A3-instrument: 5 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

ENGELS

Gewoon:

A3:

- Autonoom

- Autodidact

- Automatisch afstemmen

Doelen: - Geluid vastleggen met de microfoon.

- Versterk het filter en digitaliseer het signaal.

- Bereken en geef de FFT weer.

- Digitaal moduleren van het signaal.

- Versterk het signaal en geef het terug aan een luidspreker.

Extra informatie:

Niet alle doelstellingen worden bereikt.

Juist, die:

- Weergave van de FFT op het LT24-scherm (de FFT-waarden worden inderdaad berekend in de HPS, maar het LT24-scherm en de HPS communiceren niet)

- Digitale modulatie van het signaal

Stuklijst:

- DE0-Nano-SoC-kaart.

- Terasic LT24-scherm

- Operationele versterker TL081CP *3

- Spanningsomvormer MAX660

- USB poort

- Ultrasone bereikmodule HC-SR04

- Schakelaar

- 10 kOhm Potentiometers

- 1000µF condensor

- 1J63 Condensator *2

- 22nJ250 Condensator *2

- 1K63 Condensator *2

- 10nF-condensator

- 1µF condensor

- 220µF Condensator

- 10µF Condensator *7

- 1 kOhm Weerstand *3

- Weerstand van 39 kOhm

- 22 kOhm weerstand

- Weerstand van 3, 3 kOhm

- 150 kOhm weerstand

- 10 Ohm Weerstand *3

- Weerstand van 1 MOhm

- 150 Ohm Weerstand

- 330 Ohm Weerstand

- 6, 8 kOhm weerstand

- Weerstand van 4, 7 kOhm

- Diode Schottky

- Velleman ENERGY Batterij

- Lintkabel

- WS2812 LED's Strip

Gereedschap:

- Kwartus

- Altium

- PuTTY

- KissFFT

FRANCAIS

vereenvoudiging:

A3:

- Autonome

- Autodidact

- Automatisch afstemmen

Objectieven:

- Capturer le son avec un microfoon

- Versterker, filter, et numériser le signaal.

- Rekenmachine en affiche la FFT

- Module numériquement le signaal.

- Versterker le signal et le restituer avec un haut parleur

Aanvullende informatie:

Tous les objectifs cités ne sont pas encore atteints.

Op retrouve notamment dans ce cas:

- 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)

- Modulatie numérique du signal

Lijst van materieel:

- Kaart DE0-Nano-SoC

- Ecran Terasic LT24

- Versterker opérationnel TL081CP *3

- Spanningsomvormer MAX660

- USB poort

- Capteur Ultrason HC-SR04

- Onderbreker.

- Potentiometer 10 kOhm

- Condensator de capacité 1000µF

- Condensator 1J63 *2

- Condensator 22nJ250 *2

- Condensator 1K63 *2

- Condensator de capacité 10 nF

- Condensator de capacité 1 µF

- Condensator de capacité 220 µF

- Condensator de capacité 10 µF *7

- Weerstand 1 kOhm *3

- Weerstand 39 kOhm

- Weerstand 22 kOhm

- Weerstand 3, 3 kOhm

- Weerstand 150 kOhm

- Weerstand 10 Ohm *3

- Weerstand 1 MOhms

- Weerstand 150 Ohm

- Weerstand 330 Ohm

- Weerstand 6, 8 kOhm

- Weerstand 4, 7 kOhm

- Diode Schottky

- Batterij velleman ENERGIE

- Kabels en nappe

- Ruban de LED's WS2812

Uitgangen:

- Kwartus

- Altium

- PuTTY

- KissFFT

Stap 1: Partie Analogique: Entrée // Analog Part: Entry

ENGELS

Eerst moet je de PCB van het invoergedeelte maken

Deze inschrijving is opgedeeld in 3 fasen:

- Microfoon

- Voorversterker (TL081CP)

- Automatisch versterkingsregelcircuit (TL081CP)

- Spanningsomvormercircuit (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:

- Microfoon.

- Montage Préamplificateur. (TL081CP)

- Montageversterker à Contrôle Automatique de Gain (TL081CP)

- Montage inverseur de tension (MAX660)

Stap 2: Partie Analogique: Sortie // Analog Part: Output

ENGELS

Vervolgens moet je de print van de uitgang van de DE0-Nano-SoC naar de luidspreker maken.

Hoofdstadia:

- De DAC (MCP4821-E/P) die het digitale signaal van de DE0-Nano-SoC omzet in een analoog signaal.

- Het eerste orde afvlakfilter om het signaal van de DAC af te vlakken.

- De audio-eindversterker (LM386-1/NOPB)

FRANCAIS

Ensuite, op realise le PCB de sortie de la carte jusqu'au Haut Parleur.

