HackerBox 0037: WaveRunner: 10 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Sel kuul uurivad HackerBoxi häkkerid lainesignaale ja helisignaalide töötlemise testplaate digitaalses arvutuskeskkonnas ning analoogseid elektroonilisi testimisvahendeid. See juhend sisaldab teavet HackerBox #0037 kasutuselevõtuks, mida saab siit osta, kuni kaupa jätkub. Samuti, kui soovite saada sellist hackerboksi iga kuu otse oma postkasti, tellige see aadressil HackerBoxes.com ja liituge revolutsiooniga!

HackerBox 0037 teemad ja õpieesmärgid:

• Installige ja konfigureerige GNU Octave tarkvara
• Esitage ja manipuleerige lainesignaale arvutis
• Avastage GNU Octave helitöötlusfunktsioone
• Paar helisignaali arvuti ja välise riistvara vahel
• Pange helitestilauad kokku võimendite ja tasemeindikaatorite abil
• Ehitage 1MHz mitme lainekuju signaaligeneraator

HackerBoxes on igakuine tellimuste kasti teenus isetehtud elektroonika ja arvutitehnoloogia jaoks. Oleme harrastajad, tegijad ja eksperimenteerijad. Me oleme unistuste unistajad.

HACK PLANET

1. toiming: häkkerkast 0037: kasti sisu

• XR2206 signaaligeneraatori komplekt
• Laserlõigatud akrüülkarp signaaligeneraatorile
• Eksklusiivne heli testplaadi trükkplaat
• Kaks LM386 helivõimenduskomplekti
• Kaks KA2284 helitaseme indikaatorit
• USB helikaart
• Kaks 40 mm 3W kõlarit
• Alligaatori klambrite juhtmete komplekt
• Kaks 3,5 mm helikaablit
• Kaks 3,5 mm helimoodulit
• microUSB katkestusmoodul
• Signaaligeneraatoriga 9V akuklamber tünniga
• Eksklusiivne pilvandmetöötluse kleebis
• Eksklusiivne HackLife nokamüts

Mõned muud asjad, mis aitavad:

• Jootekolb, joodis ja põhilised jootetööriistad
• Arvuti GNU Octave ja muu tarkvara käitamiseks
• Üks 9V aku
• Üks lahe pea sportliku HackLife nokamütsi jaoks

Kõige tähtsam on see, et vajate seiklustunnet, häkkerivaimu, kannatlikkust ja uudishimu. Kuigi elektroonika ehitamine ja katsetamine on väga tasuv, võib see olla keeruline, väljakutsuv ja kohati isegi masendav. Eesmärk on progress, mitte täiuslikkus. Kui te jätkate ja naudite seiklust, võib sellest hobist saada palju rahulolu. Me kõik naudime HackLife'i elamist, uue tehnoloogia õppimist ja lahedate projektide ehitamist. Tehke iga samm aeglaselt, arvestage üksikasjadega ja ärge kartke abi küsida.

HackerBoxesi KKK -s on praeguste ja tulevaste liikmete jaoks palju teavet.

2. samm: lained

Laine on häire, mis kannab energiat läbi aine või ruumi, seostades massi vähe või üldse mitte. Lained koosnevad füüsilise keskkonna või välja võnkumistest või vibratsioonidest suhteliselt kindlate kohtade ümber. Matemaatika seisukohast on lained kui aja ja ruumi funktsioonid signaalide klass. (Vikipeedia)

3. samm: GNU Octave

GNU Octave tarkvara on eelistatud platvorm lainekuju esitamiseks ja manipuleerimiseks arvutis. Octave pakub kõrgetasemelist programmeerimiskeelt, mis on mõeldud peamiselt arvutuslikeks arvutusteks. Octave on kasulik erinevate numbriliste katsete tegemiseks, kasutades keelt, mis enamasti ühildub MATLAB -iga. GNU projekti osana on Octave GNU üldise avaliku litsentsi tingimuste kohaselt tasuta tarkvara. Octave on üks peamisi tasuta alternatiive MATLABile, teised on Scilab ja FreeMat.

Octave'i allalaadimiseks ja installimiseks mis tahes operatsioonisüsteemi jaoks järgige ülaltoodud linki.

