HackerBox 0037: WaveRunner: 10 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

في هذا الشهر ، يستكشف HackerBox Hackers إشارات الموجة ومعالجة الإشارات الصوتية داخل بيئات الحوسبة الرقمية بالإضافة إلى أدوات الاختبار الإلكترونية التناظرية. يحتوي هذا Instructable على معلومات لبدء استخدام HackerBox # 0037 ، والذي يمكن شراؤه هنا أثناء نفاد الإمدادات. أيضًا ، إذا كنت ترغب في تلقي HackerBox مثل هذا في صندوق البريد الخاص بك كل شهر ، فيرجى الاشتراك في HackerBoxes.com والانضمام إلى الثورة!

الموضوعات وأهداف التعلم لـ HackerBox 0037:

• قم بتثبيت وتهيئة برنامج GNU Octave
• تمثيل ومعالجة إشارات الموجة داخل الكمبيوتر
• اكتشف وظائف معالجة الصوت في GNU Octave
• قم بربط الإشارات الصوتية بين الكمبيوتر والأجهزة الخارجية
• قم بتجميع اختبارات الصوت باستخدام مكبرات الصوت ومؤشرات المستوى
• إنشاء مولد إشارة موجي متعدد 1 ميجا هرتز

HackerBoxes هي خدمة صندوق الاشتراك الشهري للإلكترونيات اليدوية وتقنية الكمبيوتر. نحن هواة ، صناع ، ومجربون. نحن حالمو الاحلام.

هاك الكوكب

الخطوة 1: HackerBox 0037: محتويات الصندوق

• طقم مولد إشارة XR2206
• ضميمة أكريليك مقطوعة بالليزر لمولد الإشارة
• اختبار صوتي حصري ثنائي الفينيل متعدد الكلور
• اثنان من مجموعات مكبر الصوت LM386
• مجموعتي مؤشر مستوى الصوت KA2284
• بطاقة صوت USB
• اثنين من مكبرات الصوت 40 مم 3 واط
• مجموعة من وصلات التمساح كليب
• اثنين من كابلات تصحيح الصوت 3.5 ملم
• وحدتان صوتيتان مقاس 3.5 مم
• وحدة الاختراق microUSB
• مشبك بطارية 9 فولت مع برميل لمولد الإشارة
• ملصق حصري خاص بالحوسبة السحابية
• قبعة HackLife Beanie الحصرية

بعض الأشياء الأخرى التي ستكون مفيدة:

• لحام الحديد وأدوات اللحام الأساسية
• كمبيوتر لتشغيل GNU Octave والبرامج الأخرى
• بطارية واحدة 9 فولت
• رأس واحد رائع لقبعة HackLife Beanie الرياضية

الأهم من ذلك أنك ستحتاج إلى حس المغامرة وروح الهاكرز والصبر والفضول. قد يكون بناء الإلكترونيات وتجريبها أمرًا مجزيًا للغاية ، إلا أنه قد يكون خادعًا ومليئًا بالتحدي وحتى محبطًا في بعض الأحيان. الهدف هو التقدم وليس الكمال. عندما تستمر في المغامرة وتستمتع بها ، يمكن أن تحصل على قدر كبير من الرضا من هذه الهواية. نستمتع جميعًا بالعيش في HackLife ، وتعلم تقنية جديدة ، وبناء مشاريع رائعة. اتخذ كل خطوة ببطء ، واهتم بالتفاصيل ، ولا تخف من طلب المساعدة.

هناك ثروة من المعلومات للأعضاء الحاليين والمحتملين في الأسئلة الشائعة حول HackerBoxes.

