HackerBox 0037: WaveRunner: 10 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Ovog mjeseca HackerBox Hakeri istražuju ispitne stolove za obradu valnih signala i audio signala u digitalnim računalnim okruženjima, kao i analogne elektroničke instrumente za testiranje. Ovaj Instructable sadrži informacije za početak rada s HackerBox -om #0037, koji se može kupiti ovdje dok traju zalihe. Također, ako želite svakog mjeseca primati ovakav HackerBox u poštanski sandučić, pretplatite se na HackerBoxes.com i pridružite se revoluciji!

Teme i ciljevi učenja za HackerBox 0037:

• Instalirajte i konfigurirajte softver GNU Octave
• Predstavljajte i manipulirajte valnim signalima unutar računala
• Istražite funkcionalnost obrade zvuka GNU Octave
• Povežite audio signale između računala i vanjskog hardvera
• Sastavite audio ispitne klupe pomoću pojačala i pokazivača razine
• Konstruirajte generator signala više valnih oblika od 1 MHz

HackerBoxes je mjesečna pretplatnička usluga za DIY elektroniku i računalnu tehnologiju. Mi smo hobisti, stvaratelji i eksperimentatori. Mi smo sanjari snova.

HAKNI PLANETU

Korak 1: HackerBox 0037: Sadržaj kutije

• Komplet generatora signala XR2206
• Lasersko izrezano akrilno kućište za generator signala
• Ekskluzivna audio ploča za testiranje zvuka
• Dva kompleta audio pojačala LM386
• Dva seta indikatora razine zvuka KA2284
• USB zvučna kartica
• Dva 40 mm 3W zvučnika
• Komplet olova za štipaljke od aligatora
• Dva 3,5 mm audio kabla za spajanje
• Dva modula za prekid zvuka od 3,5 mm
• microUSB prekidački modul
• 9V kopča za bateriju s cijevi za generator signala
• Ekskluzivna naljepnica za računalstvo u oblaku
• Ekskluzivni šešir HackLife

Još neke stvari koje će vam biti od pomoći:

• Lemilica, lemljenje i osnovni alati za lemljenje
• Računalo za pokretanje GNU Octave i drugog softvera
• Jedna baterija od 9V
• Jedna hladna glava za sportski HackLife Beanie šešir

Ono što je najvažnije, trebat će vam osjećaj avanture, hakerski duh, strpljenje i znatiželja. Izgradnja i eksperimentiranje s elektronikom, iako vrlo isplativo, ponekad može biti zeznuto, izazovno, pa čak i frustrirajuće. Cilj je napredak, a ne savršenstvo. Kad ustrajete i uživate u avanturi, iz ovog hobija može se steći veliko zadovoljstvo. Svi uživamo živjeti u HackLifeu, učeći novu tehnologiju i gradeći super projekte. Polako poduzimajte svaki korak, pazite na detalje i ne bojte se zatražiti pomoć.

U FAQ -u o HackerBoxima postoji mnoštvo informacija za trenutne i buduće članove.

Korak 2: Valovi

Val je smetnja koja prenosi energiju kroz materiju ili prostor, s malim ili nikakvim povezanim prijenosom mase. Valovi se sastoje od oscilacija ili vibracija fizičkog medija ili polja oko relativno fiksnih mjesta. Iz matematičke perspektive, valovi su, kao funkcije vremena i prostora, klasa signala. (Wikipedia)

Korak 3: GNU oktava

GNU Octave softver omiljena je platforma za predstavljanje i upravljanje valnim oblicima unutar računala. Octave ima programski jezik visoke razine prvenstveno namijenjen numeričkim proračunima. Octave je koristan za izvođenje različitih numeričkih pokusa koristeći jezik koji je uglavnom kompatibilan s MATLAB -om. Kao dio GNU projekta, Octave je besplatni softver prema uvjetima GNU Opće javne licence. Octave je jedna od glavnih besplatnih alternativa MATLAB -u, a druge su Scilab i FreeMat.

Slijedite gornju vezu za preuzimanje i instaliranje Octave za bilo koji OS.

Vodič: Početak rada s Octaveom

Video vodiči za osmougaonik s DrapsTV -a:

1. Uvod i postavljanje
2. Osnovne operacije
3. Učitavanje, spremanje i korištenje podataka
4. Iscrtavanje podataka
5. Izjave o kontroli
6. Funkcije

Iako smo izvan opsega osnovnih valova i obrade zvuka, u Octave -i možete pronaći neke nevjerojatne materijale na kojima možete raditi pretraživanjem MATLAB tema, poput "DSP U MATLAB -u" ili "NEURAL MREŽE U MATLAB -u". To je vrlo moćna platforma. Zečja rupa ide prilično duboko.

