Synthesizer Musik Berdasarkan DE0-Nano-SoC: 5 Langkah (dengan Gambar)
Synthesizer Musik Berdasarkan DE0-Nano-SoC: 5 Langkah (dengan Gambar)

Daftar Isi:

Anonim
Synthesizer Musik Berdasarkan DE0-Nano-SoC
Synthesizer Musik Berdasarkan DE0-Nano-SoC

Sintesis Musik

Synthesizer musik ini cukup sederhana: Anda hanya perlu meniup, menyanyi, atau bahkan memutar musik di depan mikrofon, dan suara akan dimodulasi dan dikirim melalui speaker. Spektrumnya juga akan muncul di layar LCD. Music Synthesizer tersedia dalam dua versi: Anda dapat memilih untuk mengimplementasikannya pada PCB, atau jika tidak bisa, Breadboard sederhana akan melakukannya.

Langkah 1: Bahan yang Dibutuhkan dan Rekomendasi

Bahan yang Dibutuhkan dan Rekomendasi
Bahan yang Dibutuhkan dan Rekomendasi
Bahan yang Dibutuhkan dan Rekomendasi
Bahan yang Dibutuhkan dan Rekomendasi
Bahan yang Dibutuhkan dan Rekomendasi
Bahan yang Dibutuhkan dan Rekomendasi

Untuk menerapkan sistem ini, Anda memerlukan yang berikut:

  • papan DE0-Nano-SoC
  • Layar LCD LT24 dari Terasic
  • mikrofon electret
  • speaker dua kabel (ground dan supply) dasar
  • kabel Ethernet
  • PCB atau papan tempat memotong roti
  • besi solder dan pengukir PCB, jika Anda memutuskan untuk menerapkan synthesizer pada PCB
  • baterai dan konektor USB-nya (opsional)
  • unit penguat daya LM386
  • sebuah MCP4821 Digital/Analog Converter
  • Konverter Tegangan Kapasitor Sakelar LT1054
  • Reulator LM317 yang Dapat Disesuaikan
  • 7 TL081 OPA (DIP-8)
  • sebuah TL082 OPA (DIP-8)
  • transistor 2N5432
  • dioda 1N4148
  • 17 10 F kapasitor terpolarisasi
  • kapasitor 1µF
  • 5 kapasitor 100nF
  • kapasitor 680nF
  • kapasitor 100 F
  • kapasitor 2.2 F
  • kapasitor terpolarisasi 1000+µF (4400 misalnya)
  • kapasitor terpolarisasi 220 F
  • kapasitor 0,05 F
  • 4 resistor 100 Ohm
  • 1 resistor 2.2kOhm
  • 1 resistor 10kOhm
  • 1 470 Ohm resistor
  • 1 resistor 1,8kOhm
  • 1 1MOhm resistor
  • 1 150 Ohm resistor
  • 4 1500 Ohm resistor

Harap diingat bahwa Anda mungkin memerlukan lebih banyak komponen daripada yang diharapkan.

Kami juga sangat menyarankan untuk memiliki pengetahuan dasar dalam elektronik dan desain SoC sebelum memulai proyek ini

Langkah 2: Papan Akuisisi

Dewan Akuisisi
Dewan Akuisisi
Dewan Akuisisi
Dewan Akuisisi

Sekarang setelah Anda mendapatkan semua yang Anda butuhkan, mari kita mulai dengan membuat papan akuisisi. Mikrofon mengumpulkan suara terdekat, kemudian sinyal disaring oleh filter low-pass untuk mengambil sampelnya (dan dengan demikian menghormati teorema Shannon) sebelum diperkuat dan akhirnya direkam oleh DE0.

Jika Anda sudah familiar dengan Altium Design Software dan memiliki akses ke pengukir PCB, Anda hanya perlu mereproduksi skema yang ditunjukkan pada gambar di atas, dan menempatkan komponen seperti yang kita lakukan pada gambar kedua. Jika tidak, Anda cukup membuat ulang sirkuit ini di papan tempat memotong roti.