الخطوة الثانية: الموجات

الموجة عبارة عن اضطراب ينقل الطاقة عبر المادة أو الفضاء ، مع انتقال ضئيل للكتلة أو منعدمة. تتكون الموجات من اهتزازات أو اهتزازات لوسط مادي أو مجال ، حول مواقع ثابتة نسبيًا. من منظور الرياضيات ، فإن الموجات ، كوظائف للزمان والمكان ، هي فئة من الإشارات. (ويكيبيديا)

الخطوة الثالثة: جنو أوكتاف

برنامج GNU Octave هو منصة مفضلة لتمثيل ومعالجة أشكال الموجة داخل الكمبيوتر. يتميز Octave بلغة برمجة عالية المستوى مخصصة أساسًا للحسابات الرقمية. يعد Octave مفيدًا لإجراء تجارب عددية مختلفة باستخدام لغة تتوافق في الغالب مع MATLAB. كجزء من مشروع جنو ، أوكتاف هو برنامج مجاني بموجب شروط رخصة جنو العمومية. Octave هو أحد البدائل المجانية الرئيسية لـ MATLAB ، والبعض الآخر هو Scilab و FreeMat.

اتبع الرابط أعلاه لتنزيل Octave وتثبيته لأي نظام تشغيل.

البرنامج التعليمي: الشروع في استخدام Octave

دروس فيديو Octave من DrapsTV:

1. مقدمة وإعداد
2. العمليات الأساسية
3. تحميل وحفظ واستخدام البيانات
4. رسم البيانات
5. بيانات التحكم
6. المهام

بينما خارج نطاقنا هنا للموجات الأساسية ومعالجة الصوت ، يمكنك العثور على بعض المواد المذهلة للعمل عليها في Octave من خلال البحث عن مواضيع MATLAB مثل "DSP IN MATLAB" أو "NEURAL NETWORKS IN MATLAB". إنها منصة قوية للغاية. حفرة الأرنب عميقة جدا.

الخطوة 4: ربط الإشارات الصوتية

يمكن إقران إشارات تردد الصوت التي تم إنشاؤها داخل الكمبيوتر بأجهزة خارجية باستخدام إخراج مكبر الصوت لبطاقة الصوت. وبالمثل ، يمكن استخدام إدخال الميكروفون لبطاقة الصوت لربط إشارات تردد الصوت الخارجية بجهاز الكمبيوتر بسهولة.

يعد استخدام بطاقة صوت USB فكرة جيدة لمثل هذه التطبيقات لمنع إتلاف الدوائر الصوتية للوحة الأم للكمبيوتر في حالة حدوث خطأ ما. يعتبر زوجان من كبلات تصحيح الصوت مقاس 3.5 مم ووحدات الفصل مقاس 3.5 مم مفيدة جدًا لربط الدوائر ومكبرات الصوت ونظام التشغيل باستخدام المنافذ الموجودة على بطاقة الصوت USB.

بالإضافة إلى الاستخدام مع GNU Octave ، هناك بعض المشاريع الرائعة التي تطفو حول راسمات الذبذبات لبطاقة الصوت والتي ستتيح لك "رسم" إشارات تردد منخفض بما يكفي لأخذ عينات منها بواسطة بطاقة صوت حاسوب دقيق.

الخطوة 5: الإشارات الصوتية في GNU Octave

يحتوي Octave على بعض وظائف معالجة الصوت المفيدة حقًا.

يعد مقطع الفيديو هذا (وغيره) من Dan Prince بداية رائعة:

فيديو - تعلم الصوت DSP 1: الشروع في عمل Sine Oscillator

فيديو - تعلم الصوت DSP 2: الأشكال الموجية الأساسية وأخذ العينات

الخطوة 6: اختبار الصوت - خياران

يعد اختبار الصوت مفيدًا لاختبار إشارات تردد الصوت على قناتين (ستيريو يسار أو يمين أو أي إشارتين أخريين). لكل قناة ، يمكن تضخيم إدخال على مستوى الخط ، وتصور بواسطة مؤشر مستوى LED ، وأخيراً يتم دفعه إلى مكبر صوت 40 مم.

خيارات التجميع

يمكن تجميع قاع الاختبار الصوتي كوحدات مقترنة منفصلة أو كمنصة واحدة متكاملة. حدد الخيار الذي تفضله قبل أن تبدأ التجميع واتبع الخطوة المقابلة في هذا الدليل.

