مُركِّب الموسيقى استنادًا إلى DE0-Nano-SoC: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

مركب الموسيقى

إن جهاز المزج الموسيقي هذا بسيط للغاية: كل ما عليك فعله هو النفخ أو الغناء أو حتى تشغيل الموسيقى أمام الميكروفون ، وسيتم تعديل الصوت وإرساله عبر السماعة. سيظهر مقياسه أيضًا على شاشة LCD. يوجد جهاز المزج الموسيقي في نسختين: يمكنك اختيار تنفيذه على PCB ، أو إذا لم تتمكن من ذلك ، فإن Breadboard بسيط سيفي بالغرض.

الخطوة 1: المواد المطلوبة والتوصيات

لتنفيذ هذا النظام ، ستحتاج إلى ما يلي:

• لوحة DE0-Nano-SoC
• شاشة LT24 LCD من Terasic
• ميكروفون كهربائي
• مكبر صوت أساسي ثنائي الأسلاك (أرضي وإمدادات)
• سلك إيثرنت
• ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو اللوح
• مكواة لحام ونقش ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، إذا قررت تنفيذ المزج على ثنائي الفينيل متعدد الكلور
• بطارية وموصل USB الخاص بها (اختياري)
• وحدة مضخم الطاقة LM386
• محول رقمي / تناظري MCP4821
• محول الجهد LT1054 مبدلة-مكثف
• جهاز Reulator LM317 قابل للتعديل
• 7 TL081 OPA (DIP-8)
• أ TL082 OPA (DIP-8)
• الترانزستور 2N5432
• ديود 1N4148
• 17 10 µF المكثفات المستقطبة
• مكثف 1µF
• 5100nF المكثفات
• مكثف 680nF
• مكثف 100 درجة فهرنهايت
• مكثف 2.2 µF
• مكثف مستقطب 1000 + F (4400 على سبيل المثال)
• مكثف مستقطب 220 درجة فهرنهايت
• مكثف 0.05 µF
• 4100 مقاومات أوم
• 1 2.2 كيلو أوم المقاوم
• 1 10 كيلو أوم المقاوم
• 1470 أوم المقاوم
• 1 1.8 كيلو أوم مقاوم
• 1 1MOhm المقاوم
• 1150 أوم المقاوم
• 4 1500 أوم المقاوم

يرجى أن تضع في اعتبارك أنك قد تحتاج إلى مكونات أكثر من المتوقع.

نوصي بشدة أيضًا بامتلاك المعرفة الأساسية في مجال الإلكترونيات وتصميم SoC قبل البدء في هذا المشروع

الخطوة الثانية: لوحة التزويد

الآن بعد أن حصلت على كل ما تحتاجه ، فلنبدأ بإنشاء لوحة الاستحواذ. يجمع الميكروفون الأصوات القريبة ، ثم يتم تصفية الإشارة بواسطة مرشح تمرير منخفض لأخذ عينات منها (وبالتالي احترام نظرية شانون) قبل تضخيمها ويتم تسجيلها أخيرًا بواسطة DE0.

إذا كنت معتادًا على برنامج Altium Design ولديك إمكانية الوصول إلى أداة نقش PCB ، فما عليك سوى إعادة إنتاج المخطط الموضح في الصورة أعلاه ، ووضع المكونات كما فعلنا في الصورة الثانية. خلاف ذلك ، يمكنك ببساطة إعادة إنشاء هذه الدائرة على اللوح.

في كلتا الحالتين ، تكون قيم المقاومات ، المعطاة بوضوح في أوم ، وقيم المكثفات ، المعطاة في فاراد ، كما يلي:

• R4: 2.2 كيلو
• R5: 10 كيلو
• R6 و R7: 100
• R3: 470
• R1 و R2: 18 (تُستخدم هذه المقاومات لضبط جهد الخرج الذي يجب أن يكون 2 فولت لذا قد تختلف هذه القيم قليلاً بالنسبة لك)
• R8: 1.8 كيلو
• R9: 1 م
• R10: 150
• R11 و R12 و R14 و R15: 1.5 كيلو
• 1 ديسمبر: 2.2 درجة
• 2 ديسمبر: 100µ
• 3 ديسمبر: 100 ن
• 4 ديسمبر: 1µ
• 5 ديسمبر ، 6 ديسمبر ، 7 ديسمبر ، 8 ديسمبر ، 9 ديسمبر ، 10 ديسمبر ، 11 ديسمبر ، 12 ديسمبر ، 13 ديسمبر ، 14 ديسمبر: 1
• 15 كانون الأول (ديسمبر): + 1000 درجة (4400 على سبيل المثال)
• C1: 10µ
• C2: 1µ
• C3 و C4: 100n
• C5: 1µ

لقد انتهينا من لوحة الاستحواذ!

الخطوة 3: لوحة إخراج الصوت

تعد القدرة على تسجيل الأصوات أمرًا رائعًا ، ولكن القدرة على إعادة إنتاجها أفضل! وبالتالي ، ستحتاج إلى لوحة إخراج صوت ، تتكون ببساطة من محول رقمي / تناظري ، ومرشح تنعيم ، ومضخم طاقة ومكبر صوت.

بالطبع ، لا يزال بإمكانك إعادة إنتاج الدائرة على PCB (ووضع المكونات كما هو موضح في الصورة الثانية) أو على لوح التجارب. في كلتا الحالتين ، إليك قيم كل من المكثفات والمقاومات:

• R1 و R2: 100
• R3 و R4: الأسلاك
• R5: 10
• C1: 1µ
• C2، C3، C5، C6، C7، C9: 100µ (مستقطب)
• C4 و C8: 100n
• C10: 0.05µ
• C11: 250µ

لقد انتهينا من إخراج الصوت ، لذلك دعنا ننتقل إلى البرنامج!

الخطوة 4: مشروع Quartus

لتبسيط الأمور ، قررنا البدء من مشروع "my first-hps-fpga" المتوفر في القرص المضغوط المرفق مع DE0-Nano-SoC. كل ما عليك فعله هو فتح هذا المشروع وتشغيل "Platform Designer" أو "Qsys" من شريط الأدوات ، وإعادة إنتاج المشروع أعلاه. بعد ذلك ، قم بإنشاء التصميم وتجميعه باستخدام Qsys (انظر العروض التوضيحية لمزيد من التفاصيل).

الخطوة 5: استمتع

الآن بعد أن تم إنشاء ملفات HDL ، ما عليك سوى تشغيل مشروع Quartus. لتحقيق هذا الغرض ، قم بتوصيل كبل USB بموصل USB (JTAG) الخاص بـ DE0-Nano-Soc. ثم حدد أدوات> البرمجة على Quartus. انقر فوق الكشف التلقائي ، ثم حدد الخيار الثاني. بعد ذلك ، انقر فوق جهاز FPGA (الجهاز الثاني) ، ثم "تغيير الملف" وحدد ملف.sof الذي تم إنشاؤه مسبقًا. أخيرًا ، انقر فوق "Program / Configure" ثم انقر فوق الزر "ابدأ" لبدء تشغيل الملف.

أخيرًا ، قم بتحميل كود C التالي في ذاكرة DE0. لهذا الغرض ، قم بتثبيت Putty على جهاز كمبيوتر شخصي (Linux) ، وربط اللوحة به من خلال اتصال Ethernet وعن طريق توصيل كبل USB بموصل USB (UART) الخاص بـ DE0. قم بتشغيل وتكوين المعجون بمعدل باود 115200 ، بدون تماثل ، توقف بت واحد ولا إعدادات للتحكم في التدفق. بعد ذلك ، قم بفرض عنوان IPv4 ثابت على منفذ Ethernet للكمبيوتر الخاص بك ، وأدخل "root" على Putty shell ، ثم "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" و "password" متبوعًا بكلمة مرور. افتح قذيفة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، وانتقل إلى مستودع المشروع ، وأدخل "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX: ~ /". في النهاية ، على غطاء المعجون ، أدخل "./myfirsthpsfpga". يتمتع !