„HackerBox 0037“: „WaveRunner“: 10 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šį mėnesį „HackerBox Hackers“tiria bangų signalus ir garso signalų apdorojimo bandomuosius blokus skaitmeninėje kompiuterinėje aplinkoje, taip pat analoginius elektroninius bandymo prietaisus. Šioje instrukcijoje yra informacijos, kaip pradėti naudotis „HackerBox #0037“, kurią galite įsigyti čia, kol pasibaigs atsargos. Be to, jei norėtumėte kiekvieną mėnesį gauti tokią „HackerBox“tiesiai į savo pašto dėžutę, užsiprenumeruokite „HackerBoxes.com“ir prisijunkite prie revoliucijos!

„HackerBox 0037“temos ir mokymosi tikslai:

• Įdiekite ir sukonfigūruokite „GNU Octave“programinę įrangą
• Pavaizduokite ir manipuliuokite bangų signalais kompiuteryje
• Naršykite „GNU Octave“garso apdorojimo funkcijas
• Sujunkite garso signalus tarp kompiuterio ir išorinės aparatūros
• Surinkite garso bandymo lizdus naudodami stiprintuvus ir lygio indikatorius
• Sukurkite 1MHz kelių bangų formos signalų generatorių

„HackerBoxes“yra mėnesio prenumeratos dėžutės paslauga, skirta „pasidaryk pats“elektronikai ir kompiuterinėms technologijoms. Esame mėgėjai, kūrėjai ir eksperimentuotojai. Mes esame svajonių svajotojai.

Įsilaužk į planetą

1 veiksmas: „HackerBox 0037“: dėžutės turinys

• XR2206 signalų generatorių rinkinys
• Lazeriu supjaustytas akrilo gaubtas signalų generatoriui
• Išskirtinis garso bandomasis PCB
• Du LM386 garso stiprintuvai
• Du KA2284 garso lygio indikatoriai
• USB garso plokštė
• Du 40 mm 3W garsiakalbiai
• Aligatoriaus spaustukų rinkinys
• Du 3,5 mm garso kabeliai
• Du 3,5 mm garso pertraukimo moduliai
• „microUSB Breakout“modulis
• 9 V baterijos spaustukas su cilindru signalo generatoriui
• Išskirtinis debesų kompiuterijos lipdukas
• Išskirtinė HackLife kepurė

Kai kurie kiti dalykai, kurie bus naudingi:

• Lituoklis, lydmetalis ir pagrindiniai litavimo įrankiai
• Kompiuteris, skirtas „GNU Octave“ir kitai programinei įrangai paleisti
• Viena 9V baterija
• Viena šauni galva sportinei „HackLife“kepuraitei

Svarbiausia, kad jums reikės nuotykių jausmo, įsilaužėlių dvasios, kantrybės ir smalsumo. Elektronikos kūrimas ir eksperimentavimas, nors ir labai naudingas, kartais gali būti sudėtinga, sudėtinga ir net varginanti. Tikslas yra pažanga, o ne tobulumas. Kai ištveriate ir mėgaujatės nuotykiais, iš šio pomėgio galite gauti daug pasitenkinimo. Mums visiems patinka gyventi „HackLife“, mokytis naujų technologijų ir kurti šaunius projektus. Ženkite kiekvieną žingsnį lėtai, apgalvokite smulkmenas ir nebijokite prašyti pagalbos.

„HackerBoxes“DUK yra daug informacijos esamiems ir būsimiems nariams.

2 žingsnis: bangos

Banga yra sutrikimas, perduodantis energiją per medžiagą ar erdvę, o masė neperduodama mažai arba visai nėra. Bangos susideda iš fizinės terpės ar lauko svyravimų ar vibracijų aplink santykinai fiksuotas vietas. Matematikos požiūriu bangos, kaip laiko ir erdvės funkcijos, yra signalų klasė. (Vikipedija)

3 žingsnis: „GNU Octave“

„GNU Octave“programinė įranga yra mėgstama platforma, skirta vaizduoti ir valdyti bangos formas kompiuteryje. „Octave“turi aukšto lygio programavimo kalbą, pirmiausia skirtą skaičiavimams. „Octave“yra naudinga atliekant įvairius skaitmeninius eksperimentus naudojant kalbą, kuri dažniausiai suderinama su MATLAB. Kaip GNU projekto dalis, „Octave“yra nemokama programinė įranga pagal GNU bendrosios viešosios licencijos sąlygas. „Octave“yra viena iš pagrindinių nemokamų „MATLAB“alternatyvų, kitos yra „Scilab“ir „FreeMat“.

Sekite aukščiau esančią nuorodą, kad atsisiųstumėte ir įdiegtumėte „Octave“bet kuriai OS.

