A3 -instrument: 5 steg (med bilder)

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

ENGELSK

Helt enkelt:

A3:

- Autonom

- Autodidact

- Autotune

Mål:- Fånga ljud med mikrofonen.

- Förstärka filtret och digitalisera signalen.

- Beräkna och visa FFT.

- Modulera signalen digitalt.

- Förstärk signalen och återställ den till en högtalare.

Ytterligare information:

Alla mål uppnås inte.

Just de:

- Visning av FFT på LT24 -skärmen (FFT -värdena beräknas faktiskt i HPS, men LT24 -skärmen och HPS kommunicerar inte)

- Digital modulering av signalen

Materialförteckning:

-DE0-Nano-SoC Board.

- Terasic LT24 skärm

- Driftförstärkare TL081CP *3

- Spänningsomvandlare MAX660

- USB uttag

- Ultrasonic Ranging Module HC-SR04

- Växla

- 10 kOhms potentiometrar

- 1000µF kondensator

- 1J63 Kondensator *2

- 22nJ250 kondensator *2

- 1K63 kondensator *2

- 10nF kondensator

- 1µF kondensator

- 220µF kondensator

- 10µF kondensator *7

- 1 kOhms motstånd *3

- 39 kOhms motstånd

- 22 kOhms motstånd

- 3, 3 kOhms motstånd

- 150 kOhms motstånd

- 10 Ohms motstånd *3

- 1 MOhms motstånd

- 150 Ohms motstånd

- 330 Ohms motstånd

- 6, 8 kOhms motstånd

- 4, 7 kOhms motstånd

- Diode Schottky

- Velleman ENERGY -batteri

- Bandkabel

- WS2812 LED -remsor

Verktyg:

- Quartus

- Altium

- Spackel

- KissFFT

FRANCAIS

Förenkling:

A3:

- Autonome

- Autodidacte

- Autotune

Mål:

- Capturer le son avec mikrofon

- Förstärkare, filtrer, och numreringssignal.

- Calculer et afficher la FFT

- Moduler numériquement le signal.

- Amplifier le signal et le restituer avec un haut parleur

Kompletterande information:

Tous les objectifs cités ne sont pas encore atteints.

On retrouve notamment dans ce cas:

- Affichage de la FFT sur l'écran (les valeurs de la fft sont belles et bien calculées côté HPS, il manque cependant la Communication entre le HPS et l'écran)

- Modulation numérique du signal

Lista de Matériel:

-Carte DE0-Nano-SoC

- Ecran Terasic LT24

- Amplificateur opérationnel TL081CP *3

- Convertisseur de tension MAX660

- USB uttag

- Capteur Ultrason HC-SR04

- Interrupteur.

- Potentiomètre 10 kOhms

- Condensateur de capacité 1000µF

- Kondensatör 1J63 *2

- Kondensatör 22nJ250 *2

- Kondensatör 1K63 *2

- Condensateur de capacité 10 nF

- Condensateur de capacité 1 µF

- Kondensatör de capacité 220 µF

- Condensateur de capacité 10 µF *7

- Motstånd 1 kOhms *3

- Motstånd 39 kOhms

- Motstånd 22 kOhms

- Motstånd 3, 3 kOhms

- Motstånd 150 kOhms

- Resistans 10 Ohm *3

- Motstånd 1 MOhms

- Motstånd 150 Ohm

- Motstånd 330 Ohm

- Motstånd 6, 8 kOhms

- Motstånd 4, 7 kOhms

- Diode Schottky

- Batteri velleman ENERGI

- Câbles en nappe

- Ruban de LEDs WS2812

Outils:

- Quartus

- Altium

- Spackel

- KissFFT

Steg 1: Partie Analogique: Entrée // Analog Part: Entry

ENGELSK

Först måste du göra kretskortet för inmatningsdelen

Denna post är indelad i tre steg:

- Mikrofon

- Förförstärkare (TL081CP)

- Automatisk förstärkningskrets (TL081CP)

- Spänningsomvandlare krets (MAX660)

FRANCAIS

Tout d'abord, il faut réaliser le PCB du schéma de l'entrée de la carte DE0 Nano SoC.

Cette entrée est composé des étage suivants:

- Mikrofon.

- Montage förförstärkare. (TL081CP)

- Montage amplificateur à Contrôle Automatique de Gain (TL081CP)

- Montage inversur de tension (MAX660)

Steg 2: Partie Analogique: Sortie // Analog Part: Output

ENGELSK

Sedan måste du göra kretskortet från utgången från DE0-Nano-SoC till högtalaren.

Huvudstadier:

-DAC (MCP4821-E/P) som förvandlar den digitala signalen från DE0-Nano-SoC till en analog signal.

- Det första ordningens utjämningsfilter för att släta ut signalen från DAC.

- Ljudförstärkaren (LM386-1/NOPB)

FRANCAIS

Ensuite, på ralys le PCB de sortie de la carte jusqu'au Haut Parleur.

Les étages notables:

-Le montage du DAC (MCP4821-E/P) qui permet de convertir le signal numérique sortant de la carte DE0-Nano-SoC en un analog analog.

- Filtre de lissage du premier ordre pour lisser le signal en sortie du DAC.

- Montage Amplificateur de puissance (LM386N-1/NOPB).

