HackerBox 0037: WaveRunner: 10 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

در این ماه ، هکرهای HackerBox در حال بررسی سیگنال های موج و آزمایش های پردازش سیگنال های صوتی در محیط های محاسبه دیجیتال و همچنین ابزارهای تست الکترونیکی آنالوگ هستند. این دستورالعمل حاوی اطلاعاتی برای شروع کار با HackerBox #0037 است ، که می توانید تا آخرین عرضه آن را در اینجا خریداری کنید. همچنین ، اگر می خواهید هر ماه یک HackerBox مانند این را در صندوق پستی خود دریافت کنید ، لطفاً در HackerBoxes.com مشترک شوید و به انقلاب بپیوندید!

موضوعات و اهداف آموزشی برای HackerBox 0037:

• نرم افزار GNU Octave را نصب و پیکربندی کنید
• نمایش و دستکاری سیگنال های موج در رایانه
• قابلیت پردازش صدا GNU Octave را کاوش کنید
• سیگنال های صوتی را بین رایانه و سخت افزار خارجی متصل می کند
• تخت های تست صوتی را با استفاده از تقویت کننده ها و شاخص های سطح مونتاژ کنید
• یک مولد سیگنال چند موج شکل 1 مگاهرتز بسازید

HackerBoxes سرویس جعبه اشتراک ماهانه برای لوازم الکترونیکی DIY و فناوری رایانه است. ما سرگرم کننده ، سازنده و آزمایش کننده هستیم. ما رویای رویاها هستیم.

سیاره را هک کنید

مرحله 1: HackerBox 0037: محتویات جعبه

• کیت ژنراتور سیگنال XR2206
• محفظه اکریلیک برش لیزری برای ژنراتور سیگنال
• PCB تستر صوتی اختصاصی
• دو کیت تقویت کننده صدا LM386
• دو کیت شاخص سطح صدا KA2284
• کارت صدا USB
• دو بلندگوی 40 میلی متری 3W
• مجموعه راهنمای کلیپ تمساح
• دو کابل پچ صوتی 3.5 میلی متری
• دو ماژول خروجی صدا 3.5 میلی متری
• ماژول شکست microUSB
• کلیپ باتری 9 ولت با بشکه برای ژنراتور سیگنال
• برچسب محاسبات ابری منحصر به فرد
• کلاه منحصر به فرد HackLife Beanie

برخی موارد دیگر که مفید خواهد بود:

• آهن لحیم کاری ، لحیم کاری و ابزارهای اصلی لحیم کاری
• رایانه برای اجرای GNU Octave و سایر نرم افزارها
• یک عدد باتری 9 ولت
• یک سر سرد برای ورزش HackLife Beanie Hat

مهمتر از همه ، شما نیاز به حس ماجراجویی ، روحیه هکر ، صبر و کنجکاوی دارید. ساخت و آزمایش با وسایل الکترونیکی ، در حالی که بسیار سودمند است ، می تواند بعضاً مشکل ، چالش برانگیز و حتی ناامید کننده باشد. هدف پیشرفت است نه کمال. وقتی پافشاری می کنید و از ماجراجویی لذت می برید ، می توانید رضایت زیادی از این سرگرمی به دست آورید. همه ما از زندگی در HackLife ، یادگیری فناوری جدید و ساخت پروژه های جالب لذت می بریم. هر قدم را به آرامی بردارید ، به جزئیات توجه کنید و از درخواست کمک نترسید.

در س FAالات متداول HackerBoxes اطلاعات زیادی برای اعضای فعلی و آینده نگر وجود دارد.

