Instrument A3: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

ANGLÈS

Simplement:

A3:

- Autònom

- Autodidact

- Sintonització automàtica

Objectius: - Capturar so amb el micròfon.

- Amplifiqueu el filtre i digitalitzeu el senyal.

- Calculeu i visualitzeu el FFT.

- Modular digitalment el senyal.

- Amplifiqueu el senyal i restituïu-lo a un altaveu.

Informació adicional:

No s’aconsegueixen tots els objectius.

Precisament, aquests:

- Visualització del FFT a la pantalla LT24 (De fet, els valors FFT es calculen a l'HPS, però la pantalla LT24 i l'HPS no estan en comunicació)

- Modulació digital del senyal

Factura de materials:

- Junta DE0-Nano-SoC.

- Pantalla Terasic LT24

- Amplificador operacional TL081CP * 3

Convertidor de tensió MAX660

- Port USB

- Mòdul de gamma ultrasònica HC-SR04

- Interruptor

- Potenciómetres de 10 kOhms

- Condensador 1000µF

- Condensador 1J63 * 2

- Condensador 22nJ250 * 2

- Condensador 1K63 * 2

Condensador 10nF

- Condensador de 1µF

- Condensador 220µF

- Condensador 10µF * 7

- Resistència d'1 kOhms * 3

- Resistència de 39 kOhms

- Resistència de 22 kOhms

- Resistència de 3, 3 kOhms

- Resistència de 150 kOhms

- Resistència de 10 ohms * 3

- 1 resistència de MOhms

- Resistència de 150 ohms

- Resistència de 330 ohms

- Resistència de 6, 8 kOhms

- Resistència de 4,7 kOhms

- Diodo Schottky

- Bateria Velleman ENERGY

- Cable de cinta

Tira de LEDs WS2812

Eines:

- Quartus

- Altium

- MASSETA

- KissFFT

FRANCAIS

Complement:

A3:

- Autònom

- Autodidacte

- Sintonització automàtica

Objectius:

- Capturer le son avec un microphone

- Amplificador, filtratge i senyalització numèrica.

- Calculador i aficher el FFT

- Moduler numériquement le signal.

- Amplifier le signal et le restituer amb un haut parleur

Informació complementària:

Tots els objectius citats no són encara assolits.

On retrouve notamment dans ce cas:

- Affichage de la FFT sur l'écran (les valeurs de la fft són belles i ben calculades al costat de HPS, el manque cependant la communication entre le HPS et l'écran)

- Modulació numèrica del senyal

Llista de material:

- Carta DE0-Nano-SoC

- Ecran Terasic LT24

- Amplificateur opérationnel TL081CP * 3

- Convertisseur de tension MAX660

- Port USB

- Capteur Ultrason HC-SR04

- Interrupteur.

- Potentiomètre 10 kOhms

- Condensador de capacitat 1000µF

- Condensateur 1J63 * 2

- Condensateur 22nJ250 * 2

- Condensateur 1K63 * 2

- Condensateur de capacité 10 nF

- Condensateur de capacité 1 µF

- Condensador de capacitat 220 µF

- Condensateur de capacité 10 µF * 7

- Resistència 1 kOhms * 3

- Resistència de 39 kOhms

- Resistència 22 kOhms

- Resistència 3, 3 kOhms

- Resistència de 150 kOhms

- Resistència de 10 ohms * 3

- Résistance 1 MOhms

- Resistència de 150 ohms

- Resistència de 330 ohms

- Resistència 6, 8 kOhms

- Resistència 4, 7 kOhms

- Diodo Schottky

- Batterie velleman ENERGY

- Câbles en nappe

- Ruban de LEDs WS2812

Sortides:

- Quartus

- Altium

- MASSETA

- KissFFT

Pas 1: Partie Analogique: Entrée // Part analògica: Entrada

ANGLÈS

En primer lloc, heu de fer el PCB de la part d’entrada

Aquesta entrada es divideix en 3 etapes:

- Micròfon

Preamplificador (TL081CP)

- Circuit de control de guany automàtic (TL081CP)

Circuit convertidor de tensió (MAX660)

FRANCAIS

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

Aquesta entrada està composta pels següents estudiants:

- Micròfon.

- Montage Préamplificateur. (TL081CP)

- Muntatge amplificador de control automàtic de guany (TL081CP)

- Muntatge inversor de tensió (MAX660)

Pas 2: Partie Analogique: Sortie // Part analògica: Sortida

ANGLÈS

A continuació, heu de fer el PCB des de la sortida del DE0-Nano-SoC fins a l’altaveu.

Etapes principals:

- El DAC (MCP4821-E / P) que converteix el senyal digital del DE0-Nano-SoC en un senyal analògic.

- El filtre de suavitzat de primer ordre per suavitzar el senyal del DAC.

- L’amplificador de potència d’àudio (LM386-1 / NOPB)

FRANCAIS

Ensuite, on réalise le PCB de sortida de la carta jusqu'au Haut Parleur.