Korak 4: Povezivanje audio signala

Zvučni frekvencijski signali stvoreni unutar računala mogu se spojiti na vanjski hardver pomoću izlaza zvučnika zvučne kartice. Slično, ulaz za mikrofon zvučne kartice može se koristiti za jednostavno povezivanje vanjskih audio frekvencijskih signala u računalo.

Korištenje USB zvučne kartice dobra je ideja za takve aplikacije kako biste spriječili oštećenje audio sklopova matične ploče vašeg računala ako nešto pođe po zlu. Nekoliko 3,5 -milimetarskih audio kabela i 3,5 -milimetarskih prekidačkih modula vrlo su korisni za povezivanje krugova, zvučnika i ostalih priključaka s priključcima na USB zvučnoj kartici.

Osim korištenja s GNU Octaveom, postoje i neki super projekti za osciloskope zvučnih kartica koji će vam omogućiti "iscrtavanje" signala dovoljno niske frekvencije za uzorkovanje zvučnom karticom mikroračunala.

Korak 5: Audio signali u GNU osmini

Octave ima neke zaista korisne funkcije obrade zvuka.

Ovi video zapisi (i drugi) od Dana Princea odličan su početak:

Video - Naučite audio DSP 1: Početak Izrada sinusnog oscilatora

Video - Naučite Audio DSP 2: Osnovni valni oblici i uzorkovanje

Korak 6: Audio testbed - dvije mogućnosti

Audio Testbed je koristan za audiciju audio frekvencijskih signala na dva kanala (stereo lijevo, desno ili bilo koja druga dva signala). Za svaki kanal, ulaz na linijskoj razini može se pojačati, vizualizirati LED indikatorom razine i na kraju dovesti do 40 mm audio zvučnika.

OPCIJE MONTAŽE

Audio ispitna ploča može se sastaviti kao zasebni spojeni moduli ili kao jedna integrirana platforma. Prije nego što započnete montažu, odlučite koju opciju želite i slijedite odgovarajući korak u ovom vodiču.

POJAČALO

Dva audio pojačala temelje se na integriranom krugu LM386 (wiki).

LED INDIKATOR RAZINE

Dva pokazatelja razine temelje se na integriranom krugu KA2284 (podatkovni list).

Korak 7: Opcija 1 montaže - zasebni moduli

Kad se odlučite sastaviti audio ispitnu ploču kao zasebne spojene module, jednostavno sastavite dva audio pojačala i dva modula indikatora razine kao zasebne komplete.

ZVUČNO POJAČALO

• Počnite s dva aksijalna otpornika (nisu polarizirana)
• R1 je 1K Ohm (smeđa, crna, crna, smeđa, smeđa)
• R2 je DNP (ne popunjavati)
• R10 je 4,7K ohma (žuta, ljubičasta, crna, smeđe smeđa)
• Zatim instalirajte dva mala keramička kondenzatora
• C5 i C8 su male kape "104" (nisu polarizirane)
• Sljedeće lemljenje u 8 -pin DIP utičnici (obratite pažnju na orijentaciju svilene ekrana)
• Umetnite čip NAKON što je utičnica lemljena
• Tri elektrolitičke kape C6, C7, C9 su polarizirane
• Za kape, zasjenjena polovica na sitotisku je "-" olovo (kratka žica)
• LED dioda je polarizirana s oznakom "+" za dugu žicu
• Lemiti preostale komponente
• Spojite zvučnik na zaglavlje "SP"
• Napajanje s 3-12V (primjer: micoUSB prekid za 5V)

INDIKATOR NIVOA ZVUKA

• Počnite s dva aksijalna otpornika (nisu polarizirana)
• R1 je 100 ohma (smeđa, crna, crna, crna, smeđa)
• R2 je 10K Ohm (smeđa, crna, crna, crvena, smeđa)
• KA2284 SIP (pojedinačni linijski paket) postavljen je pod kut 1
• SIP oznaka za sitotisak prikazuje okvir za pin 1
• Imajte na umu da su dva velika slova C1 i C2 različite vrijednosti
• Usporedite ih s PCB -om i orijentirajte dugu žicu u rupu "+"
• Sada je D5 crvena LED, druga četiri D1-D4 su zelena
• LED diode polarizirane su dugačkom žicom do rupe "+"
• Potenciometar trimera i zaglavlja odgovaraju kako je prikazano
• Spojite signal poput t audio ulaza
• Napajanje s 3,5-12V (primjer: microUSB prekid za 5V)

