HackerBox 0037: WaveRunner: 10 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šomēnes HackerBox Hackers pēta viļņu signālus un audio signālu apstrādes testus digitālās skaitļošanas vidē, kā arī analogos elektroniskos testēšanas instrumentus. Šajā pamācībā ir informācija, lai sāktu darbu ar HackerBox #0037, kuru var iegādāties šeit, kamēr beidzas krājumi. Turklāt, ja vēlaties katru mēnesi saņemt šādu HackerBox tieši savā pastkastē, lūdzu, abonējiet vietni HackerBoxes.com un pievienojieties revolūcijai!

HackerBox 0037 tēmas un mācību mērķi:

• Instalējiet un konfigurējiet GNU Octave programmatūru
• Attēlojiet un manipulējiet ar viļņu signāliem datorā
• Izpētiet GNU Octave audio apstrādes funkcionalitāti
• Pāris audio signālus starp datoru un ārēju aparatūru
• Salieciet audio testus, izmantojot pastiprinātājus un līmeņa indikatorus
• Izveidojiet 1MHz vairāku viļņu signālu ģeneratoru

HackerBoxes ir ikmēneša abonēšanas kastes pakalpojums DIY elektronikai un datortehnoloģijai. Mēs esam hobiji, veidotāji un eksperimentētāji. Mēs esam sapņu sapņotāji.

HACK PLANET

1. darbība: HackerBox 0037: kastes saturs

• XR2206 signālu ģeneratoru komplekts
• Lāzera griezuma akrila korpuss signālu ģeneratoram
• Ekskluzīva audio testēšanas PCB
• Divi LM386 audio pastiprinātāju komplekti
• Divi KA2284 audio līmeņa indikatora komplekti
• USB skaņas karte
• Divi 40 mm 3W skaļruņi
• Aligatora skavu vadu komplekts
• Divi 3,5 mm audio kabeļi
• Divi 3,5 mm audio sadalīšanas moduļi
• microUSB izlaušanās modulis
• 9V akumulatora klips ar mucu signāla ģeneratoram
• Ekskluzīva uzlīme mākoņdatošanai
• Ekskluzīva cepure HackLife

Dažas citas lietas, kas būs noderīgas:

• Lodāmurs, lodētava un pamata lodēšanas rīki
• Dators GNU Octave un citas programmatūras darbināšanai
• Viens 9V akumulators
• Viena forša galva sportiskai HackLife cepurei

Vissvarīgākais - jums būs nepieciešama piedzīvojumu sajūta, hakeru gars, pacietība un zinātkāre. Būvēt un eksperimentēt ar elektroniku, lai arī tas ir ļoti izdevīgi, dažkārt var būt sarežģīti, izaicinoši un pat nomākti. Mērķis ir progress, nevis pilnība. Kad jūs neatlaidīgi izbaudāt piedzīvojumu, no šī hobija var gūt lielu gandarījumu. Mums visiem patīk dzīvot HackLife, apgūt jaunas tehnoloģijas un veidot foršus projektus. Speriet katru soli lēnām, ņemiet vērā detaļas un nebaidieties lūgt palīdzību.

Ir daudz informācijas pašreizējiem un potenciālajiem dalībniekiem HackerBoxes FAQ.

2. solis: viļņi

Vilnis ir traucējums, kas pārnes enerģiju caur matēriju vai telpu, ar nelielu masas pārnesi vai bez tās. Viļņi sastāv no fiziskas vides vai lauka svārstībām vai vibrācijām ap relatīvi fiksētām vietām. No matemātikas viedokļa viļņi kā laika un telpas funkcijas ir signālu klase. (Wikipedia)

3. solis: GNU oktāvs

GNU Octave programmatūra ir iecienīta platforma viļņu formu attēlošanai un manipulēšanai datorā. Octave piedāvā augsta līmeņa programmēšanas valodu, kas galvenokārt paredzēta skaitliskiem aprēķiniem. Octave ir noderīga dažādu skaitlisku eksperimentu veikšanai, izmantojot valodu, kas lielākoties ir saderīga ar MATLAB. GNU projekta ietvaros Octave ir bezmaksas programmatūra saskaņā ar GNU General Public License noteikumiem. Octave ir viena no galvenajām bezmaksas alternatīvām MATLAB, citas ir Scilab un FreeMat.

Sekojiet iepriekš norādītajai saitei, lai lejupielādētu un instalētu Octave jebkurai OS.

Pamācība: Darba sākšana ar Octave

Oktavas video pamācības no DrapsTV:

1. Ievads un iestatīšana
2. Pamatdarbības
3. Datu ielāde, saglabāšana un izmantošana
4. Datu uzzīmēšana
5. Kontroles paziņojumi
6. Funkcijas

Lai gan šeit nav pamata viļņu un audio apstrādes jomas, jūs varat atrast kādu satriecošu materiālu, ar ko strādāt Octave, meklējot MATLAB tēmas, piemēram, "DSP IN MATLAB" vai "NEURAL NETWORKS IN MATLAB". Tā ir ļoti spēcīga platforma. Trušu caurums iet diezgan dziļi.