Dalam kedua kasus, nilai resistor, jelas diberikan dalam Ohm, dan nilai kapasitor, diberikan dalam Farad, adalah sebagai berikut:

  • R4: 2.2k
  • R5: 10k
  • R6 dan R7: 100
  • R3: 470
  • R1 dan R2: 18 (resistor ini digunakan untuk mengatur tegangan output yang seharusnya 2V sehingga nilai ini mungkin sedikit berbeda untuk Anda)
  • R8: 1.8k
  • R9: 1M
  • R10: 150
  • R11, R12, R14 dan R15: 1.5k
  • Des1: 2.2µ
  • Des2: 100µ
  • Des3: 100n
  • 4 Desember: 1µ
  • 5 Des, 6 Des, 7 Des, 8 Des, 9 Des, 10 Des, 11 Des, 12 Des, 13 Des, 14 Des: 1µ
  • Des15: +1000µ (4400 misalnya)
  • C1: 10µ
  • C2: 1µ
  • C3 dan C4: 100n
  • C5: 1µ

Kami sudah selesai dengan papan akuisisi!

Langkah 3: Papan Output Audio

Papan Keluaran Audio
Papan Keluaran Audio
Papan Keluaran Audio
Papan Keluaran Audio

Mampu merekam suara itu bagus, tetapi bisa mereproduksinya bahkan lebih baik! Dengan demikian, Anda memerlukan papan keluaran audio, yang terdiri dari konverter digital/analog, filter penghalus, penguat daya, dan speaker.

Tentu saja, Anda masih dapat mereproduksi sirkuit pada PCB (dan menempatkan komponen seperti yang ditunjukkan pada gambar kedua) atau pada papan tempat memotong roti. Dalam kedua kasus, berikut adalah nilai untuk kapasitor dan resistor:

  • R1 dan R2: 100
  • R3 dan R4: kabel
  • R5: 10
  • C1: 1µ
  • C2, C3, C5, C6, C7, C9: 100µ (terpolarisasi)
  • C4 dan C8: 100n
  • C10: 0,05µ
  • C11: 250µ

Kami sudah selesai dengan output audio, jadi mari kita beralih ke perangkat lunak!

Langkah 4: Proyek Kuartus

Untuk mempermudah, kami memutuskan untuk memulai dari proyek "hps-fpga pertama saya" yang disediakan dalam CD-ROM yang disertakan dengan DE0-Nano-SoC. Yang harus Anda lakukan adalah membuka proyek ini dan meluncurkan "Perancang Platform" atau "Qsys" dari bilah alat, dan mereproduksi proyek di atas. Kemudian, buat desain dan kompilasi dengan Qsys (lihat demonstrasi untuk lebih jelasnya).

Langkah 5: Nikmati

Sekarang setelah file HDL dihasilkan, Anda hanya perlu meluncurkan proyek Quartus. Untuk itu, colokkan kabel USB ke konektor USB (JTAG) DE0-Nano-Soc. Kemudian, pilih Alat > Pemrograman di Quartus. Klik Deteksi Otomatis, lalu pilih opsi kedua. Setelah itu, klik perangkat FPGA (yang kedua), lalu "Ubah file" dan pilih file.sof yang dihasilkan sebelumnya. Terakhir, klik papan centang "Program/Konfigurasi" dan klik tombol "Mulai" untuk meluncurkan file.

Terakhir, unggah kode C berikut ke dalam memori DE0. Untuk itu, instal Putty di PC (Linux), sambungkan papan ke sana melalui koneksi Ethernet dan dengan mencolokkan kabel USB ke konektor USB (UART) DE0. Luncurkan dan konfigurasikan Putty dengan baud rate 115200, tanpa paritas, one bit stop, dan tanpa pengaturan kontrol aliran. Setelah itu, paksa alamat IPv4 tetap ke port Ethernet PC Anda, masukkan "root" pada Putty shell, lalu "ifconfig eth0 192.168. XXX. XXX" dan "password" diikuti dengan kata sandi. Buka shell di PC Anda, buka repositori proyek, dan masukkan "scp myfirsthpsfpga [email protected]. XXX. XXX:~/". Akhirnya, pada shell Putty, masukkan "./myfirsthpsfpga". Menikmati !