Instrumento A3: 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

INGLÉS

Simplemente:

A3:

- autónomo

- Autodidacta

- Autoajuste

Objetivos: - Capturar sonido con el micrófono.

- Amplificar filtro y digitalizar la señal.

- Calcular y visualizar la FFT.

- Modular digitalmente la señal.

- Amplificar la señal y restituirla a un altavoz.

Información adicional:

No se alcanzan todos los objetivos.

Precisamente, esos:

- Visualización de la FFT en la pantalla LT24 (De hecho, los valores de FFT se calculan en el HPS, pero la pantalla LT24 y el HPS no están en comunicación)

- Modulación digital de la señal.

Lista de materiales:

- Placa DE0-Nano-SoC.

- Pantalla Terasic LT24

- Amplificador operacional TL081CP * 3

- Convertidor de voltaje MAX660

- Puerto USB

- Módulo de rango ultrasónico HC-SR04

- Cambiar

- Potenciómetros de 10 kOhms

- Condensador de 1000 µF

- Condensador 1J63 * 2

- Condensador 22nJ250 * 2

- Condensador 1K63 * 2

- Condensador 10nF

- Condensador 1µF

- Condensador 220µF

- Condensador de 10 µF * 7

- Resistencia de 1 kOhms * 3

- Resistencia de 39 kOhms

- Resistencia de 22 kOhms

- Resistencia de 3, 3 kOhms

- Resistencia de 150 kOhms

- Resistencia de 10 ohmios * 3

- Resistencia de 1 MOhms

- Resistencia de 150 ohmios

- Resistencia de 330 ohmios

- Resistencia de 6, 8 kOhms

- Resistencia de 4, 7 kOhms

- Diodo Schottky

- Batería Velleman ENERGY

- Cable plano

- Tira de LED WS2812

Instrumentos:

- Cuarto

- Altium

- PuTTY

- KissFFT

FRANCAIS

Simplificación:

A3:

- Autonome

- Autodidacta

- Autoajuste

Objectifs:

- Capturer le son avec un micrófono

- Amplificador, filtro y numérizador de señal.

- Calculer et afficher la FFT

- Modulo numériquement le signal.

- Amplificador le signal et le restituer avec un haut parleur

Informaciones complementarias:

Tous les objectifs cités ne sont pas encore atteints.

En notamment dans ce cas recuperado:

- Affichage de la FFT sur l'écran (les valeurs de la fft sont belles et bien calculées côté HPS, il manque cependant la communication entre le HPS et l'écran)

- Modulación numérique du signal

Liste de Matériel:

- Carte DE0-Nano-SoC

- Ecran Terasic LT24

- Amplificateur opérationnel TL081CP * 3

- Convertisseur de tension MAX660

- Puerto USB

- Capteur Ultrason HC-SR04

- Interruptor.

- Potenciómetro 10 kOhms

- Condensateur de capacité 1000µF

- Condensador 1J63 * 2

- Condensador 22nJ250 * 2

- Condensador 1K63 * 2

- Condensateur de capacité 10 nF

- Condensateur de capacité 1 µF

- Condensateur de capacité 220 µF

- Condensateur de capacité 10 µF * 7

- Resistencia 1 kOhms * 3

- Resistencia 39 kOhms

- Resistencia 22 kOhms

- Resistencia 3, 3 kOhms

- Resistencia 150 kOhms

- Resistencia 10 ohmios * 3

- Resistencia 1 MOhms

- Resistencia 150 ohmios

- Resistencia 330 ohmios

- Resistencia 6, 8 kOhms

- Resistencia 4, 7 kOhms

- Diodo Schottky

- Batterie velleman ENERGY

- Câbles en nappe

- Ruban de LEDs WS2812

Outils:

- Cuarto

- Altium

- PuTTY

- KissFFT

Paso 1: Partie Analogique: Entrada // Parte analógica: Entrada

INGLÉS

Primero, tienes que hacer el PCB de la parte de entrada.

Esta entrada se divide en 3 etapas:

- micrófono

- Preamplificador (TL081CP)

- Circuito de control automático de ganancia (TL081CP)

- Circuito convertidor de voltaje (MAX660)

FRANCAIS

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

Cette entrée est composé des étage suivants:

- Micrófono.

- Montaje Préamplificateur. (TL081CP)

- Montage amplificateur à Contrôle Automatique de Gain (TL081CP)

- Montage inverseur de tension (MAX660)

Paso 2: Parte analógica: Salida // Parte analógica: Salida

INGLÉS

Luego, tienes que hacer el PCB desde la salida del DE0-Nano-SoC al altavoz.

Etapas principales:

- El DAC (MCP4821-E / P) que convierte la señal digital del DE0-Nano-SoC en una señal analógica.

- El filtro de suavizado de primer orden para suavizar la señal del DAC.