4. solis: audio signāla saskarne

Datora radītos audio frekvences signālus var savienot ar ārēju aparatūru, izmantojot skaņas kartes skaļruņu izeju. Līdzīgi skaņas kartes mikrofona ieeju var izmantot, lai viegli savienotu ārējos audio frekvences signālus ar datoru.

USB skaņas kartes izmantošana ir laba ideja šādām lietojumprogrammām, lai novērstu datora mātesplates audio shēmas bojājumus, ja kaut kas noiet greizi. Pāris 3,5 mm audio plākstera kabeļi un 3,5 mm izlaušanās moduļi ir diezgan noderīgi, lai savienotu ķēdes, skaļruņus un pārraides ar USB skaņas kartes portiem.

Papildus izmantošanai kopā ar GNU Octave, skaņu karšu osciloskopiem ir pieejami daži forši projekti, kas ļaus jums "uzzīmēt" pietiekami zemas frekvences signālus, lai tos varētu izlasīt ar mikrodatora skaņas karti.

5. solis: audio signāli GNU Octave

Octave ir patiešām noderīga audio apstrādes funkcija.

Šie video (un citi) no Dena Prinsa ir lielisks sākums:

Video - Uzziniet audio DSP 1: Darba sākšana Sine Oscillator izgatavošana

Video - apgūstiet audio DSP 2: pamata viļņu formas un paraugu ņemšana

6. darbība. Audio testbed - divas iespējas

Audio testbed ir noderīga, lai pārbaudītu audio frekvences signālus divos kanālos (stereo kreisais, labais vai jebkuri citi divi signāli). Katram kanālam līnijas līmeņa ieeju var pastiprināt, vizualizēt ar LED līmeņa indikatoru un visbeidzot vadīt pie 40 mm audio skaļruņa.

MONTĀŽAS IESPĒJAS

Audio testa gultu var salikt kā atsevišķus savienotus moduļus vai kā vienu integrētu platformu. Pirms montāžas sākšanas izlemiet, kurai opcijai dodat priekšroku, un izpildiet atbilstošo darbību šajā rokasgrāmatā.

Pastiprinātājs

Abu audio pastiprinātāju pamatā ir integrētā shēma LM386 (wiki).

LED LĪMEŅA RĀDĪTĀJS

Abu līmeņu indikatori ir balstīti uz integrēto shēmu KA2284 (datu lapa).

7. darbība: 1. montāžas iespēja - atsevišķi moduļi

Izvēloties audio testa gultu salikt kā atsevišķus savienotus moduļus, vienkārši samontējiet divus audio pastiprinātājus un divus līmeņa indikatoru moduļus kā atsevišķus komplektus.

AUDIO Pastiprinātājs

• Sāciet ar diviem aksiālajiem rezistoriem (nav polarizēti)
• R1 ir 1K omi (brūns, melns, melns, brūns, brūns)
• R2 ir DNP (neaizpildīt)
• R10 ir 4,7 K omi (dzeltens, violets, melns, brūni brūns)
• Pēc tam uzstādiet divus mazos keramikas kondensatorus
• C5 un C8 abi ir mazi "104" vāciņi (nav polarizēti)
• Nākamais lodējums 8 kontaktu DIP ligzdā (ņemiet vērā sietspiedes orientāciju)
• Ievietojiet mikroshēmu PĒC tam, kad ligzda ir pielodēta
• Trīs elektrolītiskie vāciņi C6, C7, C9 ir polarizēti
• Vāciņiem sietspiedes ēnotā puse ir svins "-" (īss vads)
• Gaismas diode ir polarizēta ar "+" atzīmi garam vadam
• Lodējiet atlikušos komponentus
• Pievienojiet skaļruni galvenei "SP"
• Jauda ar 3-12 V (piemērs: micoUSB pārtraukums 5 V)

AUDIO LĪMEŅA RĀDĪTĀJS

• Sāciet ar diviem aksiālajiem rezistoriem (nav polarizēti)
• R1 ir 100 omi (brūns, melns, melns, melns, brūns)
• R2 ir 10K omi (brūns, melns, melns, sarkans, brūns)
• KA2284 SIP (viena inline pakete) ir leņķiski pie 1. tapas
• Sietspiedes SIP marķējums parāda lodziņu 1. tapai
• Ņemiet vērā, ka abi vāciņi C1 un C2 ir atšķirīgas vērtības
• Saskaņojiet tos ar PCB un orientējiet garo vadu uz "+" caurumu
• Tagad D5 ir sarkana gaismas diode, pārējās četras D1-D4 ir zaļas
• Gaismas diodes ir polarizētas ar garu vadu līdz "+" caurumam
• Trimmera potenciometrs un galvenes atbilst, kā parādīts attēlā
• Pievienojiet signālu, piemēram, audio ieeju
• Jauda ar 3,5-12 V (piemērs: microUSB pārtraukums 5 V)

8. darbība: 2. montāžas iespēja - integrēta platforma

Izvēloties audio testēšanas platformas salikšanu kā integrētu platformu, četru moduļu komplektu komponenti (divi audio pastiprinātāji un divi līmeņa indikatori) tiek pielodēti ekskluzīvajā audio testēšanas PCB kopā ar diviem 40 mm skaļruņiem un microUSB izlaušanos 5 V jaudai.

