HackerBox 0037: WaveRunner: 10 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Hierdie maand ondersoek HackerBox Hackers golfseine en toetsbedde vir klankseine in digitale omgewingsomgewings sowel as analoog elektroniese toetsinstrumente. Hierdie instruksie bevat inligting om aan die gang te kom met HackerBox #0037, wat hier gekoop kan word terwyl voorraad hou. As u ook elke maand 'n HackerBox soos hierdie in u posbus wil ontvang, teken dan in op HackerBoxes.com en sluit aan by die revolusie!

Onderwerpe en leerdoelwitte vir HackerBox 0037:

• Installeer en konfigureer GNU Octave sagteware
• Stel golfseine binne 'n rekenaar voor en manipuleer dit
• Ontdek die funksies van klankverwerking van GNU Octave
• Koppel klankseine tussen 'n rekenaar en eksterne hardeware
• Monteer klanktoetsbeddens met behulp van versterkers en vlakaanwysers
• Konstrueer 'n 1 MHz-meervoudige golfvorm seinopwekker

HackerBoxes is die maandelikse subskripsiediens vir selfdoenelektronika en rekenaartegnologie. Ons is stokperdjies, vervaardigers en eksperimenteerders. Ons is die dromers van drome.

HACK DIE PLANET

Stap 1: HackerBox 0037: Inhoud van die boks

• XR2206 Seinopwekkerstel
• Lasergesnyde akrielbehuizing vir seinopwekker
• Eksklusiewe oudit -toetsbed PCB
• Twee LM386 -klankversterkerstelle
• Twee KA2284 klankvlak -aanwyserstelle
• USB klank kaart
• Twee 40 mm 3W luidsprekers
• Stel Alligator Clip Leads
• Twee 3,5 mm -audiokabels
• Twee 3,5 mm -klankbreekmodules
• microUSB -uitbreekmodule
• 9V batteryklem met vat vir seinopwekker
• Eksklusiewe wolkrekenaar -etiket
• Eksklusiewe HackLife Beanie -hoed

'N Paar ander dinge wat nuttig sal wees:

• Soldeerbout, soldeersel en basiese soldeergereedskap
• Rekenaar vir die bestuur van GNU Octave en ander sagteware
• Een 9V battery
• Een koel kop vir die sportiewe HackLife Beanie -hoed

Die belangrikste is dat jy 'n gevoel van avontuur, hackergees, geduld en nuuskierigheid nodig het. Bou en eksperimenteer met elektronika, hoewel dit baie lonend is, kan soms lastig, uitdagend en selfs frustrerend wees. Die doel is vooruitgang, nie volmaaktheid nie. As u volhard en die avontuur geniet, kan u baie tevredenheid put uit hierdie stokperdjie. Ons geniet dit almal om die HackLife te leer, nuwe tegnologie te leer en om cool projekte te bou. Neem elke stap stadig, let op die besonderhede, en moenie bang wees om hulp te vra nie.

Daar is 'n magdom inligting vir huidige en voornemende lede in die HackerBoxes FAQ.

Stap 2: Golwe

'N Golf is 'n versteuring wat energie deur materie of ruimte oordra, met min of geen gepaardgaande massa -oordrag nie. Golwe bestaan uit ossillasies of vibrasies van 'n fisiese medium of 'n veld, rondom relatief vaste plekke. Vanuit die wiskundige perspektief is golwe, as funksies van tyd en ruimte, 'n klas seine. (Wikipedia)

Stap 3: GNU Octave

GNU Octave -sagteware is 'n gunsteling platform om golfvorme binne 'n rekenaar voor te stel en te manipuleer. Octave beskik oor 'n programmeertaal op hoë vlak wat hoofsaaklik bedoel is vir numeriese berekeninge. Octave is nuttig om verskillende numeriese eksperimente uit te voer met 'n taal wat meestal versoenbaar is met MATLAB. As deel van die GNU -projek is Octave gratis sagteware onder die voorwaardes van die GNU General Public License. Octave is een van die belangrikste gratis alternatiewe vir MATLAB, ander is Scilab en FreeMat.

Volg die skakel hierbo om Octave af te laai en te installeer vir enige bedryfstelsel.