Pamoka: Darbo su „Octave“pradžia

„Octave“vaizdo įrašų vadovėliai iš „DrapsTV“:

1. Įvadas ir sąranka
2. Pagrindinės operacijos
3. Duomenų įkėlimas, išsaugojimas ir naudojimas
4. Duomenų braižymas
5. Kontroliniai teiginiai
6. Funkcijos

Nors ne mūsų bazinių bangų ir garso apdorojimo sritis, jūs galite rasti nuostabios medžiagos, kurią reikia dirbti „Octave“, ieškodami MATLAB temų, tokių kaip „DSP IN MATLAB“arba „NEURAL NETWORKS IN MATLAB“. Tai labai galinga platforma. Triušio skylė eina gana giliai.

4 žingsnis: garso signalo sąsaja

Kompiuteryje sukurtus garso dažnio signalus galima prijungti prie išorinės aparatūros naudojant garso plokštės garsiakalbio išvestį. Panašiai garso plokštės mikrofono įvestis gali būti naudojama lengvai prijungti išorinius garso dažnio signalus prie kompiuterio.

Naudoti USB garso plokštę yra gera idėja tokioms programoms, kad nesugadintumėte kompiuterio pagrindinės plokštės garso grandinės, jei kas nors nutiktų. Pora 3,5 mm garso pataisos kabelių ir 3,5 mm pertraukos modulių yra gana naudingi jungiant grandines, garsiakalbius ir jungtis prie USB garso plokštės prievadų.

Be „GNU Octave“, yra keletas įdomių projektų, skirtų garso plokštės osciloskopams, kurie leis „nubraižyti“pakankamai žemo dažnio signalus, kad juos būtų galima atrinkti naudojant mikrokompiuterio garso plokštę.

5 žingsnis: GNU Octave garso signalai

„Octave“turi tikrai naudingų garso apdorojimo funkcijų.

Šie vaizdo įrašai (ir kiti) iš Dano Princo yra puiki pradžia:

Vaizdo įrašas - išmokti garso DSP 1: darbo pradžia kuriant sinusinį generatorių

Vaizdo įrašas - išmokti garso DSP 2: pagrindinės bangos formos ir atranka

6 veiksmas: garso testavimo vieta - dvi parinktys

„Audio Testbed“yra naudinga klausant garso dažnio signalų dviem kanalais (stereofoninis kairysis, dešinysis arba bet kurie kiti du signalai). Kiekvieno kanalo linijos lygio įvestį galima sustiprinti, vizualizuoti LED lygio indikatoriumi ir galiausiai nukreipti į 40 mm garso garsiakalbį.

SURINKIMO GALIMYBĖS

Garso bandymo lovą galima surinkti kaip atskirus sujungtus modulius arba kaip vieną integruotą platformą. Prieš pradėdami surinkti, nuspręskite, kuri parinktis jums labiau patinka, ir atlikite atitinkamą šio vadovo veiksmą.

Stiprintuvas

Du garso stiprintuvai yra pagrįsti LM386 integruota grandine (wiki).

LED LYGIO RODIKLIS

Du lygio rodikliai yra pagrįsti KA2284 integruotu grandynu (duomenų lapu).

7 žingsnis: 1 surinkimo variantas - atskiri moduliai

Pasirinkę surinkti garso bandymo lovą kaip atskirus sujungtus modulius, tiesiog surinkite du garso stiprintuvus ir du lygio indikatoriaus modulius kaip atskirus rinkinius.

Garso stiprintuvas

• Pradėkite nuo dviejų ašinių rezistorių (ne poliarizuotų)
• R1 yra 1K omas (ruda, juoda, juoda, ruda, ruda)
• R2 yra DNP (neužpildyti)
• R10 yra 4,7 K omo (geltona, violetinė, juoda, ruda ruda)
• Tada įdiekite du mažus keraminius kondensatorius
• C5 ir C8 yra mažos „104“dangteliai (ne poliarizuoti)
• Kitas lydmetalis 8 kontaktų DIP lizde (atkreipkite dėmesį į šilkografijos kryptį)
• Įdėkite lustą po to, kai lizdas buvo lituotas
• Trys elektrolitiniai dangteliai C6, C7, C9 yra poliarizuoti
• Dangteliams šešėlinė pusė ant šilkografijos yra „-“švinas (trumpas laidas)
• Šviesos diodas yra poliarizuotas su „+“žymėjimu ilgam laidui
• Lituokite likusius komponentus
• Prijunkite garsiakalbį prie „SP“antraštės
• Maitinimas su 3–12 V (pavyzdys: „micoUSB“pertrauka, skirta 5 V)

GARSO LYGIO RODIKLIS

• Pradėkite nuo dviejų ašinių rezistorių (ne poliarizuotų)
• R1 yra 100 omų (ruda, juoda, juoda, juoda, ruda)
• R2 yra 10K omų (ruda, juoda, juoda, raudona, ruda)
• KA2284 SIP (vienas inline paketas) yra pasviręs 1 kaiščiu
• Šilkografijos SIP žymėjimas rodo 1 kaiščio dėžutę
• Atminkite, kad dvi dangteliai C1 ir C2 yra skirtingos vertės
• Suderinkite juos su PCB ir nukreipkite ilgą laidą į „+“skylę
• Dabar D5 yra raudonas šviesos diodas, kiti keturi D1-D4 yra žali
• Šviesos diodai yra poliarizuoti ilga laida iki „+“skylės
• Trimmerio potenciometras ir antraštės tinka, kaip parodyta
• Prijunkite signalą kaip garso įvestį
• Maitinimas su 3,5–12 V (pavyzdys: „microUSB“pertrauka, skirta 5 V)

