EISE4 projektas: sužinokite, kaip realizuoti balso moduliavimo įrenginį: 6 žingsniai (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šioje pamokoje jūs atliksite visus skirtingus veiksmus, kad sukurtumėte įrenginį, kuris prideda garso efektus (delsą ir aidą). Šį įrenginį daugiausia sudaro mikrofonas, „DE0 Nano SoC“plokštė, garsiakalbis, ekranas ir infraraudonųjų spindulių jutiklis. Atsižvelgiant į atstumą nuo infraraudonųjų spindulių jutiklio, bus pasiektas efektas. Ekranas skirtas spausdinti FFT.

Mes naudojome „De0 Nano SoC“plokštę ir prie jos prijungtos dvi PCB. Tai analoginė grandinė, ant kurios suvirinome kiekvieną mums reikalingą komponentą.

1 žingsnis: architektūra

Štai architektūra, apie kurią pirmiausia pagalvojome prieš pradėdami projektą. Pirmiausia gavome mikrofoną, kuris realizuoja signalo gavimą, kuris vėliau sustiprinamas naudojant įtampos stiprintuvą. Tada jis prijungiamas prie „DE0 Nano Soc“plokštės ADC kaiščio, kuris apskaičiuoja FFT ir spausdina ekrane. Tada plokštės išėjimai prijungiami prie DAC, prieš tai sustiprinami ir prijungiami prie garsiakalbio.

Šiuo metu mes negalvojome apie infraraudonųjų spindulių jutiklio naudojimą, kurį vėliau įsisavinome projekte.

2 žingsnis: medžiagos

Norėdami įgyvendinti šį projektą, naudojome šiuos komponentus:

- Mikrofonas

- Garsiakalbis

- DE0 „Nano Soc“plokštė

-Analoginis-skaitmeninis keitiklis (integruotas į DE0 Nano Soc plokštę)

-Skaitmeninis-analoginis keitiklis (MCP4821)

- Garso stiprintuvas (LM386N-1)

- Įtampos stiprintuvas su automatiniu stiprinimo valdymu

- Įtampos reguliatorius, generuojantis -5V (MAX764)

- Infraraudonųjų spindulių jutiklis (GP2Y0E02A)

- Saulės energija, generuojanti 5 V (maitinimo šaltinis)

- Ekranas (spausdina FFT)

3 žingsnis: Pirmasis PCB - prieš „De0 Nano SoC“

Šioje pirmojoje analoginėje grandinėje yra mikrofonas (MC1), įtampos stiprintuvas su automatiniu stiprinimo valdymu (grandinės dalis, prijungta prie operacinio stiprintuvo) ir įtampos reguliatorius, generuojantis -5 V (MAX764).

Pirmiausia mikrofonas sugauna garsą, tada garsas sustiprinamas įtampos stiprintuvu; įtampa maždaug nuo 16 mV iki 1,2 V. Įtampos reguliatorius yra skirtas tik operaciniam stiprintuvui tiekti.

Visos grandinės išėjimas yra susijęs su „DE0 Nano Soc“plokštės ADC kaiščiu.

4 žingsnis: Antroji PCB - po „De0 Nano SoC Board“

Šios antrosios analoginės grandinės įėjimai yra prijungti prie skirtingų „DE0 Nano Soc“plokštės kaiščių, kurie yra CS, SCK ir SDI kaiščiai. Tada šie įėjimai prijungiami prie DAC (MCP4821), kuris vėliau prijungiamas prie garso galios stiprintuvo (LM386N-1). Pagaliau turime garsiakalbį.

Visa ši grandinė tiekiama iš 5 V įtampos, gaunamos iš „DE0 Nano Soc“plokštės, o jos įžeminimas yra prijungtas prie „DE0 Nano Soc“ir pirmojo PCB įžeminimo.

5 veiksmas: ryšys tarp PCB ir „De0 Nano SoC“

Signalas, gaunamas iš mikrofono, yra prijungtas prie kortelės ADC. ADC yra prijungtas prie HPS ir mes turime NIOS II, kuris naudojamas ekrano valdymui. Norėdami bendrauti, HPS ir NIOS II naudoja bendrąją atmintį. HPS veikia C kodas, kuris gauna vertes iš ADC ir daro tam tikrą poveikį garsui. Tada rezultatas siunčiamas į kitą PCB per SPI laidą, prijungtą prie kortelės GPIO. Mes taip pat turime C kodą, veikiantį NIOS II tuo pačiu metu. Ši programa skirta valdyti ekraną ir parodyti FFT spektrą.

6 veiksmas: kaip sukurti garso efektus naudojant infraraudonųjų spindulių jutiklį?

Šiame projekte mes naudojame tik vieną garso efektą, ty garso uždelsimą. Norėdami suaktyvinti šį efektą, nusprendėme naudoti infraraudonųjų spindulių jutiklį. Jutiklio, prijungto prie integruotos kortelės ADC, vertė yra nuo 60 iki 3300. Mūsų vertė yra arti 3300, kai esame šalia jutiklio, ir turime arti 60, kai esame toli nuo jo. Mes pasirinkome suaktyvinti atidėjimą tik tuo atveju, jei vertė yra didesnė nei 1800, kitaip garsas bus tiesiogiai siunčiamas į SPI.