Korak 8: Opcija montaže 2 - Integrirana platforma

Kad se odlučite sastaviti audio ispitnu ploču kao integriranu platformu, odabrane komponente iz četiri kompleta modula (dva audio pojačala i dva pokazivača razine) lemljene su na ekskluzivnoj audio ploči s ispitnim pločama zajedno s dva zvučnika od 40 mm i microUSB -om za napajanje od 5 V.

• Počnite s aksijalnim otpornicima (nisu polarizirani)
• R2 i R9 su 4,7K ohma (žuta, ljubičasta, crna, smeđa, smeđa)
• R3 i R10 su DNP (ne popunjavaju se)
• R4 je 1K Ohm (smeđa, crna, crna, smeđa, smeđa)
• R5 i R11 su 100 ohma (smeđa, crna, crna, crna, smeđa)
• R6 i R12 su 10K Ohm (smeđa, crna, crna, crvena, smeđa)
• Sljedeće lemljenje utičnica za IC1 i IC2
• Umetnite čipove NAKON što su utičnice lemljene
• Sljedeće lemljenje četiri male keramičke kape C4, C5, C10, C11
• Keramičke kape imaju oznaku "104" i nisu polarizirane
• Devet elektrolitičkih kapa polarizirano je s "+" za dugu žicu
• C1 je 1000uF
• C2 i C8 su 100uF
• C3, C6, C9, C12 su 10uF
• C7 i C13 su 2.2uF
• Jedanaest LED dioda je polarizirano
• Kratka žica "-" ide u rupu blizu ravne strane kruga
• Dvije crvene LED diode idu do krajnje LED pločice sa svakog kraja
• Četiri unutarnje LED diode poredane sa svake strane su zelene
• Jedna jasna/plava LED dioda (iz jednog kompleta pojačala) nalazi se u sredini
• KA2284 SIP (pojedinačni linijski paket) pod kutom je na pin 1
• USB izboj leži ravno na PCB -u s pinovima kroz obje ploče
• Priključak od 3,5 mm, trimeri i lonci instaliraju se kako je prikazano na ploči
• Zvučnike vrućeg ljepila na PCB -u prije lemljenja s obrezanim žicama
• Napajanje preko microUSB prekida (5V)

Korak 9: Generator signala

Komplet generatora funkcija sadrži integrirani krug XR2206 (podatkovni list) i laserski izrezano akrilno kućište. Sposoban je generirati izlazne signale sinusnog, trokutastog i kvadratnog vala u frekvencijskom rasponu 1-1, 000, 000 Hz.

Tehnički podaci

• Napon napajanja: 9-12V DC ulaz
• Oblici valova: kvadrat, sinus i trokut
• Impedancija: 600 Ohm + 10%
• Frekvencija: 1Hz - 1MHz

SINUSNI VAL

• Amplituda: 0 - 3V na 9V DC ulazu
• Izobličenje: Manje od 1% (na 1 kHz)
• Ravnost: +0,05 dB 1Hz - 100kHz

KVADRATNI TALAS

• Amplituda: 8V (bez opterećenja) na 9V DC ulazu
• Vrijeme uspona: Manje od 50ns (na 1 kHz)
• Vrijeme pada: Manje od 30ns (na 1 kHz)
• Simetrija: Manje od 5% (na 1 kHz)

TROKUTNI TALAS

• Amplituda: 0 - 3V na 9V DC ulazu
• Linearnost: Manje od 1% (do 100 kHz) 10 m

Korak 10: HackLife

Hvala vam što ste se pridružili članovima HackerBox -a diljem svijeta koji žive u HackLifeu.

Ako ste uživali u ovom Instructable -u i želite da vam svaki mjesec na sandučić padne cool kutija sa elektronikom i projektima računalne tehnologije, pridružite se revoluciji surfanjem na HackerBoxes.com i pretplatite se da primate našu mjesečnu kutiju iznenađenja.

Javite se i podijelite svoj uspjeh u komentarima ispod ili na Facebook stranici HackerBoxes. Svakako nas obavijestite ako imate pitanja ili trebate pomoć oko bilo čega. Hvala vam što ste dio HackerBox -a!