• Sāciet ar aksiālajiem rezistoriem (nav polarizēti)
• R2 un R9 ir 4,7 K omi (dzeltena, violeta, melna, brūna, brūna)
• R3 un R10 ir DNP (neaizpildīt)
• R4 ir 1K omi (brūns, melns, melns, brūns, brūns)
• R5 un R11 ir 100 omi (brūns, melns, melns, melns, brūns)
• R6 un R12 ir 10K omi (brūns, melns, melns, sarkans, brūns)
• Tālāk lodējiet ligzdas IC1 un IC2
• Ievietojiet skaidas PĒC tam, kad kontaktligzdas ir pielodētas
• Nākamais lodēt četrus mazus keramikas vāciņus C4, C5, C10, C11
• Keramikas vāciņi ir apzīmēti ar "104" un nav polarizēti
• Deviņi elektrolītiskie vāciņi ir polarizēti ar garo vadu "+"
• C1 ir 1000uF
• C2 un C8 ir 100uF
• C3, C6, C9, C12 ir 10uF
• C7 un C13 ir 2.2uF
• Vienpadsmit gaismas diodes ir polarizētas
• Īss vads "-" iet caurumā apļa plakanās puses tuvumā
• Divas sarkanas gaismas diodes iet uz galējo LED spilventiņu katrā galā
• Četras iekšējās gaismas diodes, kas izvietotas katrā pusē, ir zaļas
• Vienā dzidrā/zilā gaismas diode (no viena pastiprinātāja komplekta) atrodas centrā
• KA2284 SIP (viena inline pakete) ir leņķiski pie 1. tapas
• USB pārtraukums atrodas uz PCB ar tapām caur abām plāksnēm
• 3,5 mm ligzda, trimmeri un podi tiek uzstādīti, kā parādīts uz kuģa
• Karstas līmes skaļruņi uz PCB pirms lodēšanas ar apgrieztiem vadiem
• Jauda, izmantojot microUSB pārtraukumu (5V)

9. solis: signālu ģenerators

Funkciju ģeneratoru komplektā ir integrēta shēma XR2206 (datu lapa) un lāzera griezuma akrila korpuss. Tas spēj ģenerēt sinusa, trīsstūra un kvadrātveida viļņu izejas signālus 1-1 000 000 Hz frekvenču diapazonā.

Specifikācijas

• Sprieguma padeve: 9-12V DC ieeja
• Viļņu formas: kvadrāts, sinuss un trīsstūris
• Pretestība: 600 omi + 10%
• Frekvence: 1Hz - 1MHz

SINE WAVE

• Amplitūda: 0 - 3 V pie 9 V līdzstrāvas ieejas
• Izkropļojums: mazāk nekā 1% (pie 1 kHz)
• Plakanums: +0.05dB 1Hz - 100kHz

Kvadrāta vilnis

• Amplitūda: 8V (bez slodzes) pie 9V līdzstrāvas ieejas
• Pieauguma laiks: mazāk nekā 50ns (pie 1kHz)
• Fall Time: mazāk nekā 30ns (pie 1kHz)
• Simetrija: mazāk nekā 5% (pie 1 kHz)

Trīsstūra vilnis

• Amplitūda: 0 - 3 V pie 9 V līdzstrāvas ieejas
• Linearitāte: mazāk nekā 1% (līdz 100 kHz) 10 m

10. solis: HackLife

Paldies, ka pievienojāties HackerBox dalībniekiem visā pasaulē Livin 'the HackLife.

Ja jums patika šī pamācība un vēlaties, lai katru mēnesi jūsu pastkastē nonāktu uzlauzta elektronikas un datortehnikas projektu kaste, lūdzu, pievienojieties revolūcijai, sērfojot vietnē HackerBoxes.com un abonējiet, lai saņemtu mūsu ikmēneša pārsteigumu kastīti.

Sazinieties un dalieties savos panākumos zemāk esošajos komentāros vai HackerBoxes Facebook lapā. Noteikti informējiet mūs, ja jums ir kādi jautājumi vai nepieciešama palīdzība ar kaut ko. Paldies, ka esat daļa no HackerBoxes!