پروژه EISE4: یاد بگیرید چگونه یک دستگاه مدولاسیون صدا را تحقق بخشید: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

در این دستورالعمل ، تمام مراحل مختلف را طی می کنید تا دستگاهی را که جلوه های صوتی اضافه می کند (تأخیر و اکو) پی ببرید. این دستگاه بیشتر شامل میکروفون ، برد DE0 Nano SoC ، بلندگو ، صفحه نمایش و سنسور مادون قرمز است. بسته به فاصله ای که از سنسور مادون قرمز دارید ، جلوه ای ایجاد می شود. صفحه برای چاپ FFT اینجاست.

ما از یک برد De0 Nano SoC استفاده کردیم و دو PCB به آن متصل است. اینها مدارهای آنالوگ هستند که روی آنها هر جزء مورد نیاز را جوش داده ایم.

مرحله 1: معماری

در اینجا معماری ای است که ابتدا قبل از شروع پروژه به آن فکر کردیم. ما ابتدا میکروفون را دریافت کردیم که سیگنال را دریافت می کرد ، و سپس با تقویت کننده ولتاژ تقویت می شد. سپس به پین ADC برد DE0 Nano Soc متصل می شود که FFT را محاسبه کرده و روی صفحه چاپ می کند. سپس خروجی های برد به DAC متصل می شوند ، قبل از اینکه تقویت شوند و به بلندگو متصل شوند.

در این مرحله از پروجت ما به استفاده از سنسور مادون قرمز فکر نمی کردیم ، که بعداً در پروژه جذب کردیم.

مرحله 2: مواد

برای تحقق این پروژه ، از اجزای زیر استفاده کردیم:

- میکروفون

- بلندگو

- برد DE0 Nano Soc

-مبدل آنالوگ به دیجیتال (یکپارچه با برد DE0 Nano Soc)

-مبدل دیجیتال به آنالوگ (MCP4821)

- تقویت کننده قدرت صوتی (LM386N-1)

- تقویت کننده ولتاژ با کنترل افزایش اتوماتیک

- تنظیم کننده ولتاژ تولید کننده -5V (MAX764)

- سنسور مادون قرمز (GP2Y0E02A)

- انرژی خورشیدی که 5 ولت (منبع تغذیه) تولید می کند

- صفحه نمایش (که FFT را چاپ می کند)

مرحله 3: اولین PCB - قبل از De0 Nano SoC

این اولین مدار آنالوگ شامل میکروفون (MC1) ، تقویت کننده ولتاژ با کنترل افزایش اتوماتیک (بخشی از مدار متصل به تقویت کننده عملیاتی) و تنظیم کننده ولتاژ است که -5V (MAX764) تولید می کند.

ابتدا میکروفون صدا را می گیرد ، سپس صدا با تقویت کننده ولتاژ تقویت می شود. ولتاژ از 16mV به 1.2V تقریبا می رسد. تنظیم کننده ولتاژ فقط برای تامین تقویت کننده عملیاتی است.

خروجی کل مدار مربوط به پین ADC برد DE0 Nano Soc است.

مرحله 4: PCB دوم - بعد از De0 Nano SoC Board

ورودی های مدار دوم آنالوگ به پین های مختلف برد DE0 Nano Soc متصل می شوند که پین های CS ، SCK و SDI هستند. سپس این ورودی ها به DAC (MCP4821) متصل می شوند ، سپس به تقویت کننده قدرت صوتی (LM386N-1) متصل می شوند. بالاخره بلندگو را در اختیار داریم.

کل این مدار 5 ولت از برد DE0 Nano Soc تأمین می شود و زمین آن به DE0 Nano Soc و زمین اولیه PCB متصل است.

مرحله 5: ارتباط بین PCB و De0 Nano SoC

سیگنالی که از میکروفون می آید به ADC کارت متصل می شود. ADC به HPS متصل است و ما یک NIOS II داریم که برای کنترل صفحه نمایش استفاده می شود. برای برقراری ارتباط ، HPS و NIOS II از حافظه مشترک استفاده می کنند. ما یک کد C داریم که در HPS اجرا می شود و مقادیر را از ADC دریافت می کند و بر روی صدا تأثیر می گذارد. سپس نتیجه از طریق سیم SPI که روی GPIO کارت متصل است به PCB بعدی ارسال می شود. ما همچنین یک کد C داریم که در NIOS II به طور همزمان اجرا می شود. این برنامه برای کنترل صفحه و نمایش طیف FFT وجود دارد.

مرحله 6: چگونه با سنسور مادون قرمز جلوه های صوتی ایجاد کنیم؟

در این پروژه ، ما فقط از یک جلوه صوتی استفاده می کنیم که تأخیر صدا است. برای فعال سازی این جلوه ، تصمیم گرفتیم از سنسور مادون قرمز استفاده کنیم. سنسوری که به ADC یکپارچه کارت متصل است دارای ارزش بین 60 تا 3300 است. هنگامی که در نزدیکی سنسور قرار داریم ، مقداری نزدیک به 3300 داریم و هنگامی که از آن فاصله داریم ، نزدیک به 60 داریم. ما تصمیم گرفتیم تاخیر را تنها در صورتی فعال کنیم که مقدار آن بیش از 1800 باشد ، در غیر این صورت صدا مستقیماً به SPI ارسال می شود.