EISE4 -projekt: Lær at realisere en stemmemoduleringsenhed: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

I denne instruktive vil du gennemgå alle de forskellige trin for at realisere en enhed, der tilføjer lydeffekter (en forsinkelse og et ekko). Denne enhed består for det meste af en mikrofon, et DE0 Nano SoC -kort, en højttaler, en skærm og en infrarød sensor. Afhængigt af den afstand, du står fra den infrarøde sensor, opnås en effekt. Skærmen er her for at udskrive FFT.

Vi brugte et De0 Nano SoC -kort, og to printkort er forbundet til det. Disse er analoge kredsløb, hvor vi svejser hver komponent, vi har brug for.

Trin 1: Arkitektur

Her er den arkitektur, vi først tænkte på, inden vi startede projektet. Vi fik først den mikrofon, der realiserer signaloptagelsen, som derefter forstærkes med spændingsforstærkeren. Den er derefter forbundet til ADC -stiften på DE0 Nano Soc -kortet, der beregner FFT og udskriver den på en skærm. Udgangene fra kortet tilsluttes derefter en DAC, inden de forstærkes og tilsluttes højttaleren.

På dette tidspunkt i projektet tænkte vi ikke på brugen af en infrarød sensor, som vi senere blev assimileret i projektet.

Trin 2: Materialer

For at realisere dette projekt brugte vi følgende komponenter:

- Mikrofon

- Højttaler

- DE0 Nano Soc bord

-Analog-til-digital konverter (integreret i DE0 Nano Soc-kortet)

-Digital-til-analog konverter (MCP4821)

- Lydforstærker (LM386N-1)

- Spændingsforstærker med automatisk forstærkningskontrol

- Spændingsregulator, der genererer -5V (MAX764)

- Infrarød sensor (GP2Y0E02A)

- Solenergi, der genererer 5V (strømforsyning)

- Skærm (der udskriver FFT)

Trin 3: Første printkort - før De0 Nano SoC

Dette første analoge kredsløb indeholder mikrofonen (MC1), spændingsforstærkeren med automatisk forstærkningskontrol (den del af kredsløbet, der er forbundet til driftsforstærkeren) og spændingsregulatoren, der genererer -5V (MAX764).

Først fanger mikrofonen lyden, derefter forstærkes lyden med spændingsforstærkeren; spændingen går fra 16mV til 1,2V cirka. Spændingsregulatoren er kun her for at levere driftsforstærkeren.

Outputtet fra hele kredsløbet er relateret til ADC -stiften på DE0 Nano Soc -kortet.

Trin 4: Andet printkort - Efter De0 Nano SoC -kortet

Indgangene på dette andet analoge kredsløb er forbundet til forskellige ben på DE0 Nano Soc -kortet, som er CS-, SCK- og SDI -benene. Disse indgange forbindes derefter til DAC (MCP4821), som derefter tilsluttes lydforstærkeren (LM386N-1). Vi har endelig højttaleren.

Hele dette kredsløb forsynes med 5V, der kommer fra DE0 Nano Soc -kortet, og dets jord er forbundet til DE0 Nano Soc's og til det første printkort.

Trin 5: Kommunikation mellem PCB og De0 Nano SoC

Signalet, der kommer fra mikrofonen, er forbundet til kortets ADC. ADC er forbundet til HPS, og vi har en NIOS II, der bruges til at styre skærmen. For at kommunikere bruger HPS og NIOS II en delt hukommelse. Vi har en C -kode, der kører i HPS, der modtager værdier fra ADC og har nogle effekter på lyden. Resultatet sendes derefter til det næste printkort via en SPI -ledning, der er tilsluttet en GPIO på kortet. Vi har også en C -kode, der kører i NIOS II på samme tid. Dette program er der for at styre skærmen og vise et FFT -spektrum.

Trin 6: Hvordan laves lydeffekter med infrarød sensor?

I dette projekt bruger vi kun en lydeffekt, som er lydforsinkelse. For at aktivere denne effekt besluttede vi at bruge den infrarøde sensor. Sensoren, der er forbundet til kortets integrerede ADC, har en værdi mellem 60 og 3300. Vi har en værdi nær 3300, når vi er i nærheden af sensoren, og vi har en værdi nær 60, når vi er langt fra den. Vi valgte kun at aktivere forsinkelsen, hvis værdien er over 1800, ellers sendes lyden direkte til SPI'en.