المضخم

يعتمد مكبرا الصوت على الدائرة المتكاملة LM386 (ويكي).

مؤشر مستوى LED

يعتمد مؤشرا المستوى على الدائرة المتكاملة KA2284 (ورقة البيانات).

الخطوة 7: خيار التجميع 1 - وحدات منفصلة

عند اختيار تجميع اختبار الصوت كوحدات مقترنة منفصلة ، قم ببساطة بتجميع مضخم الصوت ووحدتي مؤشر المستوى كمجموعات منفصلة.

مكبر الصوت

• ابدأ بالمقاومين المحوريين (غير المستقطبين)
• R1 هو 1 كيلو أوم (بني ، أسود ، أسود ، بني ، بني)
• R2 هو DNP (لا تملأ)
• R10 هو 4.7 كيلو أوم (أصفر ، بنفسجي ، أسود ، بني بني)
• بعد ذلك ، قم بتثبيت المكثفات الخزفية الصغيرة
• C5 و C8 كلاهما عبارة عن أغطية صغيرة "104" (ليست مستقطبة)
• اللحام التالي في مقبس DIP ذو 8 دبابيس (لاحظ اتجاه الشاشة الحريرية)
• أدخل الشريحة بعد أن يتم لحام المقبس
• قبعات التحليل الكهربائي الثلاثة C6 و C7 و C9 مستقطبة
• بالنسبة للأغطية ، يكون النصف المظلل على الشاشة الحريرية هو الرصاص "-" (سلك قصير)
• LED مستقطب بعلامة "+" للسلك الطويل
• جندى المكونات المتبقية
• قم بتوصيل مكبر الصوت برأس "SP"
• قوة 3-12 فولت (على سبيل المثال: micoUSB اندلاع 5 فولت)

مؤشر مستوى الصوت

• ابدأ بالمقاومين المحوريين (غير المستقطبين)
• R1 هي 100 أوم (بني ، أسود ، أسود ، أسود ، بني)
• R2 هي 10 كيلو أوم (بني ، أسود ، أسود ، أحمر ، بني)
• تم وضع زاوية KA2284 SIP (الحزمة الفردية المضمنة) عند السن 1
• تُظهر علامة SIP للشاشة الحريرية مربعًا للدبوس 1
• لاحظ أن الأحرف الاستهلالية C1 و C2 قيمتان مختلفتان
• قم بمطابقتها مع PCB وتوجيه السلك الطويل إلى الفتحة "+"
• الآن D5 عبارة عن مؤشر LED أحمر ، وأربعة D1-D4 أخرى باللون الأخضر
• المصابيح مستقطبة بسلك طويل إلى ثقب "+"
• يتلاءم مقياس جهد الانتهازي ورؤوسه كما هو موضح
• ربط إشارة مثل t إدخال الصوت
• طاقة مع 3.5-12 فولت (على سبيل المثال: microUSB اندلاع ل 5 V)

الخطوة 8: خيار التجميع 2 - النظام الأساسي المتكامل

عند اختيار تجميع اختبار الصوت كمنصة متكاملة ، يتم لحام مكونات محددة من مجموعات الوحدات الأربع (مضخمان صوت ومؤشران مستوى) إلى PCB الخاص باختبار الصوت مع اثنين من مكبرات الصوت مقاس 40 مم وفتحة microUSB لطاقة 5 فولت.

