HackerBox 0037: WaveRunner: 10 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ebben a hónapban a HackerBox Hackerek hullámjeleket és hangjelfeldolgozó tesztlapokat vizsgálnak digitális számítástechnikai környezetekben, valamint analóg elektronikus vizsgálóeszközökben. Ez az útmutató tartalmazza a HackerBox #0037 használatának megkezdéséhez szükséges információkat, amelyek itt vásárolhatók meg, amíg a készlet tart. Továbbá, ha minden hónapban szeretne egy ilyen HackerBox -ot közvetlenül a postaládájába kapni, akkor iratkozzon fel a HackerBoxes.com webhelyen, és csatlakozzon a forradalomhoz!

A HackerBox 0037 témái és tanulási céljai:

• Telepítse és konfigurálja a GNU Octave szoftvert
• Hullámjelek ábrázolása és kezelése a számítógépen belül
• Fedezze fel a GNU Octave hangfeldolgozási funkcióit
• Párosítson hangjeleket a számítógép és a külső hardver között
• Szerelje össze az audio tesztpadokat erősítők és szintjelzők segítségével
• Készítsen egy 1 MHz-es több hullámú jelgenerátort

A HackerBoxes a barkács elektronika és a számítástechnika havi előfizetési doboz szolgáltatása. Hobbisták, gyártók és kísérletezők vagyunk. Mi vagyunk az álmok álmodói.

HACK a bolygó

1. lépés: HackerBox 0037: Doboz tartalma

• XR2206 jelgenerátor készlet
• Lézervágott akril ház jelgenerátorhoz
• Exkluzív audio tesztágy PCB
• Két LM386 audioerősítő készlet
• Két KA2284 hangszintjelző készlet
• USB hangkártya
• Két 40 mm -es 3 W -os hangszóró
• Alligátor klip vezetők halmaza
• Két 3,5 mm -es audio patch kábel
• Két 3,5 mm -es Audio Breakout modul
• microUSB Breakout modul
• 9 V -os elemcsipesz hordóval a jelgenerátorhoz
• Exkluzív felhőalapú számítástechnikai matrica
• Exkluzív HackLife sapka

Néhány más hasznos dolog:

• Forrasztópáka, forrasztó és alapvető forrasztószerszámok
• Számítógép a GNU Octave és más szoftverek futtatásához
• Egy 9V -os akkumulátor
• Egy jó fej a sportos HackLife sapka sapkához

A legfontosabb, hogy kalandérzékre, hacker szellemre, türelemre és kíváncsiságra lesz szüksége. Az elektronika építése és kísérletezése, bár nagyon kifizetődő, bonyolult, kihívásokkal teli és néha frusztráló is lehet. A cél a haladás, nem a tökéletesség. Ha kitart és élvezi a kalandot, sok elégedettség származhat ebből a hobbiból. Mindannyian élvezzük a HackLife életét, új technológiákat tanulunk és remek projekteket építünk. Lépjen minden lépést lassan, vegye figyelembe a részleteket, és ne féljen segítséget kérni.

Rengeteg információ található a HackerBoxes GYIK jelenlegi és leendő tagjainak.

2. lépés: Hullámok

A hullám olyan zavar, amely energiát továbbít az anyagon vagy a téren keresztül, és a tömegátvitel kicsi vagy nincs. A hullámok fizikai közeg vagy mező rezgéseiből vagy rezgéseiből állnak, viszonylag rögzített helyek körül. A matematika szempontjából a hullámok, mint az idő és a tér függvényei, a jelek egy osztálya. (Wikipédia)

3. lépés: GNU Octave

A GNU Octave szoftver egy kedvelt platform a számítógépen belüli hullámformák ábrázolására és kezelésére. Az Octave magas szintű programozási nyelvet tartalmaz, elsősorban numerikus számításokhoz. Az Octave hasznos különféle numerikus kísérletek elvégzéséhez a MATLAB -szal kompatibilis nyelven. A GNU projekt részeként az Octave ingyenes szoftver a GNU General Public License feltételei szerint. Az Octave a MATLAB egyik fő ingyenes alternatívája, mások a Scilab és a FreeMat.

Kövesse a fenti linket az Octave bármely operációs rendszerhez való letöltéséhez és telepítéséhez.

Oktatóanyag: Az Octave első lépései

Octave videó oktatóanyagok a DrapsTV -től:

1. Bevezetés és beállítás
2. Alapműveletek
3. Adatok betöltése, mentése és használata
4. Adatok ábrázolása
5. Ellenőrzési nyilatkozatok
6. Funkciók

Jóllehet az alapvető hullámok és hangfeldolgozás körén kívül, találunk valami elgondolkodtató anyagot az Octave -ban, ha olyan MATLAB -témákat keres, mint a "DSP IN MATLAB" vagy a "NEURAL NETWORKS IN MATLAB". Ez egy nagyon erős platform. A nyúllyuk elég mélyre nyúlik.