Steg 3: Anslutning À La Carte DE0-Nano-SoC // Anslutning till DE0-Nano-SoC-kortet

ENGELSK

Nu när du har kretskortet kan du ansluta dem till DE0-Nano-SoC-kortet. Först kan du ansluta "ingång" -delen till ADC, som ingår i kortet, enligt schemat ovan.

Samma sak för den analoga delen "output", där de två delarna är anslutna tack vare ett SPI -protokoll där "Master" är kortet och "Slave", DAC:

- MOSI: Ansluten till stift 4 (SDI) på DAC.

- SCLK: Ansluten till stift 3 (CLK) på DAC.

- SS: Ansluten till stift 2 (CS) på DAC.

- GND: Ansluten till marken på "output" -kortet.

FRANCAIS

Maintenant que les deux PCB sont faits on va pouvoir les connecter à la carte DE0-Nano-SoC. On connecte la partie analogique "Entrée" à l'ADC de la carte DE0-Nano-SoC selon le schéma ci-dessus.

De même pour la partie analogique "Sortie", où les deux parties sont connectés selon un protocole SPI où la carte est le "Maitre" et le DAC le "Slave":

- MOSI: branché à la patte 4 (SDI) du DAC.

- SCLK: branché à la patte 3 (CLK) du DAC.

- SS: branché à la patte 2 (CS) du DAC.

- GND: branché au ground du PCB de sortie.

Steg 4: Ajout Des Modules // Tillägg av moduler

ENGELSK

Ultrasonic Ranging Module HC-SR04:

Innan du ansluter 'ECHO' -stiftet till kortets GPIO -stift måste du ta fram en spänningsdelare för att minska spänningen på GPIO -stiftet, eftersom det inte accepterar mer än 3,3V när' ECHO' -stiftet levererar 5V.

WS2812 LED -remsor:

Lysdioder är anslutna till GPIO -stiften på kortet. När programmet körs ändrar lysdioderna färg beroende på avståndet mellan HC-SR04-sensorn och ett hinder.

FRANCAIS

Capteur Ultrason HC-SR04:

Avant de brancher à une pin GPIO, il faut réaliser un pont diviseur de tension entre la pin ECHO du capteur et la pin de la carte, pour ne pas envoyer du 5V sur cette dernière qui n'acceptent que du 3, 3V au max.

Ruban de LEDs WS2812:

Lysdioderna kan inte anslutas med hjälp av GPIO de la carte. Programmet kan lanseras, lysdioderna kan inte växla mellan funktioner och avstånd mellan HC-SR04 och ett unikt hinder.

Steg 5: Partie Numérique: Projet Quartus // Numeric Part: Quartus Project

ENGELSK

STEG 1: LADDA IN. SOF -FILEN

-Anslut DE0-Nano-SoC-kortet till din dator via USB BLASTER-porten.

- Öppna.qpf -filen på Quartus.

- Gå till Verktyg> Programmerare> Högerklicka på fillistan> Ändra fil> Välj.sof -filen.

STEG 2: FIXERA KORTETS IP -ADRESS

-Anslut DE0-Nano-SoC-kortet till din dator via UART-porten.

- Starta PuTTY och anslut till kortet (COM3)

- Terminal öppnas, anslut som root.

- Ange följande rad: ifconfig eth0 IP (IP -adressen som du hade konfigurerat i datorns parametrar)

STEG 3: LÄS IN PROGRAMMET

- På PuTTY, anslut till kortet via ssh -protokollet med den IP som du använde tidigare

- Anslut som root

- Via och EDS -terminal, gå till projektkatalogen:

cd/cygdrive/c/quartus_design/HPS_CONTROL_FPGA_LED/programvara

(Sökvägen till projektet i /programvarufilen)

- Ange följande kommando:

scp./ULTRA_PROJECT root@IP:/home/root

(med tidigare angiven IP)

FRANCAIS

ETAPE 1: CHARGER LE FICHIER. SOF

-Anslutning à la carte DE0-Nano-SoC à votre PC par le port USB BLASTER.

- Ouvrir le fichier.qpf du projet sur Quartus.

- Cliquer sur Tools> Programmerare> clic droit sur la list des fichiers> change file> sélectionner le.sof

ETAPE 2: FIXER L'ADRESSE IP DE LA CARTE

-Connecter la carte DE0-Nano-SoC à votre PC par le port UART.

- Lancer PuTTY, och connectez vous à la carte (entrer COM3)

- Un terminal s'ouvre, connectez vous en tant que root

- Entrer la commande ifconfig eth0 IP (L 'IP fixe que vous auriez préalablement configuré dans les paramètres de votre ordinateur)

ETAPE 3: CHARGER LE PROGRAM

- Sur Putty, connectez vous à la carte via ssh en entrant l'adresse IP que vous avez entré à l'étape précédente

- Connectez vous en tant que root

- Via en terminal EDS, rendez vous à l'emplacement de votre projet (via la commande cd), dans le sous-dossier programvara (là ou se trouve le main.c). Exempel:

cd/cygdrive/c/quartus_design/HPS_CONTROL_FPGA_LED/programvara

(Chemin jusqu'au projet puis dans le fichier /software /)

- Compilez votre program à l'aide de la commande make

- Entrer ensuite la commande:

scp./ULTRA_PROJECT root@IP:/home/root

(avec l'adresse IP spécifiée précédemment)