• ابدأ بالمقاومات المحورية (غير المستقطبة)
• R2 و R9 4.7 كيلو أوم (أصفر ، بنفسجي ، أسود ، بني ، بني)
• R3 و R10 هما DNP (لا يتم ملؤها)
• R4 هو 1 كيلو أوم (بني ، أسود ، أسود ، بني ، بني)
• R5 و R11 هما 100 أوم (بني ، أسود ، أسود ، أسود ، بني)
• R6 و R12 هي 10 كيلو أوم (بني ، أسود ، أسود ، أحمر ، بني)
• المقبل لحام مآخذ IC1 و IC2
• أدخل الرقائق بعد أن تكون المقابس ملحومة
• التالي لحام أربع أغطية سيراميك صغيرة C4 ، C5 ، C10 ، C11
• الأغطية الخزفية تحمل علامة "104" وليست مستقطبة
• أغطية التحليل الكهربائي التسعة مستقطبة بعلامة "+" للسلك الطويل
• C1 هو 1000 فائق التوهج
• C2 و C8 هما 100 فائق التوهج
• C3 ، C6 ، C9 ، C12 هي 10 فائق التوهج
• C7 و C13 هما 2.2 فائق التوهج
• المصابيح الأحد عشر مستقطبة
• يدخل السلك القصير "-" في الفتحة بالقرب من الجانب المسطح من الدائرة
• يذهب اثنان من مصابيح LED الحمراء إلى لوحة LED الخارجية في كل طرف
• المصابيح الأربعة الداخلية المصطفة على كل جانب خضراء
• يوجد مؤشر LED واضح / أزرق واحد (من مجموعة Amp واحدة) في المنتصف
• تم وضع زاوية KA2284 SIP (الحزمة الفردية المضمنة) عند السن 1
• يقع فاصل USB بشكل مسطح على ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع دبابيس عبر كلا اللوحتين
• يتم تثبيت المقبس مقاس 3.5 ملم والقواطع والأواني كما هو موضح على اللوحة
• مكبرات الصوت بالغراء الساخن على PCB قبل اللحام بأسلاك مشذبة
• الطاقة عبر اختراق microUSB (5 فولت)

الخطوة 9: مولد الإشارة

تتميز مجموعة مولدات الوظائف بدائرة متكاملة XR2206 (ورقة بيانات) وعلبة أكريليك مقطوعة بالليزر. إنه قادر على توليد إشارات خرج موجة جيبية ومثلثة ومربعة في نطاق تردد 1-1 ، 000 ، 000 هرتز.

تحديد

• امدادات التيار الكهربائي: 9-12V DC الإدخال
• الأشكال الموجية: مربع وجيب ومثلث
• مقاومة: 600 أوم + 10٪
• التردد: ١ هرتز - ١ ميجا هرتز

موجة جيبية

• السعة: 0 - 3V عند إدخال 9V DC
• التشويه: أقل من 1٪ (عند 1 كيلو هرتز)
• التسطيح: + 0.05 ديسيبل 1 هرتز - 100 كيلو هرتز

موجة مربعة

• السعة: 8V (بدون تحميل) عند مدخل 9V DC
• وقت الشروق: أقل من 50 نانو ثانية (عند 1 كيلو هرتز)
• وقت السقوط: أقل من 30 نانو ثانية (عند 1 كيلو هرتز)
• التماثل: أقل من 5٪ (عند 1 كيلو هرتز)

موجة المثلث

• السعة: 0 - 3V عند إدخال 9V DC
• الخطية: أقل من 1٪ (حتى 100 كيلو هرتز) 10 أمتار

الخطوة 10: HackLife

شكرًا لك على الانضمام إلى أعضاء HackerBox في جميع أنحاء العالم ، Livin 'the HackLife.

إذا كنت قد استمتعت بهذا Instructable وترغب في الحصول على صندوق رائع من الإلكترونيات القابلة للاختراق ومشاريع تكنولوجيا الكمبيوتر تنزل على صندوق البريد الخاص بك كل شهر ، فيرجى الانضمام إلى الثورة من خلال تصفح موقع HackerBoxes.com والاشتراك لتلقي صندوق المفاجآت الشهرية.

تواصل وشارك نجاحك في التعليقات أدناه أو على صفحة HackerBoxes على Facebook. أخبرنا بالتأكيد إذا كان لديك أي أسئلة أو تحتاج إلى بعض المساعدة في أي شيء. شكرا لكونك جزء من HackerBoxes!