4. lépés: Hangjel interfész

A számítógépen létrehozott hangfrekvenciás jelek a hangkártya hangszóró kimenetével külső hardverhez kapcsolhatók. Hasonlóképpen, a hangkártya mikrofonbemenetével könnyen csatlakoztathatók a külső hangfrekvenciás jelek a számítógéphez.

Az USB -hangkártya használata jó ötlet az ilyen alkalmazásokhoz, hogy megakadályozza a számítógép alaplapja hang áramkörének károsodását, ha valami baj történne. Néhány 3,5 mm -es audio patch kábel és 3,5 mm -es kitörési modul nagyon hasznos az áramkörök, hangszórók és az USB -hangkártya portjaival való összekapcsoláshoz.

A GNU Octave -nal való használat mellett néhány remek projekt lebeg a hangkártya -oszcilloszkópok számára, amelyek lehetővé teszik a kellően alacsony frekvenciájú jelek "ábrázolását" egy mikroszámítógépes hangkártya mintavételezéséhez.

5. lépés: Hangjelzések a GNU Octave -ban

Az Octave valóban hasznos hangfeldolgozási funkciókkal rendelkezik.

Ez a videó (és mások) Dan Prince -ből remek kezdet:

Videó - Ismerje meg az audio DSP 1 -et: Az első lépések A szinuszoszcillátor készítése

Videó - Ismerje meg az audio DSP 2 -t: alapvető hullámformák és mintavétel

6. lépés: Audio tesztágy - két lehetőség

Az Audio Testbed két hangcsatorna (bal, jobb, vagy bármely másik két jel) hangfrekvenciás jeleinek meghallgatásához hasznos. Minden csatorna esetében egy vonalszintű bemenet erősíthető, láthatóvá válik egy LED-szintjelzővel, és végül egy 40 mm-es hangszóróra vezethető.

SZERELÉSI LEHETŐSÉGEK

Az audio tesztágy külön összekapcsolt modulként vagy egyetlen integrált platformként szerelhető össze. Az összeszerelés megkezdése előtt döntse el, melyik opciót részesíti előnyben, és kövesse az útmutató megfelelő lépését.

ERŐSÍTŐ

A két audió erősítő az LM386 integrált áramkörön (wiki) alapul.

LED SZINTJELZŐ

A két szintjelző a KA2284 integrált áramkörön (adatlapon) alapul.

7. lépés: 1. összeszerelési lehetőség - különálló modulok

Amikor úgy dönt, hogy az audio tesztágyat külön csatolt modulként szereli össze, egyszerűen szerelje össze a két audió erősítőt és két szintjelző modult külön készletként.

HANGERŐSÍTŐ

• Kezdje a két tengelyirányú ellenállással (nem polarizált)
• R1 1K ohm (barna, fekete, fekete, barna, barna)
• R2 DNP (ne töltse ki)
• R10 4,7K ohm (sárga, lila, fekete, barna barna)
• Ezután telepítse a két kis kerámia kondenzátort
• A C5 és a C8 egyaránt kicsi "104" sapka (nem polarizált)
• Következő forrasztás a 8 pólusú DIP aljzatban (jegyezze fel a szitanyomás irányát)
• Helyezze be a forgácsot, miután az aljzat be volt forrasztva
• A három C6, C7, C9 elektrolitikus kupak polarizált
• A sapkák esetében a selyemképernyő árnyékolt fele "-" ólom (rövid vezeték)
• A LED polarizált "+" jelzéssel rendelkezik a hosszú vezetékhez
• A többi komponenst forrasztja
• Csatlakoztassa a hangszórót az "SP" fejléchez
• Tápellátás 3-12 V-tal (példa: micoUSB megszakítás 5 V-ra)

HANGSZINT KIJELZŐ

• Kezdje a két tengelyirányú ellenállással (nem polarizált)
• R1 100 Ohm (barna, fekete, fekete, fekete, barna)
• R2 10K ohm (barna, fekete, fekete, piros, barna)
• A KA2284 SIP (egyetlen soros csomag) az 1. tüskén van szögben
• A szitanyomás SIP -jelölése egy dobozt mutat az 1 -es tűhöz
• Vegye figyelembe, hogy a két C1 és C2 sapka különböző érték
• Illessze őket a NYÁK -ba, és irányítsa a hosszú vezetéket a "+" lyukhoz
• Most a D5 piros LED, a többi négy D1-D4 zöld
• A LED -ek hosszú vezetékkel polarizáltak a "+" lyukhoz
• A trimmer potenciométere és a fejrészek az ábrán látható módon illeszkednek
• Csatlakoztassa a jelet, mint a t audio bemenet
• Tápellátás 3,5-12 V-tal (példa: microUSB megszakítás 5 V-ra)