Õpetus: Octave'iga alustamine

DrapsTV Octave'i videoõpetused:

1. Sissejuhatus ja seadistamine
2. Põhitoimingud
3. Andmete laadimine, salvestamine ja kasutamine
4. Andmete joonistamine
5. Kontrolliavaldused
6. Funktsioonid

Kuigi väljaspool meie põhiliste lainete ja helitöötluse reguleerimisala, leiate Octave'is töötamiseks meeletut materjali, otsides MATLABi teemasid, näiteks "DSP IN MATLAB" või "NEURAL NETWORKS IN MATLAB". See on väga võimas platvorm. Küüliku auk läheb päris sügavale.

Samm: helisignaali liides

Arvutis loodud helisagedussignaale saab helikaardi kõlariväljundi abil ühendada välise riistvaraga. Sarnaselt saab helikaardi mikrofonisisendit kasutada väliste helisagedussignaalide hõlpsaks ühendamiseks arvutiga.

USB -helikaardi kasutamine on selliste rakenduste jaoks hea mõte, et vältida arvuti emaplaadi heliskeemi kahjustamist, kui midagi peaks valesti minema. Paar 3,5 mm helikaablit ja 3,5 mm läbimurdemoodulit on üsna kasulikud ahelate, kõlarite ja USB -helikaardi portidega ühendamiseks.

Lisaks GNU Octave'ile kasutamiseks hõljuvad helikaardi ostsilloskoopide jaoks mõned lahedad projektid, mis võimaldavad teil "joonistada" piisavalt madala sagedusega signaale, et neid saaks mikroarvuti helikaardilt proovile võtta.

Samm: GNU Octave'i helisignaalid

Octave'il on tõesti kasulik helitöötlusfunktsioon.

Need videod (ja teised) Dan Printsist on suurepärane algus:

Video - õppige heli DSP 1: alustamine siinustsillaatori tegemisega

Video - õppige heli DSP 2: põhilised lainekujud ja proovivõtmine

6. toiming: helikatsetamine - kaks võimalust

Audio Testbed on kasulik helisagedussignaalide kuulamiseks kahel kanalil (stereo vasak, parem või mis tahes kaks muud signaali). Iga kanali jaoks saab võimendada liinitaseme sisendit, visualiseerida seda LED-taseme indikaatoriga ja lõpuks juhtida 40 mm helikõlarisse.

KOKKUVÕTTEVALIKUD

Helikatse saab kokku panna eraldi ühendatud moodulitena või ühtse integreeritud platvormina. Enne kokkupaneku alustamist otsustage, millist võimalust eelistate, ja järgige selle juhendi vastavat sammu.

VÕIMENDI

Kaks helivõimendit põhinevad integraallülitusel LM386 (wiki).

LED -TASE NÄIDIK

Kaks tasemeindikaatorit põhinevad integraallülitusel KA2284 (andmeleht).

Samm: kokkupanekuvõimalus 1 - eraldi moodulid

Kui otsustate helikatsetuse komplekteerida eraldi ühendatud moodulitena, pange lihtsalt kaks helivõimendit ja kaks taseme indikaatormoodulit eraldi komplektidena kokku.

HELIVÕIMENDI

• Alustage kahe aksiaaltakistiga (pole polariseeritud)
• R1 on 1K oom (pruun, must, must, pruun, pruun)
• R2 on DNP (ärge täitke)
• R10 on 4,7 K oom (kollane, lilla, must, pruun pruun)
• Seejärel paigaldage kaks väikest keraamilist kondensaatorit
• C5 ja C8 on mõlemad väikesed "104" korgid (pole polariseeritud)
• Järgmine joodis 8 -kontaktilises DIP -pesas (märkige siiditrüki suund)
• Sisestage kiip pärast seda, kui pistikupesa on joodetud
• Kolm elektrolüütilist korki C6, C7, C9 on polariseeritud
• Korkide puhul on siiditrükil varjutatud pool "-" plii (lühike traat)
• LED on polariseeritud pika traadi märgistusega "+"
• Ülejäänud komponendid jootke
• Ühendage kõlar "SP" päisega
• Toide 3-12 V (näide: micoUSB katkestus 5 V jaoks)

AUDIO TASE NÄIDIK

• Alustage kahe aksiaaltakistiga (pole polariseeritud)
• R1 on 100 oomi (pruun, must, must, must, pruun)
• R2 on 10K oomi (pruun, must, must, punane, pruun)
• KA2284 SIP (üksikpakett) on tihvti 1 nurga all
• Siiditrüki SIP -märgistus näitab kasti tihvti 1 jaoks
• Pange tähele, et kaks korki C1 ja C2 on erinevad väärtused
• Ühendage need trükkplaadiga ja suunake pikk traat auku "+"
• Nüüd on D5 punane LED, ülejäänud neli D1-D4 on rohelised
• LEDid polariseeritakse pika juhtmega auku "+"
• Trimmeri potentsiomeeter ja päised sobivad nii, nagu näidatud
• Ühendage signaal nagu helisisend
• Toide 3,5–12 V (näide: microUSB-katkestus 5 V jaoks)

8. samm: kokkupanekuvõimalus 2 - integreeritud platvorm

Kui otsustate helikatsetuse integreeritud platvormina kokku panna, joodetakse nelja moodulikomplekti komponendid (kaks helivõimendit ja kaks tasemeindikaatorit) koos kahe 40 mm kõlari ja 5 -voldise toiteallikaga microUSB -katkestusega.