- El amplificador de potencia de audio (LM386-1 / NOPB)

FRANCAIS

Ensuite, on réalise le PCB de sortie de la carte jusqu'au Haut Parleur.

Les étages notables:

- Le montage du DAC (MCP4821-E / P) qui permet de convertir la señal numérica ordenada de la carta DE0-Nano-SoC en una señal analógica.

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

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

Paso 3: Conexión a la carta DE0-Nano-SoC // Conexión a la placa DE0-Nano-SoC

INGLÉS

Ahora que tiene la PCB, puede conectarla a la placa DE0-Nano-SoC. Primero puede conectar la parte de "entrada" al ADC, incluido en la tarjeta, siguiendo el esquema anterior.

Lo mismo ocurre con la "salida" de la parte analógica, donde las dos partes están conectadas gracias a un protocolo SPI donde el "Maestro" es la placa y el "Esclavo", el DAC:

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

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

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

- GND: Conectado a tierra del PCB de "salida".

FRANCAIS

Manteniendo que les deux PCB sont faits on va pouvoir les connecter à la carte DE0-Nano-SoC. On connecte la partie analogique "Entrée" à l'ADC de la carte DE0-Nano-SoC selon le schéma ci-dessus.

De même pour la partie analogique "Sortie", où les deux Parties sont connectés selon un protocole SPI où la carte est le "Maitre" et le DAC le "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 sortie.

Paso 4: Módulos de Ajout Des // Adición de módulos

INGLÉS

Módulo de rango ultrasónico HC-SR04:

Antes de conectar el pin 'ECHO' al pin GPIO de la placa, debe realizar un divisor de voltaje para reducir el voltaje en el pin GPIO, ya que no acepta más de 3.3V cuando el pin 'ECHO' entrega 5V.

Tira de LED WS2812:

Los LED están conectados a los pines GPIO de la placa. Cuando el programa se está ejecutando, los LED cambian de color según la distancia entre el sensor HC-SR04 y un obstáculo.

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 et la pin de la carte, pour ne pas envoyer du 5V sur cette dernière qui n'acceptent que du 3, 3V au max.

Ruban de LEDs WS2812:

Les LEDs sont connectés aux pins GPIO de la carte. Quand le program est lancé, les LEDs vont cambger de couleur en función de la distancia entre el capteur HC-SR04 et un éventuel obstacle.

Paso 5: Partie Numérique: Projet Quartus // Parte numérica: Proyecto Quartus

INGLÉS

PASO 1: CARGUE EL ARCHIVO. SOF

- Conecte la placa DE0-Nano-SoC a su PC a través del puerto USB BLASTER.

- Abra el archivo.qpf en Quartus.

- Vaya a Herramientas> Programador> Haga clic con el botón derecho en la lista de archivos> Cambiar archivo> Seleccione el archivo.sof.

PASO 2: FIJE LA DIRECCIÓN IP DE LA PLACA

- Conecte la placa DE0-Nano-SoC a su PC a través del puerto UART.

- Inicie PuTTY y conéctese a la placa (COM3)

- Se abre la terminal, conéctese como root.

- Ingrese la siguiente línea: ifconfig eth0 IP (La IP que había configurado en los parámetros de su computadora)

PASO 3: CARGUE EL PROGRAMA

- En PuTTY, conéctese a la placa a través del protocolo ssh con la IP que utilizó anteriormente

- Conectar como root

- A través de un terminal EDS y, vaya al directorio del proyecto:

cd / cygdrive / c / quartus_design / HPS_CONTROL_FPGA_LED / software

(La ruta al proyecto está en el archivo / software)

- Ingrese el siguiente comando:

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

(con la IP previamente especificada)

FRANCAIS

ETAPE 1: CARGADOR LE FICHIER. SOF

- Conector a la carta DE0-Nano-SoC à votre PC par le puerto USB BLASTER.

- Ouvrir le fichier.qpf du projet sur Quartus.

- Cliquer sur Tools> Programador> clic droit sur la liste des fichiers> cambiar archivo> sélectionner le.sof

ETAPE 2: FIXER L'ADRESSE IP DE LA CARTE

- Conector a la carta DE0-Nano-SoC à votre PC par le port UART.

- Lancer PuTTY, et connectez vous à la carte (entrer COM3)

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

- Entrer la commande ifconfig eth0 IP (L 'IP fixe que vous auriez préalablement configuré dans les paramètres de votre ordinateur)

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 précédente

- Connectez vous en tant que root

- Via un terminal EDS, rendez vous à l'emplacement de votre projet (via la commande cd), dans le sous-dossier software (là ou se trouve le main.c). Ejemplo:

cd / cygdrive / c / quartus_design / HPS_CONTROL_FPGA_LED / software

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

- Compilez votre program à l'aide de la commande make

- Entrer ensuite la commande:

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

(avec l'adresse IP spécifiée précédemment)