مرحله 2: امواج

موج اختلالی است که انرژی را از طریق ماده یا فضا ، با جابجایی اندک یا بدون انتقال جرم ، منتقل می کند. امواج شامل نوسانات یا ارتعاشات یک محیط فیزیکی یا یک میدان ، در اطراف مکانهای نسبتاً ثابت است. از دیدگاه ریاضیات ، امواج به عنوان توابع زمان و مکان ، طبقه ای از سیگنال ها هستند. (ویکیپدیا)

مرحله 3: اکتاو GNU

نرم افزار GNU Octave یک پلت فرم محبوب برای نمایش و دستکاری شکل موج در یک رایانه است. Octave دارای یک زبان برنامه نویسی سطح بالا است که عمدتا برای محاسبات عددی در نظر گرفته شده است. Octave برای انجام آزمایش های مختلف عددی با استفاده از زبانی که بیشتر با MATLAB سازگار است مفید است. به عنوان بخشی از پروژه GNU ، Octave یک نرم افزار رایگان تحت شرایط مجوز عمومی GNU است. Octave یکی از اصلی ترین جایگزین های رایگان برای MATLAB است ، بقیه Scilab و FreeMat هستند.

برای بارگیری و نصب Octave برای هر سیستم عامل ، پیوند بالا را دنبال کنید.

آموزش: شروع با Octave

فیلم های آموزشی Octave از DrapsTV:

1. معرفی و راه اندازی
2. عملیات اساسی
3. بارگیری ، ذخیره و استفاده از داده ها
4. ترسیم داده ها
5. بیانیه های کنترلی
6. کارکرد

در حالی که خارج از محدوده ما در مورد امواج اصلی و پردازش صدا هستید ، می توانید با جستجو در موضوعات MATLAB مانند "DSP IN MATLAB" یا "NEURAL NETWORKS IN MATLAB" برخی از مطالب را برای کار در Octave بیابید. این یک پلت فرم بسیار قدرتمند است. سوراخ خرگوش بسیار عمیق می شود.

مرحله 4: رابط سیگنال صوتی

سیگنالهای فرکانس صوتی ایجاد شده در رایانه را می توان با استفاده از خروجی بلندگوی کارت صدا به سخت افزار خارجی متصل کرد. به طور مشابه ، از ورودی میکروفون کارت صدا می توان به راحتی سیگنال های فرکانس صوتی خارجی را به رایانه متصل کرد.

استفاده از کارت صدا USB برای چنین برنامه هایی ایده خوبی است تا از خرابی مدارهای صوتی مادربرد کامپیوتر جلوگیری کند. چند کابل وصله صوتی 3.5 میلی متری و ماژول بریکت 3.5 میلی متری برای اتصال مدارها ، بلندگوها و سیستم عامل به همراه پورت های کارت صدا USB بسیار مفید هستند.

علاوه بر استفاده از GNU Octave ، پروژه های جالبی برای اسیلوسکوپ های کارت صدا وجود دارد که به شما امکان می دهد سیگنال هایی با فرکانس بسیار پایین را برای نمونه برداری از کارت صدای میکرو رایانه "ترسیم" کنید.

مرحله 5: سیگنال های صوتی در GNU Octave

Octave دارای برخی از قابلیت های پردازش صدا بسیار مفید است.

این ویدیوها (و دیگران) از دن پرنس شروع خوبی هستند:

ویدئو - آموزش صوتی DSP 1: شروع به ساخت نوسان ساز سینوسی

ویدئو - آموزش صوتی DSP 2: شکل موج اولیه و نمونه گیری

مرحله 6: تخت تست صوتی - دو گزینه

تخت تست صدا برای استماع سیگنال های فرکانس صوتی در دو کانال (استریو چپ ، راست یا هر دو سیگنال دیگر) مفید است. برای هر کانال ، یک ورودی سطح خط را می توان تقویت کرد ، با نشانگر سطح LED تجسم کرد و در نهایت به بلندگوی صوتی 40 میلی متری هدایت شد.

گزینه های مونتاژ

بستر آزمایش صوتی را می توان به عنوان ماژول های جداگانه یا به عنوان یک پلت فرم یکپارچه مونتاژ کرد. قبل از شروع مونتاژ ، کدام گزینه را ترجیح دهید و مراحل مربوطه را در این راهنما دنبال کنید.

