HackerBox 0037: WaveRunner: Hatua 10

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Mwezi huu, wadukuzi wa HackerBox wanachunguza ishara za mawimbi na vipimo vya usindikaji wa ishara za sauti ndani ya mazingira ya kompyuta ya dijiti na vile vile vyombo vya mtihani wa elektroniki vya analog. Inayoweza kufundishwa ina habari ya kuanza na HackerBox # 0037, ambayo inaweza kununuliwa hapa wakati vifaa vinadumu. Pia, ikiwa ungependa kupokea HackerBox kama hii kwenye sanduku lako la barua kila mwezi, tafadhali jiandikishe kwenye HackerBoxes.com na ujiunge na mapinduzi!

Mada na Malengo ya Kujifunza ya HackerBox 0037:

• Sakinisha na usanidi programu ya GNU Octave
• Kuwakilisha na kuendesha ishara za mawimbi ndani ya kompyuta
• Chunguza utendakazi wa usindikaji wa sauti wa GNU Octave
• Ishara mbili za sauti kati ya kompyuta na vifaa vya nje
• Kukusanya vipimo vya kupima sauti kwa kutumia viboreshaji na viashiria vya kiwango
• Jenga jenereta ya mawimbi ya mawimbi anuwai ya 1MHz

HackerBoxes ni huduma ya sanduku la usajili la kila mwezi kwa vifaa vya elektroniki vya DIY na teknolojia ya kompyuta. Sisi ni watendaji wa hobby, watunga, na majaribio. Sisi ndio waotaji wa ndoto.

HACK Sayari

Hatua ya 1: HackerBox 0037: Yaliyomo ndani ya kisanduku

• Kitanda cha Jenereta ya Ishara ya XR2206
• Laser-Kata Akriliki Mkutano kwa Ishara Jenereta
• Podi ya Mtihani wa Sauti ya kipekee
• Kiti mbili za Kikuza Sauti za LM386
• Kits mbili za Kiashiria cha Kiwango cha Sauti cha KA2284
• Kadi ya Sauti ya USB
• Spika mbili za 40mm 3W
• Seti ya Alligator Clip Leads
• Cables mbili za 3.5mm Patch Audio
• Moduli mbili za kuzuka kwa Sauti 3.5mm
• Moduli ya kuzuka kwa microUSB
• Kipande cha picha ya Betri cha 9V na Pipa kwa Jenereta ya Ishara
• Amri ya kipekee ya Kompyuta
• Kofia ya kipekee ya HackLife Beanie

Vitu vingine ambavyo vitasaidia:

• Chuma cha kulehemu, solder, na zana za msingi za kutengenezea
• Kompyuta ya kuendesha GNU Octave na programu zingine
• Batri moja ya 9V
• Kichwa kimoja kizuri cha michezo ya HackLife Beanie Hat

Jambo muhimu zaidi, utahitaji hali ya kujifurahisha, roho ya wadukuzi, uvumilivu, na udadisi. Kuunda na kujaribu majaribio ya elektroniki, wakati kunafurahisha sana, kunaweza kuwa ngumu, changamoto, na hata kukatisha tamaa wakati mwingine. Lengo ni maendeleo, sio ukamilifu. Unapoendelea na kufurahiya raha hiyo, kuridhika sana kunaweza kupatikana kutoka kwa burudani hii. Sisi sote tunafurahiya livin 'the HackLife, kujifunza teknolojia mpya, na kujenga miradi mizuri. Chukua kila hatua pole pole, fikiria maelezo, na usiogope kuomba msaada.

Kuna utajiri wa habari kwa washiriki wa sasa, na wanaotazamiwa katika Maswali Yanayoulizwa Sana ya HackerBoxes.