8 žingsnis: 2 surinkimo parinktis - integruota platforma

Pasirinkę surinkti garso bandymo lovą kaip integruotą platformą, tam tikri komponentai iš keturių modulių rinkinių (du garso stiprintuvai ir du lygio indikatoriai) yra prilituoti prie išskirtinės garso bandomosios plokštės kartu su dviem 40 mm garsiakalbiais ir „microUSB“jungtimi, skirta 5 V galiai.

• Pradėkite nuo ašinių varžų (ne poliarizuotų)
• R2 ir R9 yra 4,7K omai (geltona, violetinė, juoda, ruda, ruda)
• R3 ir R10 yra DNP (neužpildyti)
• R4 yra 1K omas (ruda, juoda, juoda, ruda, ruda)
• R5 ir R11 yra 100 omų (ruda, juoda, juoda, juoda, ruda)
• R6 ir R12 yra 10K omų (ruda, juoda, juoda, raudona, ruda)
• Toliau lituokite IC1 ir IC2 lizdus
• Įdėkite drožles po to, kai lizdai yra lituoti
• Kitas lituokite keturis mažus keraminius dangtelius C4, C5, C10, C11
• Keraminiai dangteliai pažymėti „104“ir nėra poliarizuoti
• Devyni elektrolitiniai gaubteliai yra poliarizuoti su „+“ilgam laidui
• C1 yra 1000uF
• C2 ir C8 yra 100uF
• C3, C6, C9, C12 yra 10uF
• C7 ir C13 yra 2,2 uF
• Vienuolika šviesos diodų yra poliarizuoti
• Trumpas laidas „-“eina į skylę šalia plokščios apskritimo pusės
• Du raudoni šviesos diodai eina į atokiausią LED padėklą kiekviename gale
• Keturi vidiniai šviesos diodai, išdėstyti abiejose pusėse, yra žali
• Centre yra skaidrus/mėlynas šviesos diodas (iš vieno stiprintuvo komplekto)
• KA2284 SIP (vienas inline paketas) yra pasviręs 1 kaiščiu
• USB pertrauka yra plokščia PCB su kaiščiais per abi plokštes
• 3,5 mm lizdas, žoliapjovės ir puodai montuojami taip, kaip parodyta laive
• Prieš litavimą su apipjaustytais laidais ant PCB karšto klijų garsiakalbius
• Maitinimas per „microUSB“pertrauką (5 V)

9 žingsnis: signalų generatorius

Funkcijų generatoriaus rinkinyje yra integruotas XR2206 grandynas (duomenų lapas) ir lazeriu supjaustytas akrilo gaubtas. Jis gali generuoti sinusinius, trikampius ir kvadratinių bangų išvesties signalus 1–1 000 000 Hz dažnių diapazone.

Specifikacijos

• Įtampos tiekimas: 9-12V DC įėjimas
• Bangos formos: kvadratas, sinusas ir trikampis
• Varža: 600 omų + 10%
• Dažnis: 1Hz - 1MHz

SINUSINĖS BANGOS

• Amplitudė: 0 - 3V esant 9 V nuolatinės srovės įėjimui
• Iškraipymas: mažiau nei 1% (esant 1 kHz)
• Plokštumas: +0,05 dB 1 Hz - 100 kHz

Kvadratinė banga

• Amplitudė: 8 V (be apkrovos) esant 9 V nuolatinės srovės įėjimui
• Pakilimo laikas: mažiau nei 50 sekundžių (esant 1 kHz)
• Kritimo laikas: mažiau nei 30 sekundžių (esant 1 kHz)
• Simetrija: mažiau nei 5% (esant 1 kHz)

TRIAMPANĖ BANGA

• Amplitudė: 0 - 3 V esant 9 V nuolatinės srovės įėjimui
• Tiesiškumas: Mažiau nei 1% (iki 100 kHz) 10 m

10 žingsnis: „HackLife“

Dėkojame, kad prisijungėte prie „HackerBox“narių visame pasaulyje „Livin 'the HackLife“.

Jei jums patiko šis „Instructable“ir norėtumėte, kad kiekvieną mėnesį į jūsų pašto dėžutę patektų šauni elektroninių ir kompiuterinių technologijų projektų dėžutė, prisijunkite prie revoliucijos apsilankę HackerBoxes.com ir užsiprenumeruokite, kad gautumėte mūsų mėnesio siurprizų dėžutę.

Pasiekite ir pasidalykite savo sėkme komentaruose žemiau arba „HackerBoxes“„Facebook“puslapyje. Žinoma, praneškite mums, jei turite kokių nors klausimų ar jums reikia pagalbos. Dėkojame, kad esate „HackerBoxes“dalis!