EISE4 -projekt: Lär dig att förverkliga en röstmoduleringsenhet: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

I denna instruerbara, kommer du att gå igenom alla olika steg för att förverkliga en enhet som lägger till ljudeffekter (en fördröjning och ett eko). Denna enhet består mestadels av en mikrofon, ett DE0 Nano SoC -kort, en högtalare, en skärm och en infraröd sensor. Beroende på avståndet du står från den infraröda sensorn kommer en effekt att uppnås. Skärmen är här för att skriva ut FFT.

Vi använde ett De0 Nano SoC -kort och två kretskort är anslutna till det. Dessa är analoga kretsar som vi svetsade varje komponent vi behöver.

Steg 1: Arkitektur

Här är arkitekturen vi först tänkte på innan vi startade projektet. Vi fick först mikrofonen som förverkligar signalinsamlingen, som sedan förstärks med spänningsförstärkaren. Den ansluts sedan till ADC -stiftet på DE0 Nano Soc -kortet, som beräknar FFT och skriver ut den på en skärm. Kortets utgångar ansluts sedan till en DAC innan de förstärks och ansluts till högtalaren.

Vid denna punkt av projektet tänkte vi inte på användningen av en infraröd sensor, som vi assimilerade inom projektet senare.

Steg 2: Material

För att förverkliga detta projekt använde vi följande komponenter:

- Mikrofon

- Högtalare

- DE0 Nano Soc -bräda

-Analog-till-digital-omvandlare (integrerad i DE0 Nano Soc-kortet)

-Digital-till-analog omvandlare (MCP4821)

- Ljudförstärkare (LM386N-1)

- Spänningsförstärkare med automatisk förstärkningskontroll

- Spänningsregulator som genererar -5V (MAX764)

- Infraröd sensor (GP2Y0E02A)

- Solenergi som genererar 5V (strömförsörjning)

- Skärm (som skriver ut FFT)

Steg 3: Första PCB - Före De0 Nano SoC

Denna första analoga krets innehåller mikrofonen (MC1), spänningsförstärkaren med automatisk förstärkningskontroll (den del av kretsen som är ansluten till driftförstärkaren) och spänningsregulatorn som genererar -5V (MAX764).

Först fångar mikrofonen upp ljudet, sedan förstärks ljudet med spänningsförstärkaren; spänningen går från 16mV till 1,2V ungefär. Spänningsregulatorn är bara här för att leverera driftsförstärkaren.

Utgången från hela kretsen är relaterad till ADC -stiftet på DE0 Nano Soc -kortet.

Steg 4: Andra kretskortet - efter De0 Nano SoC -kortet

Den andra analoga kretsens ingångar är anslutna till olika stift på DE0 Nano Soc -kortet, som är CS-, SCK- och SDI -stiften. Dessa ingångar ansluts sedan till DAC (MCP4821), som sedan ansluts till ljudförstärkaren (LM386N-1). Äntligen har vi högtalaren.

Hela kretsen levereras med 5V från DE0 Nano Soc -kortet, och dess jord är ansluten till DE0 Nano Soc och till den första PCB -marken.

Steg 5: Kommunikation mellan PCB och De0 Nano SoC

Signalen som kommer från mikrofonen är ansluten till kortets ADC. ADC är ansluten till HPS och vi har en NIOS II som används för att styra skärmen. För att kommunicera använder HPS och NIOS II ett delat minne. Vi har en C -kod som körs i HPS som tar emot värden från ADC och gör några effekter på ljudet. Resultatet skickas sedan till nästa kretskort via en SPI -kabel som är ansluten till en GPIO på kortet. Vi har också en C -kod som körs i NIOS II samtidigt. Detta program är där för att styra skärmen och visa ett FFT -spektrum.

Steg 6: Hur gör man ljudeffekter med infraröd sensor?

I detta projekt använder vi bara en ljudeffekt, vilket är ljudfördröjning. För att aktivera denna effekt bestämde vi oss för att använda den infraröda sensorn. Sensorn som är ansluten till kortets integrerade ADC har ett värde mellan 60 och 3300. Vi har ett värde nära 3300 när vi är nära sensorn och vi har ett värde nära 60 när vi är långt ifrån det. Vi valde att aktivera fördröjningen endast om värdet är över 1800, annars skickas ljudet direkt till SPI.