Hatua ya 2: Mawimbi

Wimbi ni usumbufu ambao huhamisha nishati kupitia vitu au nafasi, na uhamishaji mdogo wa habari. Mawimbi yanajumuisha kusisimua au kutetemeka kwa wastani wa mwili au uwanja, karibu na maeneo yaliyowekwa sawa. Kwa mtazamo wa hisabati, mawimbi, kama kazi ya wakati na nafasi, ni darasa la ishara. (Wikipedia)

Hatua ya 3: GNU Octave

Programu ya GNU Octave ni jukwaa linalopendelewa kwa kuwakilisha na kudhibiti muundo wa mawimbi ndani ya kompyuta. Octave ina programu ya kiwango cha juu cha lugha inayokusudiwa hesabu za nambari. Octave ni muhimu kwa kufanya majaribio anuwai ya nambari kwa kutumia lugha ambayo inaambatana zaidi na MATLAB. Kama sehemu ya Mradi wa GNU, Octave ni programu ya bure chini ya masharti ya Leseni ya Umma ya Umma ya GNU. Octave ni moja wapo ya njia kuu za bure kwa MATLAB, zingine zikiwa Scilab na FreeMat.

Fuata kiunga hapo juu kupakua na kusanikisha Octave kwa OS yoyote.

Mafunzo: Kuanza na Octave

Mafunzo ya Video ya Octave kutoka DrapsTV:

1. Utangulizi & Usanidi
2. Operesheni za Msingi
3. Kupakia, Kuokoa, na Kutumia Takwimu
4. Kupanga Takwimu
5. Taarifa za Udhibiti
6. Kazi

Wakati uko nje ya wigo wetu hapa wa mawimbi ya msingi na usindikaji wa sauti, unaweza kupata nyenzo zinazopuliza akili kufanya kazi huko Octave kwa kutafuta masomo ya MATLAB kama "DSP IN MATLAB" au "NETWORKS ZA KIJINI KWENYE MATLAB". Ni jukwaa lenye nguvu sana. Shimo la sungura huenda kina kirefu.

Hatua ya 4: Kuingiliana kwa Ishara ya Sauti

Ishara za masafa ya sauti zilizoundwa ndani ya kompyuta zinaweza kushikamana na vifaa vya nje kwa kutumia kipaza sauti cha kadi ya sauti. Vivyo hivyo, uingizaji wa kipaza sauti wa kadi ya sauti inaweza kutumika kupatanisha kwa urahisi ishara za masafa ya sauti ya nje kwenye kompyuta.

Kutumia kadi ya sauti ya USB ni wazo nzuri kwa programu kama hizi kuzuia kuharibu mzunguko wa sauti wa ubao wa mama wa kompyuta yako ikiwa kitu kitaenda vibaya. Kamba kadhaa za kiraka cha 3.5mm na moduli za kuzuka kwa 3.5mm ni muhimu sana kwa kuingiliana kwa nyaya, spika, na bandari kwenye kadi ya sauti ya USB.

Kwa kuongezea kutumia na GNU Octave, kuna miradi mingine ya kupendeza inayozunguka kwa Kadi ya Sauti Oscilloscopes ambayo itakuruhusu "kupanga" ishara za masafa ya kutosha kutwaa sampuli na kadi ya sauti ya kompyuta ndogo.

Hatua ya 5: Ishara za Sauti katika GNU Octave

Octave ina utendaji muhimu wa usindikaji wa sauti.

Video hizi (na zingine) zinaunda Dan Prince ni mwanzo mzuri:

Video - Jifunze Sauti DSP 1: Kuanza Kutengeneza Sine Oscillator

Video - Jifunze Sauti DSP 2: Mifumo ya Msingi ya Wimbi na Sampuli

Hatua ya 6: Audio Testbed - Chaguzi mbili

Testbed ya Sauti ni muhimu kwa ukaguzi wa ishara za masafa ya sauti kwenye njia mbili (Stereo Kushoto, Kulia, au ishara zingine mbili). Kwa kila kituo, pembejeo ya kiwango cha laini inaweza kukuzwa, kuonyeshwa na kiashiria cha kiwango cha LED, na mwishowe inaendeshwa kwa spika ya sauti ya 40mm.