• Alustage aksiaalsete takistitega (pole polariseeritud)
• R2 ja R9 on 4,7 K oomi (kollane, lilla, must, pruun, pruun)
• R3 ja R10 on DNP (ärge täitke)
• R4 on 1K oom (pruun, must, must, pruun, pruun)
• R5 ja R11 on 100 oomi (pruun, must, must, must, pruun)
• R6 ja R12 on 10K oomi (pruun, must, must, punane, pruun)
• Seejärel jootke pistikupesad IC1 ja IC2 jaoks
• Sisestage kiibid PÄRAST pistikupesade jootmist
• Järgmiseks jootke neli väikest keraamilist korki C4, C5, C10, C11
• Keraamilised korgid on tähistatud "104" ja pole polariseeritud
• Üheksa elektrolüütilist korki on pika juhtme jaoks "+" polariseeritud
• C1 on 1000 uF
• C2 ja C8 on 100uF
• C3, C6, C9, C12 on 10 uF
• C7 ja C13 on 2,2 uF
• Üksteist LED -i on polariseeritud
• Lühike traat "-" läheb ringi lameda külje lähedal asuvasse auku
• Mõlema otsa äärepoolseima LED -padja juurde lähevad kaks punast LED -i
• Mõlemal küljel paiknevad neli sisemist valgusdioodi on rohelised
• Keskel on selge/sinine LED (ühest võimendikomplektist)
• KA2284 SIP (üksikpakett) on tihvti 1 nurga all
• USB -katkestus asub tasaselt PCB -l, mille tihvtid on läbi mõlema plaadi
• 3,5 mm pistik, trimmerid ja potid paigaldatakse nii, nagu on näidatud pardal
• Kuuma liimiga kõlarid trükkplaadile enne jootmist trimmitud juhtmetega
• Toide microUSB katkestuse kaudu (5V)

9. samm: signaaligeneraator

Funktsioonigeneraatori komplekt sisaldab XR2206 integreeritud vooluringi (andmelehte) ja laserlõigatud akrüülist ümbrist. See on võimeline genereerima siinus-, kolmnurga- ja ruutlaine väljundsignaale sagedusvahemikus 1–1 000 000 Hz.

Tehnilised andmed

• Toitepinge: 9-12V alalisvoolu sisend
• Lainekujud: ruut, siinus ja kolmnurk
• Takistus: 600 oomi + 10%
• Sagedus: 1Hz - 1MHz

SINE WAVE

• Amplituud: 0 - 3V 9V alalisvoolu sisendil
• Moonutused: vähem kui 1% (1 kHz juures)
• Tasasus: +0,05 dB 1 Hz - 100 kHz

RUUTU LAINE

• Amplituud: 8 V (ilma koormuseta) 9 V alalisvoolu sisendil
• Tõusuaeg: vähem kui 50ns (1 kHz juures)
• Kukkumisaeg: vähem kui 30ns (1 kHz juures)
• Sümmeetria: vähem kui 5% (1 kHz juures)

KOLMNURGALINE LAINE

• Amplituud: 0 - 3V 9V alalisvoolu sisendil
• Lineaarsus: vähem kui 1% (kuni 100 kHz) 10 m

10. samm: HackLife

Täname, et liitusite HackerBoxi liikmetega üle kogu maailma Livin 'the HackLife.

Kui teile on see juhendamine meeldinud ja soovite, et teie postkasti jõuaks iga kuu lahe häkkitava elektroonika- ja arvutitehnoloogiaprojekt, siis palun liituge revolutsiooniga, surfates aadressil HackerBoxes.com ja tellige meie igakuine üllatuskast.

Võtke ühendust ja jagage oma edu allolevates kommentaarides või HackerBoxesi Facebooki lehel. Kindlasti andke meile teada, kui teil on küsimusi või vajate abi. Täname, et olete osa HackerBoxesist!