EISE4 პროექტი: ისწავლეთ ხმის მოდულაციის მოწყობილობის რეალიზება: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ამ სასწავლო ინსტრუქციაში თქვენ გაივლით ყველა სხვადასხვა საფეხურს, რათა გააცნობიეროთ მოწყობილობა, რომელიც ამატებს ხმოვან ეფექტებს (შეფერხება და ექო). ეს მოწყობილობა ძირითადად შედგება მიკროფონისგან, DE0 Nano SoC დაფისგან, დინამიკისგან, ეკრანისა და ინფრაწითელი სენსორისგან. ინფრაწითელი სენსორიდან დაშორებული მანძილიდან გამომდინარე, ეფექტი განხორციელდება. ეკრანი აქ არის FFT დასაბეჭდად.

ჩვენ გამოვიყენეთ De0 Nano SoC დაფა და მას ორი PCB უკავშირდება. ეს არის ანალოგური წრე, რომელზეც შედუღებული გვჭირდება თითოეული კომპონენტი.

ნაბიჯი 1: არქიტექტურა

აქ არის არქიტექტურა, რომელზეც პირველად ვიფიქრეთ პროექტის დაწყებამდე. ჩვენ პირველად მივიღეთ მიკროფონი, რომელიც აცნობიერებს სიგნალის მოპოვებას, რომელიც შემდგომში ძლიერდება ძაბვის გამაძლიერებლით. შემდეგ ის უკავშირდება DE0 Nano Soc დაფის ADC პინს, რომელიც ითვლის FFT- ს და ბეჭდავს მას ეკრანზე. დაფის გამოსასვლელი უკავშირდება DAC– ს, სანამ გაძლიერდება და დაუკავშირდება ხმამაღლა.

პროჯეტის ამ ეტაპზე ჩვენ არ გვიფიქრია ინფრაწითელი სენსორის გამოყენებაზე, რომელიც მოგვიანებით შევითვისეთ პროექტის ფარგლებში.

ნაბიჯი 2: მასალები

ამ პროექტის განსახორციელებლად ჩვენ გამოვიყენეთ შემდეგი კომპონენტები:

- მიკროფონი

- დინამიკი

- DE0 Nano Soc დაფა

-ანალოგური ციფრული კონვერტორი (ინტეგრირებული DE0 Nano Soc დაფაზე)

-ციფრული ანალოგური გადამყვანი (MCP4821)

- აუდიო სიმძლავრის გამაძლიერებელი (LM386N-1)

- ძაბვის გამაძლიერებელი ავტომატური მომატების კონტროლით

- ძაბვის რეგულატორი, რომელიც გამოიმუშავებს -5V (MAX764)

- ინფრაწითელი სენსორი (GP2Y0E02A)

- მზის ენერგია, რომელიც წარმოქმნის 5 ვ (ენერგიის წყაროს)

- ეკრანი (რომელიც ბეჭდავს FFT)

ნაბიჯი 3: პირველი PCB - სანამ De0 Nano SoC

ეს პირველი ანალოგური წრე შეიცავს მიკროფონს (MC1), ძაბვის გამაძლიერებელს ავტომატური მომატების კონტროლით (მიკროსქემის ნაწილი, რომელიც დაკავშირებულია ოპერატიულ გამაძლიერებელთან) და ძაბვის რეგულატორს, რომელიც გამოიმუშავებს -5V (MAX764).

ჯერ მიკროფონი იჭერს ხმას, შემდეგ ხმას აძლიერებენ ძაბვის გამაძლიერებლით; ძაბვა მიდის 16mV– დან 1.2V– მდე. ძაბვის მარეგულირებელი მხოლოდ აქ არის ოპერატიული გამაძლიერებლის მიწოდებისთვის.

მთელი მიკროსქემის გამომავალი დაკავშირებულია DE0 Nano Soc დაფის ADC პინთან.

ნაბიჯი 4: მეორე PCB - De0 Nano SoC დაფის შემდეგ

ეს მეორე ანალოგური მიკროსქემის შეყვანა დაკავშირებულია DE0 Nano Soc დაფის სხვადასხვა ქინძისთავებთან, ესენია CS, SCK და SDI ქინძისთავები. ეს საშუალებები შემდეგ უკავშირდება DAC- ს (MCP4821), რომელიც შემდეგ უკავშირდება აუდიო დენის გამაძლიერებელს (LM386N-1). საბოლოოდ გვაქვს ხმამაღალი დინამიკი.

მთელი ეს წრე უზრუნველყოფილია 5V– ით, რომელიც მოდის DE0 Nano Soc დაფისგან და მისი მიწა უკავშირდება DE0 Nano Soc– ს და პირველ PCB– ს მიწას.

ნაბიჯი 5: ურთიერთობა PCB– სა და De0 Nano SoC– ს შორის

მიკროფონიდან მიღებული სიგნალი უკავშირდება ბარათის ADC- ს. ADC დაკავშირებულია HPS– თან და ჩვენ გვაქვს NIOS II, რომელიც გამოიყენება ეკრანის კონტროლისთვის. კომუნიკაციისთვის, HPS და NIOS II იყენებენ საერთო მეხსიერებას. ჩვენ გვაქვს C კოდი, რომელიც მუშაობს HPS– ში და იღებს მნიშვნელობებს ADC– დან და ახდენს გარკვეულ ეფექტს ხმაზე. შედეგი შემდეგ იგზავნება შემდეგ PCB– ზე SPI მავთულის საშუალებით, რომელიც დაკავშირებულია ბარათის GPIO– ზე. ჩვენ ასევე გვაქვს C კოდი, რომელიც მუშაობს NIOS II– ში ერთდროულად. ეს პროგრამა არის ეკრანის გასაკონტროლებლად და FFT სპექტრის საჩვენებლად.

ნაბიჯი 6: როგორ შევქმნათ ხმოვანი ეფექტები ინფრაწითელი სენსორით?

ამ პროექტში ჩვენ ვიყენებთ მხოლოდ ერთ ხმოვან ეფექტს, რაც არის ხმის დაყოვნება. ამ ეფექტის გასააქტიურებლად, ჩვენ გადავწყვიტეთ გამოვიყენოთ ინფრაწითელი სენსორი. სენსორი, რომელიც დაკავშირებულია ბარათის ინტეგრირებულ ADC– სთან, აქვს ღირებულება 60 – დან 3300 – მდე. ჩვენ გვაქვს მნიშვნელობა 3300 – თან ახლოს, როდესაც ჩვენ სენსორთან ვართ და ჩვენ გვაქვს მნიშვნელობა 60 – თან ახლოს, როდესაც ჩვენ მისგან შორს ვართ. ჩვენ შევარჩიეთ დაგვიანების გააქტიურება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მნიშვნელობა აღემატება 1800 -ს, წინააღმდეგ შემთხვევაში ხმა პირდაპირ იგზავნება SPI– ში.