მუსიკალური სინთეზატორი DE0-Nano-SoC- ის საფუძველზე: 5 ნაბიჯი (სურათებით)

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

მუსიკალური სინთეზატორი

მუსიკის ეს სინთეზატორი საკმაოდ მარტივია: თქვენ უბრალოდ უნდა ააფეთქოთ, იმღეროთ, ან თუნდაც დაუკრათ მუსიკა მიკროფონის წინ, ხოლო ხმა მოდულირდება და გაიგზავნება დინამიკის საშუალებით. მისი სპეციფიკა ასევე გამოჩნდება LCD ეკრანზე. Music Synthesizer არსებობს ორი ვერსიით: თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ მისი განხორციელება PCB– ზე, ან თუ არ შეგიძლიათ, მარტივი Breadboard გააკეთებს.

ნაბიჯი 1: საჭირო მასალა და რეკომენდაციები

ამ სისტემის დანერგვისთვის დაგჭირდებათ შემდეგი:

• DE0-Nano-SoC დაფა
• LT24 LCD ეკრანი Terasic– დან
• ელექტრო მიკროფონი
• ძირითადი ორი მავთულის (ადგილზე და მიწოდების) სპიკერი
• Ethernet მავთული
• PCB ან breadboard
• soldering რკინის და PCB გრავიურა, თუ გადაწყვეტთ განახორციელოთ სინთეზატორი PCB- ზე
• ბატარეა და მისი USB კონექტორი (სურვილისამებრ)
• LM386 დენის გამაძლიერებელი ერთეული
• MCP4821 ციფრული/ანალოგური გადამყვანი
• LT1054 გადამრთველი კონდენსატორის ძაბვის გადამყვანი
• LM317 რეგულირებადი რეგულატორი
• 7 TL081 OPA (DIP-8)
• TL082 OPA (DIP-8)
• 2N5432 ტრანზისტორი
• დიოდი 1N4148
• 17 10 μF პოლარიზებული კონდენსატორები
• 1 μF კონდენსატორი
• 5 100nF კონდენსატორი
• 680nF კონდენსატორი
• 100 μF კონდენსატორი
• 2.2 µF კონდენსატორი
• 1000+µF პოლარიზებული კონდენსატორი (მაგალითად, 4400)
• 220 μF პოლარიზებული კონდენსატორი
• 0.05 µF კონდენსატორი
• 4 100 Ohms წინააღმდეგობა
• 1 2.2 კჰმ რეზისტორი
• 1 10kOhms რეზისტორი
• 1 470 Ohms რეზისტორი
• 1 1.8kOhms რეზიდენტი
• 1 1MOhm რეზისტორი
• 1 150 Ohm რეზისტორი
• 4 1500 Ohm რეზისტორი

გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ შეიძლება დაგჭირდეთ იმაზე მეტი კომპონენტი ვიდრე მოსალოდნელი იყო.

ჩვენ ასევე გირჩევთ ფლობდეთ ძირითად ცოდნას ელექტრონიკასა და SoC დიზაინში ამ პროექტის დაწყებამდე

ნაბიჯი 2: შეძენის საბჭო

ახლა, როდესაც თქვენ გაქვთ ყველაფერი რაც გჭირდებათ, დავიწყოთ შეძენის დაფის შექმნით. მიკროფონი აგროვებს ახლომდებარე ბგერებს, შემდეგ სიგნალი გაფილტრულია დაბალი გამავლობის ფილტრით, რათა აიღოს ნიმუში (და ამით პატივი სცეს შენონის თეორემას), სანამ ის გაძლიერდება და საბოლოოდ ჩაიწერება DE0.

თუ თქვენ იცნობთ Altium Design Software– ს და გაქვთ წვდომა PCB გრავიურაზე, თქვენ უბრალოდ უნდა აღადგინოთ სქემატური სურათი, რომელიც ნაჩვენებია ზემოთ სურათზე და მოათავსოთ კომპონენტები, როგორც ეს გავაკეთეთ მეორე სურათზე. წინააღმდეგ შემთხვევაში, თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ აღადგინოთ ეს წრე პურის დაფაზე.

ორივე შემთხვევაში, რეზისტორების მნიშვნელობები, აშკარად ომსში და კონდენსატორების ღირებულებები, მოცემულია ფარადში, არის შემდეგი:

• R4: 2.2k
• R5: 10 ათასი
• R6 და R7: 100
• R3: 470
• R1 და R2: 18 (ეს რეზისტორები გამოიყენება გამომავალი ძაბვის შესაცვლელად, რომელიც უნდა იყოს 2V, ასე რომ ეს მნიშვნელობები შეიძლება ოდნავ განსხვავებული იყოს თქვენთვის)
• R8: 1.8k
• R9: 1 მ
• R10: 150
• R11, R12, R14 და R15: 1.5 კ
• დეკემბერი 1: 2.2 მკმ
• 2 დეკემბერი: 100 მკმ
• 3 დეკემბერი: 100n
• დეკემბერი 4: 1 მკმ
• Dec5, Dec6, Dec7, Dec8, Dec9, Dec10, Dec11, Dec12, Dec13, Dec14: 1μ
• 15 დეკემბერი: +1000µ (მაგალითად, 4400)
• C1: 10 მკმ
• C2: 1 µµ
• C3 და C4: 100n
• C5: 1 მკმ

ჩვენ დავასრულეთ შეძენის საბჭო!

