Muzički sintetizator zasnovan na DE0-Nano-SoC: 5 koraka (sa slikama)
Muzički sintetizator zasnovan na DE0-Nano-SoC: 5 koraka (sa slikama)

Sadržaj:

Anonim
Muzički sintetizator zasnovan na DE0-Nano-SoC
Muzički sintetizator zasnovan na DE0-Nano-SoC

Muzički sintetizator

Ovaj muzički sintisajzer je prilično jednostavan: samo morate duvati, pjevati ili čak puštati muziku ispred mikrofona, a zvuk će biti moduliran i poslan kroz zvučnik. Njegov spektar će se pojaviti i na LCD ekranu. Glazbeni sintetizator postoji u dvije verzije: možete izabrati da ga implementirate na PCB -u, ili ako ne možete, poslužit će jednostavna Breadboard.

Korak 1: Potreban materijal i preporuke

Potreban materijal i preporuke
Potreban materijal i preporuke
Potreban materijal i preporuke
Potreban materijal i preporuke
Potreban materijal i preporuke
Potreban materijal i preporuke

Za implementaciju ovog sistema trebat će vam sljedeće:

  • ploča DE0-Nano-SoC
  • LT24 LCD ekran kompanije Terasic
  • elektronski mikrofon
  • osnovni dvožilni zvučnik (uzemljenje i napajanje)
  • Ethernet žica
  • PCB ili matična ploča
  • lemilicu i graver za PCB, ako odlučite implementirati sintisajzer na PCB
  • baterija i njen USB priključak (opcionalno)
  • jedinica za pojačavanje snage LM386
  • digitalno/analogni pretvarač MCP4821
  • pretvarač napona s komutiranim kondenzatorom LT1054
  • LM317 podesivi reulator
  • 7 OPL-ova TL081 (DIP-8)
  • a TL082 OPA (DIP-8)
  • tranzistor 2N5432
  • 1N4148 dioda
  • 17 10 µF polarizovanih kondenzatora
  • kondenzator od 1 μF
  • 5 100nF kondenzatora
  • kondenzator od 680 nF
  • kondenzator od 100 µF
  • kondenzator od 2.2 µF
  • polarizirani kondenzator od 1000+µF (na primjer 4400)
  • polarizirani kondenzator od 220 µF
  • kondenzator od 0,05 µF
  • 4 otpornika od 100 ohma
  • 1 2.2kOhms otpornik
  • 1 otpornik od 10 kOhms
  • 1 470 Ohm otpornik
  • 1 otpornik od 1,8 kOhms
  • 1 1MOhm otpornik
  • 1 150 Ohm otpornik
  • 4 otpornik od 1500 Ohma

Imajte na umu da će vam možda trebati više komponenti nego što se očekivalo.

Također preporučujemo posjedovanje osnovnih znanja o elektronici i dizajnu SoC -a prije početka ovog projekta

Korak 2: Odbor za akviziciju

Odbor za akviziciju
Odbor za akviziciju
Odbor za akviziciju
Odbor za akviziciju

Sada kada imate sve što vam je potrebno, počnimo s izradom ploče za akviziciju. Mikrofon prikuplja zvukove u blizini, a zatim se signal filtrira niskopropusnim filterom kako bi se uzorkovao (i tako poštivala Shannonova teorema) prije nego što se pojača i konačno zabilježi DE0.

Ako ste upoznati sa Altium Design softverom i imate pristup graviraču PCB -a, samo morate reproducirati shemu prikazanu na gornjoj slici i postaviti komponente kao što smo to učinili na drugoj slici. U suprotnom, možete jednostavno ponovno stvoriti ovaj krug na ploči.

U oba slučaja vrijednosti otpornika, očito dane u Ohmima, i vrijednosti kondenzatora, date u Faradsu, su sljedeće:

  • R4: 2,2 k
  • R5: 10k
  • R6 i R7: 100
  • R3: 470
  • R1 i R2: 18 (ovi otpornici se koriste za podešavanje izlaznog napona koji bi trebao biti 2V tako da se ove vrijednosti mogu malo razlikovati za vas)
  • R8: 1,8 k
  • R9: 1M
  • R10: 150
  • R11, R12, R14 i R15: 1,5 k
  • Dec1: 2.2µ
  • Dec2: 100µ
  • Dec3: 100n
  • Dec4: 1µ
  • Dec5, Dec6, Dec7, Dec8, Dec9, Dec10, Dec11, Dec12, Dec13, Dec14: 1µ
  • Decembar 15: +1000µ (4400 na primjer)
  • C1: 10µ
  • C2: 1µ
  • C3 i C4: 100n
  • C5: 1µ

Završili smo s akvizicijskom pločom!

Korak 3: Izlazna ploča za audio

Ploča za audio izlaz
Ploča za audio izlaz
Ploča za audio izlaz
Ploča za audio izlaz

Snimanje zvukova je sjajno, ali mogućnost reprodukcije je još bolje! Dakle, trebat će vam audio izlazna ploča koja se jednostavno sastoji od digitalno/analognog pretvarača, zaglađujućeg filtera, pojačala snage i zvučnika.

Naravno, i dalje možete reproducirati krug na PCB -u (i postaviti komponente kao što je prikazano na drugoj slici) ili na matičnoj ploči. U oba slučaja evo vrijednosti i za kondenzatore i za otpornike:

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

Završili smo sa audio izlazom, pa pređimo na softver!

Korak 4: Quartus projekat

Da pojednostavimo stvari, odlučili smo krenuti od projekta "my first-hps-fpga" koji se nalazi na CD-ROM-u uključenom u DE0-Nano-SoC. Sve što trebate učiniti je otvoriti ovaj projekt i pokrenuti "Platform Designer" ili "Qsys" sa alatne trake i reproducirati gornji projekt. Zatim generirajte dizajn i kompajlirajte s Qsys -om (za više detalja pogledajte demonstracije).

Korak 5: Uživajte

Sada kada su HDL datoteke generirane, samo trebate pokrenuti Quartus projekt. U tu svrhu priključite USB kabel u USB konektor (JTAG) DE0-Nano-Soc. Zatim odaberite Alati> Programiranje na Quartusu. Pritisnite Auto Detect, a zatim odaberite drugu opciju. Nakon toga kliknite FPGA uređaj (drugi), zatim "Promijeni datoteku" i odaberite.sof datoteku koja je prethodno generirana. Na kraju kliknite kontrolnu ploču "Program/Configure" i kliknite gumb "Start" za pokretanje datoteke.

Na kraju, postavite sljedeći C kod u memoriju DE0. U tu svrhu instalirajte Putty na računalo (Linux), povežite ploču s njim putem Ethernet veze i priključivanjem USB kabela u USB konektor (UART) DE0. Pokrenite i konfigurirajte Putty sa brzinom prijenosa od 115200, bez pariteta, jednim zaustavljanjem bita i bez postavki kontrole protoka. Nakon toga, prisilite fiksnu IPv4 adresu na vaš Ethernet port računara, unesite "root" u ljusku Putty, zatim "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" i "lozinku" nakon čega slijedi lozinka. Otvorite ljusku na svom računaru, idite u spremište projekata i unesite "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/". Na kraju, na ljusci Putty unesite "./myfirsthpsfpga". Uživajte!