Проект EISE4: Научете как да реализирате устройство за гласова модулация: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

В тази инструкция ще преминете през всички различни стъпки, за да реализирате устройство, което добавя звукови ефекти (забавяне и ехо). Това устройство се състои предимно от микрофон, платка DE0 Nano SoC, високоговорител, екран и инфрачервен сензор. В зависимост от разстоянието, което стоите от инфрачервения сензор, ще бъде реализиран ефект. Екранът е тук, за да отпечатате FFT.

Използвахме платка De0 Nano SoC и към нея са свързани две печатни платки. Това са аналогови схеми, на които заваряваме всеки необходим компонент.

Стъпка 1: Архитектура

Ето архитектурата, за която първо се замислихме, преди да започнем проекта. Първо получихме микрофона, който реализира получаването на сигнал, който след това се усилва с усилвателя на напрежението. След това се свързва с ADC щифта на платката DE0 Nano Soc, която изчислява FFT и го отпечатва на екран. След това изходите на платката се свързват към DAC, преди да бъдат усилени и свързани към високоговорителя.

На този етап от проекта не мислехме за използването на инфрачервен сензор, който асимилирахме в рамките на проекта по -късно.

Стъпка 2: Материали

За да реализираме този проект, използвахме следните компоненти:

- Микрофон

- високоговорител

- DE0 Nano Soc платка

-Аналогово-цифров преобразувател (интегриран към платката DE0 Nano Soc)

-Цифрово-аналогов конвертор (MCP4821)

- Аудио усилвател на мощност (LM386N-1)

- Усилвател на напрежение с автоматичен контрол на усилването

- Регулатор на напрежение, който генерира -5V (MAX764)

- Инфрачервен сензор (GP2Y0E02A)

- Слънчева енергия, която генерира 5V (захранване)

- Екран (отпечатва FFT)

Стъпка 3: Първа печатна платка - преди De0 Nano SoC

Тази първа аналогова схема съдържа микрофона (MC1), усилвателя на напрежението с автоматично управление на усилването (частта от веригата, свързана към операционния усилвател) и регулатора на напрежението, който генерира -5V (MAX764).

Първо микрофонът улавя звука, след това звукът се усилва с усилвателя на напрежението; напрежението отива приблизително от 16mV до 1.2V. Регулаторът на напрежението е тук само за захранване на операционния усилвател.

Изходът на цялата верига е свързан с ADC щифта на платката DE0 Nano Soc.

Стъпка 4: Втора печатна платка - След De0 Nano SoC Board

Входовете на тази втора аналогова верига са свързани към различни щифтове на платката DE0 Nano Soc, които са CS, SCK и SDI щифтове. След това тези входове са свързани към DAC (MCP4821), който след това е свързан към усилвателя за аудио мощност (LM386N-1). Най -накрая имаме високоговорителя.

Цялата тази верига се захранва с 5V, идваща от платката DE0 Nano Soc, и нейното заземяване е свързано към DE0 Nano Soc и към земята на първата печатна платка.

Стъпка 5: Комуникация между печатни платки и De0 Nano SoC

Сигналът, който идва от микрофона, е свързан към ADC на картата. ADC е свързан към HPS и имаме NIOS II, който се използва за управление на екрана. За комуникация HPS и NIOS II използват споделена памет. Имаме C код, работещ в HPS, който получава стойности от ADC и има някои ефекти върху звука. След това резултатът се изпраща на следващата платка чрез SPI проводник, който е свързан към GPIO на картата. Също така имаме C код, работещ в NIOS II едновременно. Тази програма е предназначена за управление на екрана и за показване на FFT спектър.

Стъпка 6: Как да направите звукови ефекти с инфрачервен сензор?

В този проект използваме само един звуков ефект, който е забавяне на звука. За да активираме този ефект, решихме да използваме инфрачервения сензор. Сензорът, който е свързан към интегрирания ADC на картата, има стойност между 60 и 3300. Имаме стойност близо до 3300, когато сме близо до сензора, и имаме стойност близо до 60, когато сме далеч от него. Избрахме да активираме забавянето само ако стойността е над 1800, в противен случай звукът се изпраща директно към SPI.