Dự án EISE4: Tìm hiểu cách nhận ra thiết bị điều chế giọng nói: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Trong phần hướng dẫn này, bạn sẽ thực hiện tất cả các bước khác nhau để nhận ra một thiết bị có thêm hiệu ứng âm thanh (độ trễ và tiếng vọng). Thiết bị này chủ yếu bao gồm micrô, bo mạch DE0 Nano SoC, loa, màn hình và cảm biến hồng ngoại. Tùy thuộc vào khoảng cách bạn đứng từ cảm biến hồng ngoại, hiệu ứng sẽ được nhận ra. Màn hình ở đây để in FFT.

Chúng tôi đã sử dụng một bo mạch De0 Nano SoC và hai PCB được kết nối với nó. Đây là mạch tương tự mà chúng tôi hàn từng thành phần chúng tôi cần.

Bước 1: Kiến trúc

Đây là kiến trúc mà chúng tôi nghĩ đến đầu tiên trước khi bắt đầu dự án. Đầu tiên, chúng tôi có micrô nhận ra tín hiệu thu được, sau đó được khuếch đại bằng Bộ khuếch đại điện áp. Sau đó, nó được kết nối với chân ADC của bảng DE0 Nano Soc, tính toán FFT và in nó trên màn hình. Các đầu ra của bo mạch sau đó được kết nối với DAC, trước khi được khuếch đại và kết nối với loa.

Tại thời điểm này của projet, chúng tôi không nghĩ đến việc sử dụng cảm biến hồng ngoại, mà chúng tôi đã sử dụng trong dự án sau này.

Bước 2: Vật liệu

Để thực hiện dự án này, chúng tôi đã sử dụng các thành phần sau:

- Cái mic cờ rô

- Loa ngoài

- Bảng DE0 Nano Soc

- Bộ chuyển đổi Analog-to-Digital (tích hợp vào bo mạch DE0 Nano Soc)

- Bộ chuyển đổi Digital-to-Analog (MCP4821)

- Bộ khuếch đại công suất âm thanh (LM386N-1)

- Bộ khuếch đại điện áp với điều khiển độ lợi tự động

- Bộ điều chỉnh điện áp tạo ra -5V (MAX764)

- Cảm biến hồng ngoại (GP2Y0E02A)

- Năng lượng mặt trời tạo ra 5V (bộ nguồn)

- Màn hình (in FFT)

Bước 3: PCB đầu tiên - Trước khi De0 Nano SoC

Mạch tương tự đầu tiên này chứa micrô (MC1), Bộ khuếch đại điện áp với điều khiển độ lợi tự động (phần của mạch được kết nối với bộ khuếch đại hoạt động) và Bộ điều chỉnh điện áp tạo ra -5V (MAX764).

Đầu tiên micrô bắt âm thanh, sau đó âm thanh được khuếch đại bằng Bộ khuếch đại điện áp; hiệu điện thế đi vào khoảng từ 16mV đến 1,2V. Bộ điều chỉnh điện áp chỉ ở đây để cung cấp cho bộ khuếch đại hoạt động.

Đầu ra của toàn mạch liên quan đến chân ADC của bo mạch DE0 Nano Soc.

Bước 4: PCB thứ hai - Sau bo mạch De0 Nano SoC

Đầu vào của mạch tương tự thứ hai này được kết nối với các chân khác nhau của bảng DE0 Nano Soc, đó là các chân CS, SCK và SDI. Các đầu vào này sau đó được kết nối với DAC (MCP4821), sau đó được kết nối với Bộ khuếch đại công suất âm thanh (LM386N-1). Cuối cùng chúng ta cũng có loa.

Toàn bộ mạch này được cung cấp nguồn 5V đến từ bo mạch DE0 Nano Soc và đất của nó được kết nối với DE0 Nano Soc và với mặt đất của PCB đầu tiên.

Bước 5: Giao tiếp giữa PCB và De0 Nano SoC

Tín hiệu đến từ micrô được kết nối với ADC của thẻ. ADC được kết nối với HPS và chúng tôi có NIOS II được sử dụng để điều khiển màn hình. Để giao tiếp, HPS và NIOS II đang sử dụng bộ nhớ dùng chung. Chúng tôi có một mã C chạy trong HPS nhận các giá trị từ ADC và thực hiện một số tác động lên âm thanh. Kết quả sau đó được gửi đến PCB tiếp theo thông qua dây SPI được kết nối trên GPIO của thẻ. Chúng tôi cũng có mã C chạy trong NIOS II cùng lúc. Chương trình này ở đó để điều khiển màn hình và hiển thị phổ FFT.

Bước 6: Làm thế nào để tạo hiệu ứng âm thanh với cảm biến hồng ngoại?

Trong dự án này, chúng tôi chỉ sử dụng một hiệu ứng âm thanh, đó là độ trễ âm thanh. Để kích hoạt hiệu ứng này, chúng tôi quyết định sử dụng cảm biến hồng ngoại. Cảm biến được kết nối với ADC tích hợp của thẻ có giá trị từ 60 đến 3300. Chúng tôi có giá trị gần 3300 khi chúng tôi ở gần cảm biến và chúng tôi có giá trị gần 60 khi chúng tôi ở xa nó. Chúng tôi đã chọn chỉ kích hoạt độ trễ khi giá trị trên 1800, nếu không âm thanh sẽ được gửi trực tiếp đến SPI.