Chaguzi za Mkutano

Kitanda cha majaribio kinaweza kukusanywa kama moduli tofauti zilizounganishwa au kama jukwaa moja lililounganishwa. Amua chaguo unachopendelea kabla ya kuanza kusanyiko na fuata hatua inayolingana katika mwongozo huu.

AMPLIFIER

Amplifiers mbili za sauti zinategemea mzunguko uliojumuishwa wa LM386 (wiki).

Kiashiria cha kiwango cha LED

Viashiria viwili vya kiwango vinategemea mzunguko uliounganishwa wa KA2284 (datasheet).

Hatua ya 7: Chaguo la Mkutano 1 - Moduli Tenga

Unapochagua kukusanya kitanda cha majaribio kama moduli tofauti zilizounganishwa, unganisha tu kipaza sauti mbili cha sauti na moduli mbili za kiashiria kama vifaa tofauti.

KITABU KULIKO AUDIO

• Anza na vipinzani viwili vya axial (sio polarized)
• R1 ni 1K Ohm (kahawia, nyeusi, nyeusi, kahawia, kahawia)
• R2 ni DNP (usijazwe)
• R10 ni 4.7K Ohm (manjano, zambarau, nyeusi, kahawia kahawia)
• Ifuatayo sakinisha capacitors mbili ndogo za kauri
• C5 na C8 zote ni kofia ndogo "104" (sio polarized)
• Solder inayofuata kwenye tundu la 8pin DIP (angalia mwelekeo wa silkscreen)
• Ingiza chipu BAADA ya tundu kuuzwa
• Kofia tatu za umeme elektroni C6, C7, C9 zimepara
• Kwa kofia, nusu yenye kivuli kwenye skrini ya silks ni "-" risasi (waya mfupi)
• LED imewekwa alama na "+" kwa waya mrefu
• Solder vifaa vilivyobaki
• Unganisha spika kwa kichwa cha "SP"
• Nguvu na 3-12V (mfano: kuzuka kwa micoUSB kwa 5V)

KIASHIRIA CHA NGAZI YA AUDIO

• Anza na vipinzani viwili vya axial (sio polarized)
• R1 ni 100 Ohms (kahawia, nyeusi, nyeusi, nyeusi, kahawia)
• R2 ni 10K Ohm (kahawia, nyeusi, nyeusi, nyekundu, kahawia)
• KA2284 SIP (kifurushi kimoja cha ndani) imeangaziwa kwenye pini 1
• Kuashiria kwa SIP kwa skrini ya hariri kunaonyesha sanduku la pini 1
• Kumbuka kuwa kofia mbili C1 na C2 ni maadili tofauti
• Zilingane na PBB na waya wa kuelekeza kwa shimo "+"
• Sasa D5 ni nyekundu ya LED, nyingine nne D1-D4 ni kijani
• LED zinasambarishwa na waya mrefu hadi shimo "+"
• Potentiometer ya kukata na vichwa vinafaa kama inavyoonyeshwa
• Unganisha ishara kama t uingizaji wa sauti
• Nguvu na 3.5-12V (mfano: kuzuka kwa microUSB kwa 5V)

Hatua ya 8: Chaguo la Mkutano 2 - Jukwaa Jumuishi

Wakati wa kuchagua kukusanya testbed ya sauti kama jukwaa lililounganishwa, chagua vifaa kutoka kwa vifaa vya moduli nne (viboreshaji vya sauti mbili na viashiria viwili vya kiwango) vinauzwa kwa PCB ya kipekee ya mtihani wa sauti pamoja na spika mbili za 40mm na kuzuka kwa microUSB kwa nguvu ya 5V.

