Projek EISE4: Pelajari Cara Merealisasikan Peranti Modulasi Suara: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Dalam arahan ini, anda akan melalui semua langkah yang berbeza untuk mewujudkan peranti yang menambah kesan bunyi (kelewatan dan gema). Peranti ini kebanyakannya terdiri daripada mikrofon, papan DE0 Nano SoC, pembesar suara, skrin dan sensor inframerah. Bergantung pada jarak yang anda tinggalkan dari sensor inframerah, kesan akan dapat disedari. Skrin ada di sini untuk mencetak FFT.

Kami menggunakan papan De0 Nano SoC, dan dua PCB dihubungkan dengannya. Ini adalah litar analog di mana kami mengimpal setiap komponen yang kami perlukan.

Langkah 1: Senibina

Inilah seni bina yang pertama kami fikirkan sebelum memulakan projek. Mula-mula kami mendapat mikrofon yang menyedari pemerolehan isyarat, yang kemudian diperkuat dengan Voltage Amplifier. Ia kemudian disambungkan ke pin ADC papan DE0 Nano Soc, yang mengira FFT dan mencetaknya pada skrin. Keluaran papan kemudian disambungkan ke DAC, sebelum diperkuat dan disambungkan ke pembesar suara.

Pada titik projet ini, kami tidak memikirkan penggunaan sensor inframerah, yang kemudian kami asimilasikan dalam projek ini.

Langkah 2: Bahan

Untuk merealisasikan projek ini, kami menggunakan komponen berikut:

- Mikrofon

- Pembesar suara

- Papan DE0 Nano Soc

- Penukar Analog ke Digital (disatukan ke papan DE0 Nano Soc)

- Penukar Digital ke Analog (MCP4821)

- Penguat Kuasa Audio (LM386N-1)

- Penguat Voltan dengan kawalan keuntungan automatik

- Pengatur voltan yang menghasilkan -5V (MAX764)

- Sensor inframerah (GP2Y0E02A)

- Tenaga suria yang menghasilkan 5V (bekalan kuasa)

- Skrin (yang mencetak FFT)

Langkah 3: PCB Pertama - Sebelum De0 Nano SoC

Litar analog pertama ini mengandungi mikrofon (MC1), Amplifier Voltan dengan kawalan keuntungan automatik (bahagian litar yang disambungkan ke penguat operasi) dan pengatur Voltan yang menghasilkan -5V (MAX764).

Mikrofon pertama menangkap suara, kemudian suaranya diperkuat dengan Voltage Amplifier; voltan naik dari 16mV hingga 1.2V lebih kurang. Pengatur voltan hanya ada di sini untuk membekalkan penguat operasi.

Keluaran keseluruhan litar berkaitan dengan pin ADC dari papan DE0 Nano Soc.

Langkah 4: PCB Kedua - Selepas Papan DeC Nano SoC

Input litar analog kedua ini disambungkan ke pin yang berbeza dari papan DE0 Nano Soc, yang merupakan pin CS, SCK dan SDI. Input ini kemudian disambungkan ke DAC (MCP4821), yang kemudian disambungkan ke Audio Power Amplifier (LM386N-1). Kami akhirnya mempunyai pembesar suara.

Litar keseluruhan ini dibekalkan dengan 5V yang berasal dari papan DE0 Nano Soc, dan tanahnya disambungkan ke DE0 Nano Soc dan ke ground PCB pertama.

Langkah 5: Komunikasi Antara PCB dan De0 Nano SoC

Isyarat yang keluar dari mikrofon disambungkan ke ADC kad. ADC disambungkan ke HPS dan kami mempunyai NIOS II yang digunakan untuk mengawal skrin. Untuk berkomunikasi, HPS dan NIOS II menggunakan memori bersama. Kami mempunyai kod C yang dijalankan di HPS yang menerima nilai dari ADC dan memberikan kesan pada suaranya. Hasilnya kemudian dihantar ke PCB seterusnya melalui wayar SPI yang disambungkan pada GPIO kad. Kami juga mempunyai kod C yang berjalan di NIOS II pada masa yang sama. Program ini ada untuk mengawal skrin dan menunjukkan spektrum FFT.

Langkah 6: Bagaimana Membuat Kesan Bunyi Dengan Sensor Inframerah?

Dalam projek ini, kami hanya menggunakan satu kesan bunyi, iaitu kelewatan suara. Untuk mengaktifkan kesan ini, kami memutuskan untuk menggunakan sensor inframerah. Sensor yang disambungkan ke ADC kad bersepadu mempunyai nilai antara 60 dan 3300. Kami mempunyai nilai dekat 3300 ketika kami berada di dekat sensor dan kami mempunyai nilai dekat 60 ketika kami jauh dari itu. Kami memilih untuk mengaktifkan kelewatan hanya jika nilainya lebih dari 1800, jika tidak, suaranya dihantar terus ke SPI.