• Ethernetna žica
• tiskano vezje ali ploščo
• spajkalnik in gravirnik na tiskano vezje, če se odločite za uporabo sintetizatorja na tiskanem vezju
• baterijo in njen priključek USB (opcijsko)
• enota ojačevalnika moči LM386
• digitalno -analogni pretvornik MCP4821
• pretvornik napetosti s stikalnim kondenzatorjem LT1054
• nastavljiv relator LM317
• 7 TL081 OPA (DIP-8)
• a TL082 OPA (DIP-8)
• tranzistor 2N5432
• dioda 1N4148
• 17 10 µF polariziranih kondenzatorjev
• 1 μF kondenzator
• 5 100nF kondenzatorjev
• kondenzator 680 nF
• kondenzator 100 µF
• 2,2 µF kondenzator
• polariziran kondenzator 1000+µF (na primer 4400)
• polariziran kondenzator 220 µF
• 0,05 µF kondenzator
• 4 100 ohmski upori
• 1 2,2 kOhmski upor
• 1 upor 10kOhms
• 1 470 Ohmov upor
• 1 1,8 kOhms rezitor
• 1 1MOhm upor
• 1 150 ohmski upor
• 4 1500 ohmski upor

Upoštevajte, da boste morda potrebovali več komponent, kot je bilo pričakovano.

Prav tako zelo priporočamo, da pred začetkom tega projekta posedujete osnovno znanje o elektroniki in oblikovanju SoC

2. korak: Odbor za pridobivanje

Zdaj, ko imate vse, kar potrebujete, začnimo z izdelavo nabavne deske. Mikrofon zbira zvoke v bližini, nato pa signal filtrira nizkoprepustni filter, da ga vzorči (in tako upošteva Shannonov izrek), preden ga ojača in ga na koncu posname DE0.

Če poznate programsko opremo Altium Design Software in imate dostop do gravirnika za PCB, morate samo reproducirati shemo, prikazano na zgornji sliki, in sestavne dele postaviti tako, kot smo to storili na drugi sliki. V nasprotnem primeru lahko preprosto ustvarite to vezje na plošči.

V obeh primerih so vrednosti uporov, očitno podane v ohmih, in vrednosti kondenzatorjev, podane v Faradovih, naslednje:

• R4: 2,2 k
• R5: 10k
• R6 in R7: 100
• R3: 470
• R1 in R2: 18 (ti upori se uporabljajo za prilagajanje izhodne napetosti, ki mora biti 2 V, tako da se te vrednosti pri vas lahko nekoliko razlikujejo)
• R8: 1,8 tisoč
• R9: 1M
• R10: 150
• R11, R12, R14 in R15: 1,5 k
• Dec1: 2.2µ
• Dec2: 100µ
• Dec 3: 100n
• Dec 4: 1µ
• Dec5, dec6, dec7, dec8, dec9, dec10, dec11, dec12, dec13, dec14: 1µ
• 15. december: +1000µ (4400 na primer)
• C1: 10µ
• C2: 1µ
• C3 in C4: 100n
• C5: 1µ

Končali smo z nabavno tablo!

3. korak: Izhodna plošča za zvok

Sposobnost snemanja zvokov je odlična, vendar jih je mogoče reproducirati še bolje! Tako boste potrebovali avdio izhodno ploščo, ki jo preprosto sestavljajo digitalno/analogni pretvornik, glajevalni filter, ojačevalnik moči in zvočnik.

Seveda lahko vezje še vedno reproducirate na tiskanem vezju (komponente pa postavite, kot je prikazano na drugi sliki) ali na ploščo. V obeh primerih so tukaj vrednosti za kondenzatorje in upore:

• R1 in R2: 100
• R3 in R4: žice
• R5: 10
• C1: 1µ
• C2, C3, C5, C6, C7, C9: 100µ (polarizirano)
• C4 in C8: 100n
• C10: 0,05 μ
• C11: 250µ

Z zvočnim izhodom smo končali, zato pojdimo na programsko opremo!

4. korak: Projekt Quartus

Da bi bilo preprosto, smo se odločili, da začnemo s projektom "my first-hps-fpga", ki je na CD-ju, vključenem v DE0-Nano-SoC. Vse, kar morate storiti, je, da odprete ta projekt in iz orodne vrstice zaženete »Platform Designer« ali »Qsys« in reproducirate zgornji projekt. Nato ustvarite zasnovo in prevedite s programom Qsys (za več podrobnosti glejte predstavitve).

5. korak: Uživajte

Zdaj, ko so datoteke HDL ustvarjene, morate le zagnati projekt Quartus. V ta namen priključite kabel USB v priključek USB (JTAG) DE0-Nano-Soc. Nato izberite Orodja> Programiranje v Quartusu. Kliknite Samodejno zaznavanje in izberite drugo možnost. Nato kliknite napravo FPGA (drugo), nato "Spremeni datoteko" in izberite datoteko.sof, ki je bila prej ustvarjena. Na koncu kliknite potrditveno ploščo »Program/Konfiguriraj« in kliknite gumb »Start«, da zaženete datoteko.

Na koncu naložite naslednjo kodo C v pomnilnik DE0. V ta namen namestite Putty na osebni računalnik (Linux), nanj povežite ploščo prek povezave Ethernet in tako, da kabel USB priključite v priključek USB (UART) DE0. Zaženite in konfigurirajte Putty s hitrostjo prenosa 115200, brez parnosti, enim bitnim ustavljanjem in brez nastavitev nadzora pretoka. Nato vstavite fiksni naslov IPv4 v vrata Ethernet vašega računalnika, vnesite "root" na lupini Putty, nato "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" in "geslo", ki mu sledi geslo. Odprite lupino v računalniku, pojdite v skladišče projektov in vnesite "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/". Sčasoma na lupini Putty vnesite "./myfirsthpsfpga". Uživajte!