• Anza na vipingaji vya axial (sio polarized)
• R2 na R9 ni 4.7K Ohm (manjano, zambarau, nyeusi, kahawia, kahawia)
• R3 na R10 ni DNP (usiishi)
• R4 ni 1K Ohm (kahawia, nyeusi, nyeusi, kahawia, kahawia)
• R5 na R11 ni 100 Ohm (kahawia, nyeusi, nyeusi, nyeusi, kahawia)
• R6 na R12 ni 10K Ohm (kahawia, nyeusi, nyeusi, nyekundu, kahawia)
• Solder inayofuata matako ya IC1 na IC2
• Ingiza chips baada ya soketi kuuzwa
• Solder inayofuata kofia nne ndogo za kauri C4, C5, C10, C11
• Kofia za kauri zimewekwa alama "104" na hazijasambazwa
• Kofia tisa za Electrolytic zimepakwa nambari "+" kwa waya mrefu
• C1 ni 1000uF
• C2 na C8 ni 100uF
• C3, C6, C9, C12 ni 10uF
• C7 na C13 ni 2.2uF
• LED kumi na moja zimepara
• Waya mfupi "-" huenda kwenye shimo karibu na upande wa gorofa ya mduara
• LED mbili nyekundu huenda kwenye pedi ya nje ya LED kila mwisho
• LED nne za ndani zilizopangwa kila upande ni kijani
• Singe wazi / bluu ya LED (kutoka Amp Kit) iko katikati
• KA2284 SIP (kifurushi kimoja cha ndani) imeangaziwa kwenye pini 1
• Kuzuka kwa USB kunalala gorofa kwenye PCB na pini kupitia bodi zote mbili
• Vipu vya 3.5mm, trimmers, na sufuria huwekwa kama inavyoonyeshwa kwenye bodi
• Spika za gundi moto kwenye PCB kabla ya kuunganishwa na risasi zilizopunguzwa
• Nguvu kupitia kuzuka kwa microUSB (5V)

Hatua ya 9: Jenereta ya Ishara

Kifaa cha Jenereta ya Kazi kina Mzunguko wa Jumuishi wa XR2206 (datasheet) na uzio wa akriliki uliokatwa na laser. Ina uwezo wa kuzalisha ishara za pato la Sine, Triangle, na Square Wave katika safu ya masafa ya 1-1, 000, 000 Hz.

Ufafanuzi

• Ugavi wa Voltage: 9-12V DC Input
• Umbo la mawimbi: Mraba, Sine na Pembetatu
• Impedance: 600 Ohm + 10%
• Mzunguko: 1Hz - 1MHz

Wimbi la Sine

• Amplitude: 0 - 3V kwa pembejeo ya 9V DC
• Upotoshaji: Chini ya 1% (kwa 1kHz)
• Ubamba: + 0.05dB 1Hz - 100kHz

WIMBI LA UWANJA

• Amplitude: 8V (hakuna mzigo) kwa pembejeo ya 9V DC
• Wakati wa Kuinuka: Chini ya 50ns (saa 1kHz)
• Wakati wa Kuanguka: Chini ya 30ns (saa 1kHz)
• Ulinganifu: Chini ya 5% (kwa 1kHz)

WAZIKI WA TRIANGLE

• Amplitude: 0 - 3V kwa pembejeo ya 9V DC
• Linearity: Chini ya 1% (hadi 100kHz) 10m

Hatua ya 10: HackLife

Asante kwa kujiunga na wanachama wa HackerBox kote ulimwenguni Livin 'the HackLife.

Ikiwa umefurahiya hii inayoweza kufundishwa na ungependa kuwa na kisanduku kizuri cha miradi ya elektroniki na teknolojia ya kompyuta inayoweza kushuka kwenye sanduku lako la barua kila mwezi, tafadhali jiunge na mapinduzi kwa kutumia HackerBoxes.com na ujiandikishe kupokea sanduku letu la mshangao la kila mwezi.

Fikia na ushiriki mafanikio yako katika maoni hapa chini au kwenye Ukurasa wa Facebook wa HackerBoxes. Hakika tujulishe ikiwa una maswali yoyote au unahitaji msaada wowote kwa chochote. Asante kwa kuwa sehemu ya HackerBoxes!