EISE4 -prosjekt: Lær hvordan du realiserer en stemmemoduleringsenhet: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

I denne instruksen vil du gå gjennom alle de forskjellige trinnene for å realisere en enhet som legger til lydeffekter (en forsinkelse og et ekko). Denne enheten består stort sett av en mikrofon, et DE0 Nano SoC -kort, en høyttaler, en skjerm og en infrarød sensor. Avhengig av avstanden du står fra den infrarøde sensoren, vil en effekt bli realisert. Skjermen er her for å skrive ut FFT.

Vi brukte et De0 Nano SoC -kort, og to PCB er koblet til det. Dette er en analog krets som vi sveiset hver komponent vi trenger.

Trinn 1: Arkitektur

Her er arkitekturen vi først tenkte på før vi startet prosjektet. Vi fikk først mikrofonen som realiserer signalinnsamlingen, som deretter forsterkes med spenningsforsterkeren. Den kobles deretter til ADC -pinnen på DE0 Nano Soc -kortet, som beregner FFT og skriver den ut på en skjerm. Utgangene til kortet blir deretter koblet til en DAC, før de forsterkes og kobles til høyttaleren.

På dette tidspunktet av prosjektet tenkte vi ikke på bruk av en infrarød sensor, som vi assimilerte i prosjektet senere.

Trinn 2: Materialer

For å realisere dette prosjektet brukte vi følgende komponenter:

- Mikrofon

- Høyttaler

- DE0 Nano Soc -brett

-Analog-til-digital omformer (integrert i DE0 Nano Soc-kortet)

-Digital-til-analog omformer (MCP4821)

- Lydforsterker (LM386N-1)

- Spenningsforsterker med automatisk forsterkningskontroll

- Spenningsregulator som genererer -5V (MAX764)

- Infrarød sensor (GP2Y0E02A)

- Solenergi som genererer 5V (strømforsyning)

- Skjerm (som skriver ut FFT)

Trinn 3: Første PCB - Før De0 Nano SoC

Denne første analoge kretsen inneholder mikrofonen (MC1), spenningsforsterkeren med automatisk forsterkningskontroll (delen av kretsen som er koblet til driftsforsterkeren) og spenningsregulatoren som genererer -5V (MAX764).

Først fanger mikrofonen lyden, deretter forsterkes lyden med spenningsforsterkeren; spenningen går fra 16mV til 1,2V omtrent. Spenningsregulatoren er bare her for å forsyne driftsforsterkeren.

Utgangen til hele kretsen er relatert til ADC -pinnen til DE0 Nano Soc -kortet.

Trinn 4: Andre PCB - Etter De0 Nano SoC Board

Den andre analoge kretsens innganger er koblet til forskjellige pinner på DE0 Nano Soc -kortet, som er CS-, SCK- og SDI -pinnene. Disse inngangene kobles deretter til DAC (MCP4821), som deretter kobles til lydforsterkeren (LM386N-1). Endelig har vi høyttaleren.

Hele kretsen leveres med 5V som kommer fra DE0 Nano Soc -kortet, og bakken er koblet til DE0 Nano Soc's og til den første PCB -bakken.

Trinn 5: Kommunikasjon mellom PCB og De0 Nano SoC

Signalet som kommer fra mikrofonen er koblet til kortets ADC. ADC er koblet til HPS, og vi har en NIOS II som brukes til å kontrollere skjermen. For å kommunisere bruker HPS og NIOS II et delt minne. Vi har en C -kode som kjører i HPS som mottar verdier fra ADC og gjør noen effekter på lyden. Resultatet blir deretter sendt til neste PCB via en SPI -ledning som er koblet til en GPIO på kortet. Vi har også en C -kode som kjører i NIOS II samtidig. Dette programmet er der for å kontrollere skjermen og for å vise et FFT -spektrum.

Trinn 6: Hvordan lage lydeffekter med infrarød sensor?

I dette prosjektet bruker vi bare en lydeffekt, som er lydforsinkelse. For å aktivere denne effekten bestemte vi oss for å bruke den infrarøde sensoren. Sensoren som er koblet til den integrerte ADC på kortet har verdi mellom 60 og 3300. Vi har en verdi nær 3300 når vi er i nærheten av sensoren, og vi har en verdi nær 60 når vi er langt fra den. Vi valgte å aktivere forsinkelsen bare hvis verdien er over 1800, ellers sendes lyden direkte til SPI.