EISE4-Projekt: Lernen Sie, wie Sie ein Sprachmodulationsgerät realisieren - 6 Schritte (mit Bildern)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

In diesem anweisbaren werden Sie alle verschiedenen Schritte durchlaufen, um ein Gerät zu realisieren, das Soundeffekte (eine Verzögerung und ein Echo) hinzufügt. Dieses Gerät besteht hauptsächlich aus einem Mikrofon, einem DE0 Nano SoC Board, einem Lautsprecher, einem Bildschirm und einem Infrarotsensor. Je nachdem, wie weit Sie vom Infrarotsensor entfernt sind, wird ein Effekt realisiert. Der Bildschirm ist hier, um die FFT zu drucken.

Wir haben ein De0-Nano-SoC-Board verwendet, an das zwei PCBs angeschlossen sind. Dies sind analoge Schaltungen, auf die wir jede Komponente geschweißt haben, die wir benötigen.

Schritt 1: Architektur

Hier ist die Architektur, über die wir zuerst nachgedacht haben, bevor wir mit dem Projekt begonnen haben. Wir haben uns zuerst das Mikrofon besorgt, das die Signalerfassung realisiert, die dann mit dem Spannungsverstärker verstärkt wird. Es wird dann mit dem ADC-Pin des DE0 Nano Soc Boards verbunden, das die FFT berechnet und auf einem Bildschirm ausdruckt. Die Ausgänge der Platine werden dann mit einem DAC verbunden, bevor sie verstärkt und mit dem Lautsprecher verbunden werden.

An den Einsatz eines Infrarotsensors dachten wir zu diesem Zeitpunkt des Projekts noch nicht, den wir später in das Projekt integriert haben.

Schritt 2: Materialien

Um dieses Projekt zu realisieren, haben wir folgende Komponenten verwendet:

- Mikrofon

- Lautsprecher

- DE0 Nano Soc-Board

- Analog-zu-Digital-Wandler (integriert in das DE0 Nano Soc Board)

- Digital-Analog-Wandler (MCP4821)

- Audio-Leistungsverstärker (LM386N-1)

- Spannungsverstärker mit automatischer Verstärkungsregelung

- Spannungsregler, der -5V erzeugt (MAX764)

- Infrarotsensor (GP2Y0E02A)

- Solarstrom, der 5V erzeugt (Stromversorgung)

- Bildschirm (der die FFT druckt)

Schritt 3: Erste Platine - Vor De0 Nano SoC

Diese erste analoge Schaltung enthält das Mikrofon (MC1), den Spannungsverstärker mit automatischer Verstärkungsregelung (der Teil der Schaltung, der mit dem Operationsverstärker verbunden ist) und den Spannungsregler, der -5V erzeugt (MAX764).

Zuerst fängt das Mikrofon den Ton auf, dann wird der Ton mit dem Spannungsverstärker verstärkt; die Spannung geht von 16 mV auf ungefähr 1,2 V. Der Spannungsregler dient nur zur Versorgung des Operationsverstärkers.

Der Ausgang der gesamten Schaltung bezieht sich auf den ADC-Pin des DE0 Nano Soc-Boards.

Schritt 4: Zweite Platine - Nach dem De0 Nano SoC Board

Die Eingänge dieser zweiten analogen Schaltung sind mit verschiedenen Pins der DE0 Nano Soc-Platine verbunden, nämlich den CS-, SCK- und SDI-Pins. Diese Eingänge werden dann mit dem DAC (MCP4821) verbunden, der dann mit dem Audio-Leistungsverstärker (LM386N-1) verbunden wird. Endlich haben wir den Lautsprecher.

Diese gesamte Schaltung wird mit 5V versorgt, die von der DE0 Nano Soc-Platine kommen, und ihre Masse ist mit den DE0 Nano Socs und der Masse der ersten Platine verbunden.

Schritt 5: Kommunikation zwischen PCB und De0 Nano SoC

Das vom Mikrofon kommende Signal wird an den ADC der Karte angeschlossen. Der ADC ist mit dem HPS verbunden und wir haben einen NIOS II, der zur Steuerung des Bildschirms verwendet wird. Zur Kommunikation verwenden das HPS und das NIOS II einen gemeinsamen Speicher. Im HPS läuft ein C-Code, der Werte vom ADC empfängt und einige Auswirkungen auf den Sound hat. Das Ergebnis wird dann über ein SPI-Kabel, das an einem GPIO der Karte angeschlossen ist, an die nächste Platine gesendet. Wir haben auch einen C-Code, der gleichzeitig im NIOS II läuft. Dieses Programm dient dazu, den Bildschirm zu steuern und ein FFT-Spektrum anzuzeigen.

Schritt 6: Wie erstelle ich Soundeffekte mit Infrarotsensor?

In diesem Projekt verwenden wir nur einen Soundeffekt, die Tonverzögerung. Um diesen Effekt zu aktivieren, haben wir uns für den Infrarotsensor entschieden. Der Sensor, der an den integrierten ADC der Karte angeschlossen ist, hat einen Wert zwischen 60 und 3300. Wir haben einen Wert nahe 3300, wenn wir uns in der Nähe des Sensors befinden, und wir haben einen Wert nahe 60, wenn wir weit davon entfernt sind. Wir haben uns entschieden, das Delay nur zu aktivieren, wenn der Wert über 1800 liegt, ansonsten wird der Ton direkt an den SPI gesendet.