Tutoriaal: Begin met Octave

Oktave -video -tutoriale van DrapsTV:

1. Inleiding en opstelling
2. Basiese bedrywighede
3. Laai, stoor en gebruik data
4. Gegee data
5. Beheerverklarings
6. Funksies

Alhoewel dit buite ons omvang van basiese golwe en klankverwerking is, kan u opvallende materiaal vind om in Octave aan te werk deur MATLAB -onderwerpe soos "DSP IN MATLAB" of "NEURALE NETWERKE IN MATLAB" te soek. Dit is 'n baie kragtige platform. Die konyngat gaan redelik diep.

Stap 4: Oudio -sein -koppelvlak

Klankfrekwensie seine wat binne 'n rekenaar geskep word, kan aan die eksterne hardeware gekoppel word met behulp van die luidsprekeruitset van 'n klankkaart. Net so kan die mikrofooninvoer van 'n klankkaart gebruik word om eksterne klankfrekwensie seine maklik aan 'n rekenaar te koppel.

Dit is 'n goeie idee om 'n USB -klankkaart te gebruik vir sulke toepassings om die klankbane van u rekenaar se moederbord te beskadig as iets skeefloop. 'N Paar 3,5 mm -oudiokabelkabels en 3,5 mm -uitbreekmodules is baie handig vir die koppeling van stroombane, luidsprekers en meer met die poorte op die USB -klankkaart.

Benewens die gebruik met GNU Octave, dryf daar ook 'n paar oulike projekte vir die oscilloskope van klankkaarte waarmee u seine van 'n voldoende lae frekwensie kan 'plot' wat deur 'n mikrorekenaar -klankkaart geneem kan word.

Stap 5: Oudioseine in GNU Octave

Octave het 'n paar baie nuttige klankverwerkingsfunksies.

Hierdie video (en ander) van Dan Prince is 'n goeie begin:

Video - Leer oudio DSP 1: aan die gang met die maak van sinus ossillator

Video - Leer oudio DSP 2: basiese golfvorms en steekproefneming

Stap 6: Oudio -toetsbed - twee opsies

Die klanktoetsbed is nuttig om oudio -frekwensie seine op twee kanale af te luister (stereo links, regs of enige ander twee seine). Vir elke kanaal kan 'n lyn-invoer versterk word, gevisualiseer word deur 'n LED-vlakaanwyser en uiteindelik na 'n klankluidspreker van 40 mm gestuur word.

VERGADERINGSOPSIES

Die klanktoetsbed kan as afsonderlike gekoppelde modules of as 'n enkele geïntegreerde platform saamgestel word. Besluit watter opsie u verkies voordat u begin monteer en volg die ooreenstemmende stap in hierdie gids.

VERSTERKER

Die twee klankversterkers is gebaseer op die LM386 geïntegreerde stroombaan (wiki).

LED VLAK INDIKATOR

Die twee vlakaanwysers is gebaseer op die KA2284 geïntegreerde stroombaan (datablad).

Stap 7: Monteeropsie 1 - Afsonderlike modules

As u besluit om die klanktoetsbed as afsonderlike gekoppelde modules te monteer, moet u die twee klankversterker en twee vlak aanwysermodules as aparte kits saamstel.

Oudioversterker

• Begin met die twee aksiale weerstande (nie gepolariseer nie)
• R1 is 1K Ohm (bruin, swart, swart, bruin, bruin)
• R2 is DNP (moet nie ingevul word nie)
• R10 is 4,7K Ohm (geel, pers, swart, bruinbruin)
• Installeer dan die twee klein keramiek -kapasitors
• C5 en C8 is albei klein "104" kappies (nie gepolariseer nie)
• Volgende soldeer in die 8 -pins DIP -aansluiting (let op syskerm -oriëntasie)
• Plaas die skyfie nadat die houer gesoldeer is
• Die drie elektrolitiese doppe C6, C7, C9 is gepolariseer
• Vir kappies is die "-" lood (kort draad) half op die syskerm
• Die LED is gepolariseer met "+" -merk vir die lang draad
• Soldeer die oorblywende komponente
• Koppel die luidspreker aan die "SP" -opskrif
• Krag met 3-12V (voorbeeld: micoUSB-uitbreek vir 5V)

KLANKVLAK -INDIKATOR

• Begin met die twee aksiale weerstande (nie gepolariseer nie)
• R1 is 100 ohm (bruin, swart, swart, swart, bruin)
• R2 is 10K Ohm (bruin, swart, swart, rooi, bruin)
• Die KA2284 SIP (enkel inlyn pakket) is skuins op pen 1
• Die SIP -merk vir die syskerm toon 'n boks vir pen 1
• Let daarop dat die twee kappies C1 en C2 verskillende waardes is
• Pas hulle by die PCB en plaas die lang draad in die "+" gat
• Nou is D5 rooi LED, ander vier D1-D4 is groen
• LED's is gepolariseer met 'n lang draad na '+' gat
• Die trimmerpotensiometer en kopstukke pas soos aangedui
• Koppel sein soos t klankinvoer
• Krag met 3,5-12V (voorbeeld: microUSB-uitbreek vir 5V)