ნაბიჯი 3: აუდიო გამომავალი დაფა

ბგერების ჩაწერა შესანიშნავია, მაგრამ მათი რეპროდუცირება კიდევ უკეთესი! ამრიგად, თქვენ დაგჭირდებათ აუდიო გამომავალი დაფა, რომელიც შედგება ციფრული/ანალოგური გადამყვანისგან, გამათანაბრებელი ფილტრისგან, დენის გამაძლიერებლისა და სპიკერისგან.

რასაკვირველია, თქვენ მაინც შეგიძლიათ ჩართოთ სქემა PCB- ზე (და მოათავსოთ კომპონენტები, როგორც ნაჩვენებია მეორე სურათზე) ან პურის დაფაზე. ორივე შემთხვევაში, აქ მოცემულია მნიშვნელობები როგორც კონდენსატორებისთვის, ასევე რეზისტორებისთვის:

• R1 და R2: 100
• R3 და R4: მავთულები
• R5: 10
• C1: 1 µµ
• C2, C3, C5, C6, C7, C9: 100μ (პოლარიზებული)
• C4 და C8: 100n
• C10: 0.05μμ
• C11: 250 მკმ

ჩვენ დავასრულეთ აუდიო გამომავალი, ასე რომ გადავიდეთ პროგრამულ უზრუნველყოფაზე!

ნაბიჯი 4: Quartus პროექტი

იმისათვის, რომ ყველაფერი მარტივი იყოს, ჩვენ გადავწყვიტეთ დავიწყოთ "ჩემი პირველი hps-fpga" პროექტიდან, რომელიც მოცემულია CD-ROM– ში, რომელიც შედის DE0-Nano-SoC– თან. ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ არის გახსნათ ეს პროექტი და გაუშვათ "პლატფორმის დიზაინერი" ან "Qsys" ინსტრუმენტების ზოლიდან და გაიმეოროთ პროექტი ზემოთ. შემდეგ შექმენით დიზაინი და შეადგინეთ Qsys– ით (იხილეთ დემონსტრაციები უფრო დეტალურად).

ნაბიჯი 5: ისიამოვნეთ

ახლა, როდესაც HDL ფაილები გენერირდება, თქვენ უბრალოდ უნდა დაიწყოთ Quartus პროექტი. ამ მიზნით, შეაერთეთ USB კაბელი DE0-Nano-Soc- ის USB კონექტორთან (JTAG). შემდეგ შეარჩიეთ ინსტრუმენტები> პროგრამირება Quartus– ზე. დააწკაპუნეთ Auto Detect- ზე, შემდეგ შეარჩიეთ მეორე ვარიანტი. ამის შემდეგ, დააწკაპუნეთ FPGA მოწყობილობაზე (მეორე), შემდეგ "ფაილის შეცვლა" და აირჩიეთ. გენერირებული ფაილი. დაბოლოს, დააწკაპუნეთ "პროგრამის/კონფიგურაციის" გამშლელი დაფაზე და დააჭირეთ ღილაკს "დაწყება" ფაილის გასაშვებად.

დაბოლოს, ატვირთეთ შემდეგი C კოდი DE0 მეხსიერებაში. ამ მიზნით, დააინსტალირეთ Putty კომპიუტერზე (Linux), დაუკავშირეთ დაფა მას Ethernet კავშირის საშუალებით და USB კაბელის ჩართვით DE0– ის USB კონექტორში (UART). გაუშვით და დააკონფიგურირეთ Putty baud განაკვეთი 115200, პარიტეტის გარეშე, ერთი ბიტი გაჩერების გარეშე და ნაკადის კონტროლის პარამეტრების გარეშე. ამის შემდეგ, აიძულეთ ფიქსირებული IPv4 მისამართი თქვენს კომპიუტერში Ethernet პორტში, შეიყვანეთ "root" Putty shell- ზე, შემდეგ "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" და "პაროლი" რასაც მოჰყვება პაროლი. გახსენით გარსი თქვენს კომპიუტერზე, გადადით პროექტის საცავში და შეიყვანეთ "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/". საბოლოოდ, Putty ჭურვიზე შეიყვანეთ "./myfirsthpsfpga". ისიამოვნეთ!