EISE4 projekts: Uzziniet, kā realizēt balss modulācijas ierīci: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šajā pamācībā jūs veiksit visas dažādās darbības, lai realizētu ierīci, kas pievieno skaņas efektus (aizkave un atbalss). Šī ierīce lielākoties sastāv no mikrofona, DE0 Nano SoC plates, skaļruņa, ekrāna un infrasarkanā sensora. Atkarībā no attāluma, kas atrodas no infrasarkanā sensora, tiks panākts efekts. Ekrāns ir šeit, lai drukātu FFT.

Mēs izmantojām De0 Nano SoC plati, un tai ir pievienotas divas PCB. Šīs ir analogās shēmas, kurās mēs metinājām katru nepieciešamo komponentu.

1. solis: arhitektūra

Šeit ir arhitektūra, par kuru mēs vispirms domājām pirms projekta uzsākšanas. Vispirms mēs saņēmām mikrofonu, kas realizē signāla iegūšanu, ko pēc tam pastiprina ar sprieguma pastiprinātāju. Pēc tam tas ir savienots ar DE0 Nano Soc plates ADC tapu, kas aprēķina FFT un izdrukā to uz ekrāna. Pēc tam plates izejas tiek pievienotas DAC, pirms tās tiek pastiprinātas un pievienotas skaļrunim.

Šajā projektā mēs nedomājām par infrasarkanā sensora izmantošanu, ko vēlāk asimilējām projekta ietvaros.

2. solis: materiāli

Lai realizētu šo projektu, mēs izmantojām šādus komponentus:

- Mikrofons

- Skaļrunis

- DE0 Nano Soc plāksne

-Analog-to-Digital pārveidotājs (integrēts DE0 Nano Soc panelī)

-Ciparu-analogu pārveidotājs (MCP4821)

- Audio jaudas pastiprinātājs (LM386N-1)

- Sprieguma pastiprinātājs ar automātisku pastiprinājuma kontroli

- Sprieguma regulators, kas ģenerē -5V (MAX764)

- Infrasarkanais sensors (GP2Y0E02A)

- Saules enerģija, kas ģenerē 5 V (barošanas avots)

- ekrāns (kas izdrukā FFT)

3. darbība. Pirmā PCB - pirms De0 Nano SoC

Šī pirmā analogā shēma satur mikrofonu (MC1), sprieguma pastiprinātāju ar automātisku pastiprinājuma kontroli (ķēdes daļa, kas savienota ar darbības pastiprinātāju) un sprieguma regulatoru, kas ģenerē -5V (MAX764).

Vispirms mikrofons uztver skaņu, pēc tam skaņa tiek pastiprināta ar sprieguma pastiprinātāju; spriegums aptuveni no 16mV līdz 1,2V. Sprieguma regulators ir paredzēts tikai operacionālā pastiprinātāja piegādei.

Visas ķēdes izeja ir saistīta ar DE0 Nano Soc plates ADC tapu.

4. solis: otrā PCB - pēc De0 Nano SoC plates

Šīs otrās analogās ķēdes ieejas ir savienotas ar dažādām DE0 Nano Soc plates tapām, kas ir CS, SCK un SDI tapas. Šīs ieejas tiek pievienotas DAC (MCP4821), kas pēc tam tiek pievienots audio jaudas pastiprinātājam (LM386N-1). Beidzot mums ir skaļrunis.

Visa šī ķēde tiek piegādāta ar 5 V spriegumu, kas nāk no DE0 Nano Soc plates, un tā zemējums ir savienots ar DE0 Nano Soc un pirmās PCB zemi.

5. darbība. Komunikācija starp PCB un De0 Nano SoC

Signāls, kas nāk no mikrofona, ir pievienots kartes ADC. ADC ir savienots ar HPS, un mums ir NIOS II, ko izmanto ekrāna vadīšanai. Lai sazinātos, HPS un NIOS II izmanto koplietojamo atmiņu. Mums ir C kods, kas darbojas HPS, kas saņem vērtības no ADC un nedaudz ietekmē skaņu. Rezultāts tiek nosūtīts uz nākamo PCB, izmantojot SPI vadu, kas ir pievienots kartes GPIO. Mums ir arī C kods, kas vienlaikus darbojas NIOS II. Šī programma ir paredzēta, lai kontrolētu ekrānu un parādītu FFT spektru.

6. darbība. Kā izveidot skaņas efektus, izmantojot infrasarkano sensoru?

Šajā projektā mēs izmantojam tikai vienu skaņas efektu, kas ir skaņas aizkave. Lai aktivizētu šo efektu, mēs nolēmām izmantot infrasarkano sensoru. Sensoram, kas ir pievienots kartes integrētajam ADC, ir vērtība no 60 līdz 3300. Mums ir vērtība tuvu 3300, kad esam sensora tuvumā, un mūsu vērtība ir tuvu 60, kad esam tālu no tā. Mēs izvēlējāmies aktivizēt aizkavi tikai tad, ja vērtība pārsniedz 1800, pretējā gadījumā skaņa tiek tieši nosūtīta uz SPI.