Proiect EISE4: Aflați cum să realizați un dispozitiv de modulare vocală: 6 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

În acest instructable, veți parcurge toți pașii diferiți pentru a realiza un dispozitiv care adaugă efecte sonore (o întârziere și un ecou). Acest dispozitiv constă în principal dintr-un microfon, o placă DE0 Nano SoC, un difuzor, un ecran și un senzor cu infraroșu. În funcție de distanța pe care o aveți de senzorul infraroșu, se va realiza un efect. Ecranul este aici pentru a imprima FFT.

Am folosit o placă SoC De0 Nano și două PCB sunt conectate la aceasta. Acestea sunt circuite analogice pe care am sudat fiecare componentă de care avem nevoie.

Pasul 1: Arhitectură

Iată arhitectura la care ne-am gândit prima dată înainte de a începe proiectul. Mai întâi am primit microfonul care realizează achiziția semnalului, care este apoi amplificat cu amplificatorul de tensiune. Apoi este conectat la pinul ADC al plăcii DE0 Nano Soc, care calculează FFT și îl imprimă pe un ecran. Ieșirile plăcii sunt apoi conectate la un DAC, înainte de a fi amplificate și conectate la difuzor.

În acest moment al proiectului nu ne-am gândit la utilizarea unui senzor cu infraroșu, pe care l-am asimilat ulterior în cadrul proiectului.

Pasul 2: Materiale

Pentru a realiza acest proiect, am folosit următoarele componente:

- Microfon

- Difuzor

- Consiliul DE0 Nano Soc

- Convertor analog-digital (integrat pe placa DE0 Nano Soc)

- Convertor digital-analog (MCP4821)

- Amplificator de putere audio (LM386N-1)

- Amplificator de tensiune cu control automat al câștigului

- Regulator de tensiune care generează -5V (MAX764)

- Senzor infraroșu (GP2Y0E02A)

- Energie solară care generează 5V (alimentare)

- Ecran (care imprimă FFT)

Pasul 3: Primul PCB - Înainte de De0 Nano SoC

Acest prim circuit analog conține microfonul (MC1), amplificatorul de tensiune cu control automat al câștigului (partea circuitului conectat la amplificatorul operațional) și regulatorul de tensiune care generează -5V (MAX764).

Mai întâi microfonul captează sunetul, apoi sunetul este amplificat cu amplificatorul de tensiune; tensiunea merge de la 16mV la 1,2V aproximativ. Regulatorul de tensiune este aici doar pentru a furniza amplificatorul operațional.

Ieșirea întregului circuit este legată de pinul ADC al plăcii DE0 Nano Soc.

Pasul 4: Al doilea PCB - După placa DeC Nano SoC

Intrările acestui al doilea circuit analogic sunt conectate la diferiți pini ai plăcii DE0 Nano Soc, care sunt pinii CS, SCK și SDI. Aceste intrări sunt apoi conectate la DAC (MCP4821), care este apoi conectat la amplificatorul de putere audio (LM386N-1). În sfârșit avem difuzorul.

Întregul circuit este alimentat cu 5V provenind de la placa DE0 Nano Soc, iar masa sa este conectată la DE0 Nano Soc și la prima masă PCB.

Pasul 5: Comunicare între PCB și De0 Nano SoC

Semnalul care vine de la microfon este conectat la ADC-ul cardului. ADC este conectat la HPS și avem un NIOS II care este folosit pentru a controla ecranul. Pentru a comunica, HPS și NIOS II folosesc o memorie partajată. Avem un cod C care rulează în HPS care primește valori de la ADC și face unele efecte asupra sunetului. Rezultatul este apoi trimis la următoarea PCB printr-un fir SPI care este conectat pe un GPIO al cardului. De asemenea, avem un cod C care rulează în NIOS II în același timp. Acest program este acolo pentru a controla ecranul și pentru a afișa un spectru FFT.

Pasul 6: Cum se fac efecte sonore cu senzorul cu infraroșu?

În acest proiect, folosim un singur efect de sunet, care este întârzierea sunetului. Pentru a activa acest efect, am decis să folosim senzorul infraroșu. Senzorul conectat la ADC-ul integrat al cardului are o valoare cuprinsă între 60 și 3300. Avem o valoare de aproape 3300 când suntem lângă senzor și avem o valoare aproape de 60 când suntem departe de el. Am ales să activăm întârzierea numai dacă valoarea depășește 1800, altfel sunetul este trimis direct către SPI.