تقویت کننده

این دو تقویت کننده صوتی بر اساس مدار یکپارچه LM386 (ویکی) طراحی شده اند.

نشانگر سطح LED

دو شاخص سطح بر اساس مدار مجتمع KA2284 (برگه داده) است.

مرحله 7: مونتاژ گزینه 1 - ماژول های جداگانه

هنگام انتخاب مجموعه آزمایش صدا به عنوان ماژول های جداگانه ، فقط دو تقویت کننده صوتی و دو ماژول نشانگر سطح را به عنوان کیت جداگانه مونتاژ کنید.

تقویت کننده صوتی

• با دو مقاومت محوری (قطبی نشده) شروع کنید
• R1 1K اهم است (قهوه ای ، مشکی ، مشکی ، قهوه ای ، قهوه ای)
• R2 DNP است (پر نشود)
• R10 4.7 کیلو اهم است (زرد ، بنفش ، مشکی ، قهوه ای قهوه ای)
• در مرحله بعد دو خازن سرامیکی کوچک را نصب کنید
• C5 و C8 هر دو کلاه کوچک "104" هستند (قطبی نیستند)
• لحیم بعدی در سوکت DIP 8 پینی (جهت صفحه ابریشم توجه داشته باشید)
• بعد از اینکه سوکت لحیم شد ، تراشه را وارد کنید
• سه درپوش الکترولیتی C6 ، C7 ، C9 قطبی هستند
• برای کلاهک ها ، نیمه سایه دار روی صفحه ابریشم سرب "-" (سیم کوتاه) است
• LED با علامت "+" برای سیم بلند قطبی شده است
• اجزای باقی مانده را لحیم کنید
• اسپیکر را به سرصفحه "SP" وصل کنید
• قدرت با 3-12 ولت (به عنوان مثال: خروجی micoUSB برای 5 ولت)

شاخص سطح صوتی

• با دو مقاومت محوری (قطبی نشده) شروع کنید
• R1 100 اهم است (قهوه ای ، سیاه ، سیاه ، سیاه ، قهوه ای)
• R2 10 کیلو اهم است (قهوه ای ، مشکی ، سیاه ، قرمز ، قهوه ای)
• KA2284 SIP (بسته درون خطی) در پین 1 زاویه دار است
• علامت SIP برای صفحه ابریشم یک جعبه برای پین 1 نشان می دهد
• توجه داشته باشید که دو کلاه C1 و C2 مقادیر متفاوتی دارند
• آنها را با PCB مطابقت دهید و سیم بلند را به سوراخ "+" جهت دهید
• در حال حاضر D5 LED قرمز است ، چهار D1-D4 دیگر سبز هستند
• LED ها با سیم بلند به سوراخ "+" قطبی می شوند
• پتانسیومتر تریمر و هدرها مطابق شکل مناسب هستند
• سیگنال را مانند ورودی صوتی t متصل کنید
• قدرت با 3.5-12V (به عنوان مثال: خروجی microUSB برای 5V)

مرحله 8: مونتاژ گزینه 2 - پلت فرم یکپارچه

هنگام انتخاب مجموعه آزمایش صدا به عنوان یک پلت فرم یکپارچه ، اجزای انتخاب شده از چهار کیت ماژول (دو تقویت کننده صوتی و دو نشانگر سطح) به PCB مخصوص تست صدا با دو بلندگو 40 میلی متری و خروجی microUSB برای برق 5 ولت لحیم می شوند.

