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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

U ovom uputstvu ćete proći sve različite korake kako biste realizirali uređaj koji dodaje zvučne efekte (kašnjenje i odjek). Ovaj uređaj uglavnom se sastoji od mikrofona, ploče DE0 Nano SoC, zvučnika, zaslona i infracrvenog senzora. Ovisno o udaljenosti od infracrvenog senzora, učinit će se učinak. Zaslon je ovdje za ispis FFT -a.

Koristili smo De0 Nano SoC ploču, a na nju su spojena dva PCB -a. To su analogni krugovi na koje 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 realizira akviziciju signala, koji se zatim pojačava s Pojačalom napona. Zatim se povezuje s ADC pinom na ploči DE0 Nano Soc 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 unutar 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 s automatskom kontrolom pojačanja

- Regulator napona koji generira -5V (MAX764)

- Infracrveni senzor (GP2Y0E02A)

- Solarna energija koja generira 5V (napajanje)

- Zaslon (koji ispisuje FFT)

Korak 3: Prvi PCB - prije De0 Nano SoC

Ovaj prvi analogni krug sadrži mikrofon (MC1), pojačalo napona s automatskom kontrolom pojačanja (dio kruga spojen na operativno pojačalo) i regulator napona koji generira -5V (MAX764).

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

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

Korak 4: Drugi 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. Ti su ulazi zatim spojeni na DAC (MCP4821), koji je zatim spojen na audio pojačalo (LM386N-1). Napokon imamo zvučnik.

Cijeli ovaj krug opskrbljen je naponom od 5 V koji dolazi s ploče DE0 Nano Soc, a uzemljenje je spojeno na utor DE0 Nano Soc i na uzemljenje prve tiskane ploče.

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

Signal koji dolazi iz mikrofona spojen je na ADC kartice. ADC je spojen na HPS i imamo NIOS II koji se koristi za upravljanje zaslonom. Za komunikaciju HPS i NIOS II koriste zajedničku memoriju. U HPS -u imamo pokretanje C koda koji prima vrijednosti iz ADC -a i utječe 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 -u II. Ovaj program služi za upravljanje zaslonom i prikaz FFT spektra.

Korak 6: Kako napraviti zvučne efekte s infracrvenim senzorom?

U ovom projektu koristimo samo jedan zvučni efekt, a to je kašnjenje zvuka. Kako bismo aktivirali ovaj učinak, odlučili smo se koristiti infracrvenim senzorom. 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. Odlučili smo aktivirati odgodu samo ako je vrijednost veća od 1800, u protivnom se zvuk izravno šalje na SPI.