8. lépés: 2. összeszerelési lehetőség - integrált platform

Amikor úgy dönt, hogy integrálja az audio tesztágyat integrált platformként, akkor a négy modulkészletből kiválasztott alkatrészeket (két audió erősítőt és két szintjelzőt) forrasztanak az exkluzív hangteszt PCB -hez, két 40 mm -es hangszóróval és egy microUSB megszakítóval az 5 V -os tápellátáshoz.

• Kezdje az axiális ellenállásokkal (nem polarizált)
• R2 és R9 4,7K ohm (sárga, lila, fekete, barna, barna)
• R3 és R10 DNP (ne töltse ki)
• R4 1K ohm (barna, fekete, fekete, barna, barna)
• R5 és R11 100 Ohm (barna, fekete, fekete, fekete, barna)
• R6 és R12 10K ohm (barna, fekete, fekete, piros, barna)
• Ezután forrasztja be az IC1 és IC2 aljzatokat
• Helyezze be a forgácsot, miután az aljzatok forrasztottak
• Ezután forrasztjon négy kis kerámia kupakot C4, C5, C10, C11
• A kerámia kupakok "104" jelzéssel vannak ellátva, és nem polarizáltak
• A kilenc elektrolitsapka polarizált "+" jelzéssel a hosszú huzalhoz
• A C1 1000uF
• C2 és C8 100uF
• A C3, C6, C9, C12 10uF
• A C7 és a C13 2,2uF
• A tizenegy LED polarizált
• A rövid vezeték "-" a kör lapos oldalához közeli lyukba megy
• Két piros LED megy a legkülső LED padhoz mindkét végén
• A négy belső LED mindkét oldalon zöld
• Középen egy átlátszó/kék LED (egy erősítőkészletből)
• A KA2284 SIP (egyetlen soros csomag) az 1. tüskén van szögben
• Az USB -megszakítás laposan helyezkedik el a NYÁK -on, mindkét táblán keresztül
• A 3,5 mm -es jack, a vágók és a fazekak a fedélzeten látható módon vannak felszerelve
• Forró ragasztó hangszórók a NYÁK -ra, a vágott vezetékekkel való forrasztás előtt
• Tápellátás microUSB megszakításon keresztül (5V)

9. lépés: Jelgenerátor

A funkciógenerátor készlet XR2206 integrált áramkört (adatlap) és lézerrel vágott akril házat tartalmaz. Képes szinusz, háromszög és négyzethullám kimeneti jeleket generálni az 1-1 000 000 Hz frekvenciatartományban.

Specifikációk

• Feszültség: 9-12V DC bemenet
• Hullámformák: négyzet, szinusz és háromszög
• Impedancia: 600 Ohm + 10%
• Frekvencia: 1Hz - 1MHz

SZINUSZOS HULLÁM

• Amplitúdó: 0 - 3 V 9 V DC bemeneten
• Torzítás: Kevesebb mint 1% (1 kHz -en)
• Laposság: +0,05 dB 1 Hz - 100 kHz

NÉGYHULLÁM

• Amplitúdó: 8V (terhelés nélkül) 9V DC bemeneten
• Felemelkedési idő: Kevesebb mint 50ns (1 kHz -en)
• Esési idő: Kevesebb mint 30ns (1 kHz -en)
• Szimmetria: Kevesebb mint 5% (1 kHz -en)

HÁROMSZÖGHULLÁM

• Amplitúdó: 0 - 3V 9V DC bemeneten
• Linearitás: Kevesebb mint 1% (100 kHz -ig) 10 m

10. lépés: HackLife

Köszönjük, hogy csatlakozott a HackerBox tagjaihoz szerte a világon Livin 'the HackLife.

Ha élvezte ezt az Instructable programot, és szeretné, ha havonta egy feltörhető elektronikai és számítástechnikai projektek hűvös doboza érkezne a postaládájába, kérjük, csatlakozzon a forradalomhoz, böngészve a HackerBoxes.com oldalon, és iratkozzon fel havi meglepetésdobozunkhoz.

Vegye fel a kapcsolatot és ossza meg sikerét az alábbi megjegyzésekben vagy a HackerBoxes Facebook -oldalán. Feltétlenül tudassa velünk, ha kérdése van, vagy segítségre van szüksége. Köszönjük, hogy a HackerBoxes tagja lehetsz!