• شروع با مقاومت های محوری (قطبی نشده)
• R2 و R9 4.7 کیلو اهم هستند (زرد ، بنفش ، سیاه ، قهوه ای ، قهوه ای)
• R3 و R10 DNP هستند (پر نشوند)
• R4 1K اهم است (قهوه ای ، مشکی ، مشکی ، قهوه ای ، قهوه ای)
• R5 و R11 100 اهم (قهوه ای ، سیاه ، سیاه ، سیاه ، قهوه ای)
• R6 و R12 10K اهم هستند (قهوه ای ، مشکی ، سیاه ، قرمز ، قهوه ای)
• سپس سوکت های IC1 و IC2 را لحیم کنید
• بعد از اتصال سوکت ها ، تراشه ها را وارد کنید
• بعد چهار سرپوش سرامیکی کوچک C4 ، C5 ، C10 ، C11 را لحیم کنید
• سرپوش های سرامیکی دارای علامت "104" هستند و قطبی نیستند
• نه درپوش الکترولیتی با یک "+" برای سیم بلند قطبی شده است
• C1 1000uF است
• C2 و C8 100uF هستند
• C3 ، C6 ، C9 ، C12 10uF هستند
• C7 و C13 2.2uF هستند
• یازده LED LED قطبی شده است
• سیم کوتاه "-" در سوراخ نزدیک سمت صاف دایره می رود
• دو LED قرمز به بیرونی ترین پد LED در هر انتها می رود
• چهار LED داخلی که در هر طرف صف آرایی شده اند سبز هستند
• یک LED روشن/آبی (از یک کیت آمپر) در مرکز قرار دارد
• KA2284 SIP (بسته درون خطی) زاویه دار در پین 1 است
• خروجی USB به طور مستقیم روی PCB قرار دارد و پین ها را در هر دو برد قرار می دهد
• جک 3.5 میلیمتری ، پیرایشگر و گلدان ها مطابق شکل روی صفحه نصب می شوند
• بلندگوهای چسب داغ را قبل از لحیم کاری با سرهای بریده شده روی PCB قرار دهید
• تغذیه از طریق خروجی microUSB (5 ولت)

مرحله 9: ژنراتور سیگنال

کیت Function Generator دارای یک مدار مجتمع XR2206 (برگه داده) و یک محفظه اکریلیک برش لیزری است. قادر به تولید سیگنالهای خروجی سینوس ، مثلث و موج مربعی در محدوده فرکانس 1-1 ، 000 ، 000 هرتز است.

مشخصات فنی

• منبع تغذیه ولتاژ: 9-12V ورودی DC
• شکل موج: مربع ، سینوسی و مثلث
• امپدانس: 600 اهم + 10٪
• فرکانس: 1Hz - 1MHz

موج سینوسی

• دامنه: 0 - 3V در ورودی 9V DC
• اعوجاج: کمتر از 1 ((در 1 کیلوهرتز)
• تخت: +0.05dB 1Hz - 100kHz

موج مربع

• دامنه: 8 ولت (بدون بار) در ورودی 9 ولت DC
• زمان ظهور: کمتر از 50 نانوس (در 1 کیلوهرتز)
• زمان سقوط: کمتر از 30ns (در 1kHz)
• تقارن: کمتر از 5 ((در 1kHz)

موج سه گوش

• دامنه: 0 - 3V در ورودی DC 9V
• خطی بودن: کمتر از 1٪ (تا 100kHz) 10 متر

مرحله 10: HackLife

از شما برای پیوستن به اعضای HackerBox در سراسر جهان Livin 'the HackLife متشکریم.

اگر از این دستورالعمل لذت برده اید و دوست دارید هر ماه یک جعبه جالب از پروژه های الکترونیکی قابل هک و فناوری رایانه روی صندوق پستی شما فرود بیاید ، لطفاً با جستجوی HackerBoxes.com به انقلاب بپیوندید و مشترک شوید تا جعبه ماهانه ما را دریافت کنید.

با ما در ارتباط باشید و موفقیت خود را در نظرات زیر یا در صفحه فیس بوک HackerBoxes به اشتراک بگذارید. در صورت داشتن هرگونه سوال یا نیاز به راهنمایی در هر مورد ، مطمئناً به ما اطلاع دهید. از اینکه بخشی از HackerBoxes هستید متشکریم!