Les etages notables:

- Le montage du DAC (MCP4821-E / P) qui permet convertir el senyal numèric sortent de la carta DE0-Nano-SoC en un signal analogique.

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

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

Pas 3: Connexió a la carta DE0-Nano-SoC // Connexió a la placa DE0-Nano-SoC

ANGLÈS

Ara que teniu el PCB, podeu connectar-los a la placa DE0-Nano-SoC. Primer podeu connectar la part "entrada" a l'ADC, inclosa a la targeta, seguint l'esquema anterior.

El mateix passa amb la part analògica "sortida", on les dues parts estan connectades gràcies a un protocol SPI on el "Mestre" és la placa i el "Slave", el DAC:

- MOSI: connectat al pin 4 (SDI) del DAC.

- SCLK: connectat al pin 3 (CLK) del DAC.

- SS: connectat al pin 2 (CS) del DAC.

- GND: connectat a terra del PCB de "sortida".

FRANCAIS

Manteniment que els dos PCB són fets al poder connecter a la carta DE0-Nano-SoC. On connecte la partie analogique "Entrée" à l'ADC de la carta DE0-Nano-SoC selon le schéma ci-dessus.

De même pour la partie analogique "Sortie", où les deux parties estan connectades segons un protocol SPI on la carta és el "Maitre" i el DAC el "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 sortida.

Pas 4: Ajout Des Modules // Addició de mòduls

ANGLÈS

Mòdul d'ultrasons HC-SR04:

Abans de connectar el pin 'ECHO' al pin GPIO de la placa, heu de realitzar un divisor de tensió per reduir el voltatge del pin GPIO, ja que no accepta més de 3,3V quan el pin 'ECHO' lliura 5V.

Tira de LEDs WS2812:

Els LED estan connectats als pins GPIO de la placa. Quan el programa s’executa, els LED canvien de color en funció de la distància entre el sensor HC-SR04 i un obstacle.

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 i la pin de la carta, pour no pas envoyer du 5V sur this dernière qui n'acceptent que du 3, 3V au max.

Rubans de LEDs WS2812:

Els LEDs estan connectats als pins GPIO de la carta. Quan el programa està llançat, els LEDs canvien de color en funció de la distància entre el capteur HC-SR04 i un és un obstacle.

Pas 5: Partie Numérique: Projet Quartus // Part numèrica: Quartus Project

ANGLÈS

PAS 1: CARREGUEU EL FITXER. SOF

- Connecteu la placa DE0-Nano-SoC al vostre PC mitjançant el port USB BLASTER.

- Obriu el fitxer.qpf a Quartus.

- Aneu a Eines> Programador> Feu clic amb el botó dret a la llista de fitxers> Canvia el fitxer> Seleccioneu el fitxer.sof.

PAS 2: FIXEU LA DIRECCIÓ IP DE LA JUNTA

- Connecteu la placa DE0-Nano-SoC al vostre PC mitjançant el port UART.

- Inicieu PuTTY i connecteu-vos al tauler (COM3)

- El terminal s'obre, connecteu-vos com a root.

- Introduïu la línia següent: ifconfig eth0 IP (la IP que heu configurat als paràmetres de l'ordinador)

PAS 3: CARREGUEU EL PROGRAMA

- A PuTTY, connecteu-vos a la placa mitjançant el protocol ssh amb la IP que heu utilitzat anteriorment

- Connecteu-vos com a root

- A través del terminal EDS, aneu al directori del projecte:

cd / cygdrive / c / quartus_design / HPS_CONTROL_FPGA_LED / software

(El camí d'accés al projecte al fitxer / software)

- Introduïu l'ordre següent:

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

(amb la IP especificada prèviament)

FRANCAIS

ETAPE 1: CHARGER LE FICHIER. SOF

- Connecter a la carta DE0-Nano-SoC al vostre PC pel port USB BLASTER.

- Ouvrir le fichier.qpf du projet sur Quartus.

- Feu clic a Eines> Programador> feu clic a la llista de fitxers> canvieu el fitxer> seleccioneu el fitxer.sof

ETAPE 2: FIXER L'ADRESSE IP DE LA CARTE

- Connecter a la carta DE0-Nano-SoC al vostre PC pel port UART.

- Lancer PuTTY i connecteu-vos a la carta (entrant COM3)

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

- Introduïu la comanda ifconfig eth0 IP (L 'IP fixe que vous auriez préalablement configured in the paramètres of your computer)

ETAPE 3: PROGRAMA CHARGER LE

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

- Connectez vous en tant que root

- Via un terminal EDS, rendez vous à l’emplacement del vostre projecte (via la commande cd), en el sous-dossier software (là ou se trouve le main.c). Exemple:

cd / cygdrive / c / quartus_design / HPS_CONTROL_FPGA_LED / software

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

- Compileu el vostre programa per ajudar-vos a fer la comanda

- Entrer ensuite la commande:

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

(amb l'adreça IP especificada anteriorment)