Projekti EISE4: Mësoni si të realizoni një pajisje për modulimin e zërit: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Në këtë udhëzues, do të kaloni të gjitha hapat e ndryshëm për të realizuar një pajisje që shton efekte zanore (një vonesë dhe një jehonë). Kjo pajisje kryesisht përbëhet nga një mikrofon, një bord DE0 Nano SoC, një altoparlant, një ekran dhe një sensor infra të kuqe. Në varësi të distancës që qëndroni nga sensori infra të kuqe, një efekt do të realizohet. Ekrani është këtu për të printuar FFT.

Ne përdorëm një bord De0 Nano SoC, dhe dy PCB janë të lidhura me të. Këto janë qarqe analoge në të cilat ngjitëm secilin komponent që na nevojitet.

Hapi 1: Arkitektura

Këtu është arkitektura për të cilën fillimisht menduam para fillimit të projektit. Ne së pari morëm mikrofonin që realizon marrjen e sinjalit, i cili më pas përforcohet me Amplifikatorin e Tensionit. Pastaj lidhet me pinin ADC të bordit DE0 Nano Soc, që llogarit FFT dhe e printon atë në një ekran. Daljet e bordit lidhen më pas me një DAC, para se të amplifikohen dhe lidhen me altoparlantin.

Në këtë pikë të projektit nuk kemi menduar për përdorimin e një sensori infra të kuqe, të cilin e asimiluam brenda projektit më vonë.

Hapi 2: Materialet

Për të realizuar këtë projekt, ne përdorëm përbërësit e mëposhtëm:

- Mikrofon

- Altoparlant

- Bordi DE0 Nano Soc

-Konvertues analog-dixhital (i integruar në bordin DE0 Nano Soc)

-Konvertues dixhital në analog (MCP4821)

- Përforcuesi i fuqisë audio (LM386N-1)

- Amplifikatori i Tensionit me kontroll automatik të fitimit

- Rregullatori i tensionit që gjeneron -5V (MAX764)

- Sensor infra të kuqe (GP2Y0E02A)

- Energji diellore që gjeneron 5V (furnizim me energji elektrike)

- Ekran (që printon FFT)

Hapi 3: PCB e parë - Para De0 Nano SoC

Ky qark i parë analog përmban mikrofonin (MC1), Amplifikatorin e Tensionit me kontroll automatik të fitimit (pjesa e qarkut të lidhur me amplifikatorin operacional) dhe rregullatorin e Tensionit që gjeneron -5V (MAX764).

Fillimisht mikrofoni kap zërin, pastaj zëri përforcohet me Amplifikatorin e Tensionit; tensioni shkon nga 16mV në 1.2V përafërsisht. Rregullatori i Tensionit është këtu vetëm për të furnizuar amplifikatorin operacional.

Dalja e të gjithë qarkut lidhet me kunjin ADC të bordit DE0 Nano Soc.

Hapi 4: PCB e dytë - Pas bordit De0 Nano SoC

Hyrjet e këtij qarku analog të dytë janë të lidhura me kunja të ndryshëm të bordit DE0 Nano Soc, të cilat janë kunjat CS, SCK dhe SDI. Këto hyrje lidhen më pas me DAC (MCP4821), e cila më pas lidhet me Përforcuesin e fuqisë audio (LM386N-1). Më në fund kemi altoparlantin.

Ky qark i tërë furnizohet me 5V që vjen nga bordi DE0 Nano Soc, dhe toka e tij është e lidhur me DE0 Nano Soc dhe tokën e parë të PCB.

Hapi 5: Komunikimi midis PCB dhe De0 Nano SoC

Sinjali që vjen nga mikrofoni lidhet me ADC të kartës. ADC është e lidhur me HPS dhe ne kemi një NIOS II që përdoret për të kontrolluar ekranin. Për të komunikuar, HPS dhe NIOS II po përdorin një kujtesë të përbashkët. Ne kemi një kod C që funksionon në HPS që merr vlera nga ADC dhe bën disa efekte në zë. Rezultati pastaj dërgohet në PCB -në tjetër nëpërmjet një teli SPI që është i lidhur në një GPIO të kartës. Ne gjithashtu kemi një kod C që funksionon në NIOS II në të njëjtën kohë. Ky program është atje për të kontrolluar ekranin dhe për të treguar një spektër FFT.

Hapi 6: Si të bëni efekte zanore me sensorin infra të kuqe?

Në këtë projekt, ne përdorim vetëm një efekt tingulli, që është vonesa e zërit. Për të aktivizuar këtë efekt, ne vendosëm të përdorim sensorin infra të kuqe. Sensori që lidhet me ADC të integruar të kartës ka vlerë midis 60 dhe 3300. Ne kemi një vlerë afër 3300 kur jemi pranë sensorit dhe kemi një vlerë afër 60 kur jemi larg tij. Ne zgjodhëm të aktivizojmë vonesën vetëm nëse vlera është mbi 1800, përndryshe tingulli i dërgohet drejtpërdrejt SPI.