EISE4 projekt: Naučite kako realizirati uređaj za glasovnu modulaciju: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

U ovom uputstvu ćete proći sve različite korake kako biste realizirali uređaj koji dodaje zvučne efekte (kašnjenje i odjek). Ovaj uređaj se uglavnom sastoji od mikrofona, Nano SoC ploče DE0, zvučnika, ekrana i infracrvenog senzora. U zavisnosti od udaljenosti od infracrvenog senzora, efekat će biti ostvaren. Ekran je ovdje za štampanje FFT -a.

Koristili smo De0 Nano SoC ploču, a na nju su spojena dva PCB -a. To su analogni krugovi na kojima smo zavarili svaku komponentu koja nam je potrebna.

Korak 1: Arhitektura

Evo arhitekture o kojoj smo prvo razmišljali prije početka projekta. Prvo smo dobili mikrofon koji realizuje akviziciju signala, koji se zatim pojačava pomoću pojačala za napon. Zatim se povezuje s ADC pinom DE0 Nano Soc ploče koja izračunava FFT i ispisuje ga na ekranu. Izlazi ploče su zatim spojeni na DAC, prije nego što se pojačaju i spoje na zvučnik.

U ovom trenutku projekta nismo razmišljali o upotrebi infracrvenog senzora, koji smo kasnije asimilirali u okviru projekta.

Korak 2: Materijali

Za realizaciju ovog projekta koristili smo sljedeće komponente:

- Mikrofon

- Zvučnik

- DE0 Nano Soc ploča

-Analogno-digitalni pretvarač (integriran u ploču DE0 Nano Soc)

-Digitalno-analogni pretvarač (MCP4821)

- Pojačalo audio snage (LM386N-1)

- Pojačalo napona sa automatskom kontrolom pojačanja

- Regulator napona koji generira -5V (MAX764)

- Infracrveni senzor (GP2Y0E02A)

- Solarna energija koja generira 5V (napajanje)

- Ekran (koji štampa FFT)

Korak 3: Prva PCB - prije De0 Nano SoC

Ovo prvo analogno kolo sadrži mikrofon (MC1), pojačalo napona sa automatskom kontrolom pojačanja (dio kola spojen na operativno pojačalo) i regulator napona koji generira -5V (MAX764).

Prvo mikrofon hvata zvuk, zatim se zvuk pojačava pomoću pojačala za napon; napon ide otprilike od 16mV do 1,2V. Regulator napona služi samo za napajanje operativnog pojačala.

Izlaz cijelog kruga povezan je s ADC pinom DE0 Nano Soc ploče.

Korak 4: Drugo PCB - nakon De0 Nano SoC ploče

Ulazi ovog drugog analognog kruga povezani su na različite pinove ploče DE0 Nano Soc, a to su CS, SCK i SDI pinovi. Ovi ulazi su zatim spojeni na DAC (MCP4821), koji je zatim spojen na audio pojačalo (LM386N-1). Konačno imamo zvučnik.

Cijelo ovo kolo napaja se sa 5V koje dolazi s ploče DE0 Nano Soc, a njeno uzemljenje je spojeno na DE0 Nano Soc i na uzemljenje prve štampane ploče.

Korak 5: Komunikacija između PCB -a i De0 Nano SoC -a

Signal koji dolazi iz mikrofona povezan je s ADC -om kartice. ADC je spojen na HPS i imamo NIOS II koji se koristi za kontrolu ekrana. Za komunikaciju, HPS i NIOS II koriste zajedničku memoriju. Imamo C kod koji radi u HPS -u koji prima vrijednosti iz ADC -a i ima neke efekte na zvuk. Rezultat se zatim šalje na sljedeću PCB putem SPI žice koja je spojena na GPIO kartice. Istovremeno imamo i rad C koda u NIOS II. Ovaj program služi za kontrolu ekrana i prikazivanje FFT spektra.

Korak 6: Kako napraviti zvučne efekte pomoću infracrvenog senzora?

U ovom projektu koristimo samo jedan zvučni efekat, a to je kašnjenje zvuka. Kako bismo aktivirali ovaj učinak, odlučili smo koristiti infracrveni senzor. Senzor spojen na integrirani ADC kartice ima vrijednost između 60 i 3300. Imamo vrijednost blizu 3300 kada smo u blizini senzora i imamo vrijednost blizu 60 kada smo daleko od njega. Odabrali smo aktiviranje odgode samo ako je vrijednost veća od 1800, u protivnom se zvuk izravno šalje na SPI.