Les étages notabelen:

- De montage van de DAC (MCP4821-E/P) voor het converteren van het nummer van het signaal naar de la carte DE0-Nano-SoC en het analoge signaal.

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

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

Stap 3: Aansluiting À La Carte DE0-Nano-SoC // Aansluiting op het DE0-Nano-SoC-bord

ENGELS

Nu je de print hebt, kun je deze aansluiten op het DE0-Nano-SoC-bord. Eerst kunt u het "entree"-gedeelte aansluiten op de ADC, inbegrepen in de kaart, volgens het bovenstaande schema.

Hetzelfde geldt voor het analoge deel "output", waar de twee delen zijn verbonden dankzij een SPI-protocol waarbij de "Master" het bord is en de "Slave", de DAC:

- MOSI: Aangesloten op pin 4 (SDI) van de DAC.

- SCLK: Aangesloten op pin 3 (CLK) van de DAC.

- SS: Aangesloten op pin 2 (CS) van de DAC.

- GND: Aangesloten op de massa van de "output" PCB.

FRANCAIS

Het onderhoud van de twee PCB's kan niet worden uitgevoerd met de connector à la carte DE0-Nano-SoC. Op connecte la partie analogique "Entrée" à l'ADC de la carte DE0-Nano-SoC selon le schema 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" en 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: vertakking op de grond van de PCB de sortie.

Stap 4: Ajout Des Modules // Toevoeging van modules

ENGELS

Ultrasone bereikmodule HC-SR04:

Voordat je de 'ECHO'-pin aansluit op de GPIO-pin van het bord, moet je een spanningsdeler realiseren om de spanning op de GPIO-pin te verlagen, aangezien deze niet meer dan 3,3V accepteert wanneer de 'ECHO'-pin 5V levert.

WS2812 LED's strip:

LED's zijn verbonden met de GPIO-pinnen van het bord. Wanneer het programma loopt, veranderen de LED's van kleur afhankelijk van de afstand tussen de HC-SR04-sensor en een obstakel.

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 en la pin de la carte, pour ne pas envoyer du 5V sur cette dernière qui n'acceptent que du 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 changer de couleur en fonction de la distance entre le capteur HC-SR04 en un éventuel obstakel.

Stap 5: Partie Numérique: Projet Quartus // Numeriek deel: Quartus Project

ENGELS

STAP 1: LAAD HET. SOF-BESTAND

- Sluit het DE0-Nano-SoC-bord aan op uw pc via de USB BLASTER-poort.

- Open het.qpf-bestand op Quartus.

- Ga naar Extra > Programmeur > Klik met de rechtermuisknop op de bestandenlijst > Bestand wijzigen > Selecteer het.sof-bestand.

STAP 2: BEVESTIG HET IP-ADRES VAN HET BOARD

- Sluit het DE0-Nano-SoC-bord aan op uw pc via de UART-poort.

- Start PuTTY en maak verbinding met het bord (COM3)

- Terminal wordt geopend, maak verbinding als root.

- Voer de volgende regel in: ifconfig eth0 IP (Het IP dat u had geconfigureerd in de parameters van uw computer)

STAP 3: LAAD HET PROGRAMMA

- Maak op PuTTY verbinding met het bord via het ssh-protocol met het IP-adres dat u eerder hebt gebruikt

- Verbinden als root

- Ga via en EDS-terminal naar de projectdirectory:

cd /cygdrive/c/quartus_design/HPS_CONTROL_FPGA_LED/software

(Het pad naar het project in het /software-bestand)

- Voer de volgende opdracht in:

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

(met het eerder opgegeven IP)

FRANCAIS

ETAPE 1: OPLADER LE FICHIER. SOF

- Connector la carte DE0-Nano-SoC naar pc met poort USB BLASTER.

- Ouvrir le fichier.qpf du projet sur Quartus.

- Cliquer sur Tools > Programmer > klik op de lijst met bestanden > bestand wijzigen > sélectionner le.sof

ETAPE 2: FIXER L'ADRESSE IP DE LA CARTE

- Connecter la carte DE0-Nano-SoC à votre PC par le poort UART.

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

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

- Geef het commando ifconfig eth0 IP (L' IP fixe que vous auriez prealablement configuré dans les parametres de votre ordinateur)

ETAPE 3: OPLADER LE PROGRAMMA

- Sur Putty, verbindt à la carte via ssh en deelnemer aan het adres 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). Voorbeeld:

cd /cygdrive/c/quartus_design/HPS_CONTROL_FPGA_LED/software

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

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

- Entree ensuite la commande:

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

(avec l'adresse IP spécifiée précédemment)