Stap 8: Monteeropsie 2 - Geïntegreerde platform

As u kies om die klanktoetsbed as 'n geïntegreerde platform te monteer, word geselekteerde komponente uit die vier modulestelle (twee klankversterkers en twee vlakaanwysers) aan die eksklusiewe klank -toetsbed PCB gesoldeer, saam met twee 40 mm -luidsprekers en 'n microUSB -uitbraak vir 5V -krag.

• Begin met die aksiale weerstande (nie gepolariseer nie)
• R2 en R9 is 4,7K Ohm (geel, pers, swart, bruin, bruin)
• R3 en R10 is DNP (word nie ingevul nie)
• R4 is 1K Ohm (bruin, swart, swart, bruin, bruin)
• R5 en R11 is 100 Ohm (bruin, swart, swart, swart, bruin)
• R6 en R12 is 10K Ohm (bruin, swart, swart, rooi, bruin)
• Soldeer dan die voetstukke vir IC1 en IC2
• Steek skyfies in nadat die voetstukke gesoldeer is
• Volgende soldeer vier klein keramiekdoppies C4, C5, C10, C11
• Die keramiekdeksels is gemerk "104" en is nie gepolariseer nie
• Die nege elektrolitiese doppe word gepolariseer met 'n "+" vir die lang draad
• C1 is 1000uF
• C2 en C8 is 100uF
• C3, C6, C9, C12 is 10uF
• C7 en C13 is 2.2uF
• Die elf LED's is gepolariseer
• Die kort draad "-" gaan in die gat naby die plat kant van die sirkel
• Twee rooi LED's gaan na die buitenste LED -pad aan elke kant
• Die vier binne -LED's aan elke kant is groen
• 'N Enkele helder/blou LED (van een versterkerstel) is in die middel
• Die KA2284 SIP (enkel inlyn pakket) is skuins op pen 1
• Die USB -uitbraak lê plat op die PCB met penne deur albei borde
• Die 3,5 mm -aansluiting, trimmers en potte word geïnstalleer soos aan boord aangedui
• Warm gomluidsprekers op die PCB voordat dit met afgesnyde leidings gesoldeer word
• Krag via microUSB -uitbraak (5V)

Stap 9: Seinopwekker

Die funksiegeneratorstel het 'n geïntegreerde stroombaan (XR2206) (datablad) en 'n lasergesnyde akrielomhulsel. Dit is in staat om sinus-, driehoek- en vierkantsgolfuitsetseine te genereer in die 1-1, 000, 000 Hz frekwensiebereik.

Spesifikasies

• Spanning: 9-12V DC-ingang
• Golfvorms: vierkant, sinus en driehoek
• Impedansie: 600 Ohm + 10%
• Frekwensie: 1Hz - 1MHz

SINUSGOLF

• Amplitude: 0 - 3V by 9V DC ingang
• Vervorming: Minder as 1% (by 1kHz)
• Vlak: +0.05dB 1Hz - 100kHz

VIERKANTGOLF

• Amplitude: 8V (geen las) by 9V DC ingang
• Stygtyd: Minder as 50ns (by 1kHz)
• Val tyd: Minder as 30ns (by 1kHz)
• Simmetrie: Minder as 5% (by 1kHz)

DRIEHOEKGOLF

• Amplitude: 0 - 3V by 9V DC ingang
• Lineariteit: Minder as 1% (tot 100kHz) 10m

Stap 10: HackLife

Dankie dat u by HackerBox -lede regoor die wêreld aangesluit het, Livin 'the HackLife.

As u hierdie instruksies geniet het en u wil hê dat elke maand 'n koel bok met elektroniese en rekenaartegnologiese projekte op u posbus moet kom, sluit dan aan by die revolusie deur na HackerBoxes.com te gaan en in te teken om ons maandelikse verrassingskissie te ontvang.

Reik uit en deel u sukses in die kommentaar hieronder of op die HackerBoxes Facebook -bladsy. Laat weet ons beslis as u vrae het of hulp nodig het met iets. Dankie dat u deel was van HackerBoxes!