Sintetizues muzikor i bazuar në DE0-Nano-SoC: 5 hapa (me fotografi)

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

Sintetizues muzikor

Ky sintetizues i muzikës është mjaft i thjeshtë: thjesht duhet të fryni, të këndoni, apo edhe të luani muzikë para mikrofonit, dhe tingulli do të modulohet dhe dërgohet përmes altoparlantit. Spektri i tij gjithashtu do të shfaqet në ekranin LCD. Sintetizuesi i muzikës ekziston në dy versione: ju mund të zgjidhni ta zbatoni atë në një PCB, ose nëse nuk mundeni, një Breadboard e thjeshtë do të bëjë.

Hapi 1: Materiali i nevojshëm dhe rekomandimet

Për të zbatuar këtë sistem, do t'ju duhet sa më poshtë:

• një bord DE0-Nano-SoC
• një ekran LCD LT24 nga Terasic
• një mikrofon elektrik
• një altoparlant bazë me dy tela (tokëzimi dhe furnizimi)
• një tel Ethernet
• një PCB ose një dërrasë buke
• një hekur bashkues dhe një gdhendës PCB, nëse vendosni të zbatoni sintetizuesin në një PCB
• një bateri dhe lidhësi i saj USB (opsional)
• një njësi përforcuese të fuqisë LM386
• një konvertues dixhital/analog MCP4821
• një konvertues i tensionit të ndërruar me kondensator LT1054
• një rregullator LM317 i rregullueshëm
• 7 OPA TL081 (DIP-8)
• një TL082 OPA (DIP-8)
• një transistor 2N5432
• një diodë 1N4148
• 17 kondensatorë të polarizuar 10 μF
• një kondensator 1 μF
• 5 kondensatorë 100nF
• një kondensator 680nF
• një kondensator 100 μF
• një kondensator 2.2 µF
• një kondensator të polarizuar 1000+µF (4400 për shembull)
• një kondensator i polarizuar 220 μF
• një kondensator 0.05 µF
• 4 rezistente 100 Ohms
• 1 rezistencë 2.2kOms
• 1 rezistencë 10kOhms
• Rezistencë 1 470 Ohms
• 1 rezitor 1.8kOhms
• 1 rezistencë 1MOhm
• Rezistencë 1 150 Ohm
• 4 Rezistencë 1500 Ohm

Ju lutemi mbani në mend se ju mund të keni nevojë për më shumë përbërës sesa pritej.

Ne gjithashtu rekomandojmë shumë që të keni njohuri themelore në elektronikë dhe dizajn SoC para fillimit të këtij projekti

Hapi 2: Bordi i Blerjes

Tani që keni gjithçka që ju nevojitet, le të fillojmë duke bërë bordin e blerjes. Mikrofoni mbledh tingujt aty pranë, pastaj sinjali filtrohet nga një filtër me kalim të ulët për ta marrë atë (dhe kështu respektoni teoremën Shannon) para se të amplifikohet dhe më në fund të regjistrohet nga DE0.

Nëse jeni të njohur me Altium Design Software dhe keni qasje në një gdhendës PCB, ju vetëm duhet të riprodhoni skemën e treguar në imazhin e mësipërm dhe të vendosni përbërësit siç bëmë në foton e dytë. Përndryshe, thjesht mund ta rikrijoni këtë qark në një dërrasë buke.

Në të dy rastet, vlerat e rezistorëve, të dhëna qartë në Ohms, dhe vlerat e kondensatorëve, të dhëna në Farads, janë si më poshtë:

• R4: 2.2k
• R5: 10k
• R6 dhe R7: 100
• R3: 470
• R1 dhe R2: 18 (këto rezistenca përdoren për të rregulluar tensionin e daljes që duhet të jetë 2V kështu që këto vlera mund të jenë paksa të ndryshme për ju)
• R8: 1.8k
• R9: 1M
• R10: 150
• R11, R12, R14 dhe R15: 1.5k
• Dhjetor 1: 2.2μ
• 2 dhjetor: 100μ
• 3 dhjetor: 100n
• Dhjetor 4: 1μ
• Dec5, Dec6, Dec7, Dec8, Dec9, Dec10, Dec11, Dec12, Dec13, Dec14: 1μ
• 15 dhjetor: +1000µ (4400 për shembull)
• C1: 10μ
• C2: 1μ
• C3 dhe C4: 100n
• C5: 1μ

Ne kemi mbaruar me bordin e blerjes!

Hapi 3: Bordi i daljes së audios

Të jesh në gjendje të regjistrosh tinguj është e mrekullueshme, por të jesh në gjendje t'i riprodhosh ato është edhe më mirë! Kështu, do t'ju duhet një bord dalës audio, i përbërë thjesht nga një konvertues dixhital/analog, një filtër zbutës, një përforcues energjie dhe një altoparlant.

Sigurisht, ju ende mund të riprodhoni qarkun në një PCB (dhe vendosni përbërësit siç tregohet në imazhin e dytë) ose në një dërrasë buke. Në të dy rastet, këtu janë vlerat si për kondensatorët ashtu edhe për rezistorët:

• R1 dhe R2: 100
• R3 dhe R4: tela
• R5: 10
• C1: 1μ
• C2, C3, C5, C6, C7, C9: 100μ (i polarizuar)
• C4 dhe C8: 100n
• C10: 0.05μμ
• C11: 250μ

Ne kemi mbaruar me daljen audio, kështu që le të kalojmë në softuer!

Hapi 4: Projekti Quartus

Për t'i mbajtur gjërat të thjeshta, ne vendosëm të fillojmë nga projekti "my first-hps-fpga" i dhënë në CD-ROM të përfshirë me DE0-Nano-SoC. E tëra çfarë ju duhet të bëni është të hapni këtë projekt dhe të nisni "Platform Designer" ose "Qsys" nga shiriti i veglave dhe të riprodhoni projektin e mësipërm. Pastaj, krijoni modelin dhe përpiloni me Qsys (shikoni demonstrimet për më shumë detaje).

Hapi 5: Shijoni

Tani që skedarët HDL janë krijuar, ju vetëm duhet të filloni projektin Quartus. Për këtë qëllim, lidhni kabllon USB në lidhësin USB (JTAG) të DE0-Nano-Soc. Pastaj, zgjidhni Mjetet> Programimi në Quartus. Klikoni në Auto Detect, pastaj zgjidhni opsionin e dytë. Më pas, klikoni pajisjen FPGA (e dyta), pastaj "Ndrysho skedarin" dhe zgjidhni skedarin.sof të krijuar më parë. Së fundi, klikoni tabelën e kontrollit "Program/Konfiguro" dhe klikoni butonin "Fillimi" për të nisur skedarin.

Së fundi, ngarkoni kodin C të mëposhtëm në kujtesën DE0. Për atë qëllim, instaloni Putty në një PC (Linux), lidhni bordin me të përmes një lidhje Ethernet dhe duke e lidhur kabllon USB në lidhësin USB (UART) të DE0. Nisni dhe konfiguroni Putty me një normë baud prej 115200, pa barazi, një ndalesë pak dhe pa cilësime të kontrollit të rrjedhës. Më pas, detyroni një adresë fikse IPv4 në portën tuaj PC Ethernet, futni "root" në Putty shell, pastaj "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" dhe "password" e ndjekur nga një fjalëkalim. Hapni një guaskë në kompjuterin tuaj, shkoni te depoja e projektit dhe futni "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~/". Përfundimisht, në guaskën e Stuko, futni "./myfirsthpsfpga". Shijoni!