HackerBox 0037: WaveRunner: 10 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Ngayong buwan, ang mga HackerBox Hacker ay nagsisiyasat ng mga signal ng alon at mga testbode ng pagpoproseso ng signal ng signal sa loob ng mga kapaligiran sa digital na computing pati na rin ang mga instrumento ng analog electronic test. Ang Instructable na ito ay naglalaman ng impormasyon para sa pagsisimula sa HackerBox # 0037, na maaaring mabili dito habang tumatagal ang mga supply. Gayundin, kung nais mong makatanggap ng isang HackerBox tulad ng karapatang ito sa iyong mailbox bawat buwan, mangyaring mag-subscribe sa HackerBoxes.com at sumali sa rebolusyon!

Mga Paksa at Mga Layunin sa Pag-aaral para sa HackerBox 0037:

• I-install at i-configure ang GNU Octave software
• Kinakatawan at manipulahin ang mga signal ng alon sa loob ng isang computer
• Galugarin ang pagpapaandar ng pagproseso ng audio ng GNU Octave
• Mga signal ng pares na audio sa pagitan ng isang computer at panlabas na hardware
• Magtipon ng mga audio testbed gamit ang mga amplifier at antas ng tagapagpahiwatig
• Bumuo ng isang 1MHz na maramihang-waveform signal generator

Ang HackerBoxes ay ang buwanang serbisyo sa kahon ng subscription para sa DIY electronics at computer technology. Kami ay mga libangan, gumagawa, at eksperimento. Kami ang nangangarap ng mga pangarap.

HACK ANG PLANET

Hakbang 1: HackerBox 0037: Mga Nilalaman sa Kahon

• XR2206 Signal Generator Kit
• Laser-Cut Acrylic Enclosure para sa Signal Generator
• Eksklusibong Audio Tested PCB
• Dalawang LM386 Audio Amplifier Kit
• Dalawang Mga K22 Tagapagpahiwatig ng Antas ng Audio ng KA2284
• USB Sound Card
• Dalawang 40mm 3W Speaker
• Itakda ng Mga Alligator Clip Leads
• Dalawang 3.5mm Audio Patch Cables
• Dalawang 3.5mm Audio Breakout Module
• microUSB Breakout Module
• 9V Battery Clip na may Barrel para sa Signal Generator
• Eksklusibong Decal ng Cloud Computing
• Eksklusibong HackLife Beanie Hat

Ilang iba pang mga bagay na makakatulong:

• Panghinang, bakal, at pangunahing mga tool sa paghihinang
• Computer para sa pagpapatakbo ng GNU Octave at iba pang software
• Isang 9V na Baterya
• Isang cool na ulo para sa pampalakasan HackLife Beanie Hat

Pinakamahalaga, kakailanganin mo ang isang pakiramdam ng pakikipagsapalaran, espiritu ng hacker, pasensya, at pag-usisa. Ang pagbuo at pag-eksperimento sa electronics, habang napaka-rewarding, ay maaaring maging nakakalito, mapaghamong, at kahit nakakainis minsan. Ang layunin ay pag-unlad, hindi pagiging perpekto. Kapag nagpumilit ka at nasisiyahan sa pakikipagsapalaran, maraming kasiyahan ang maaaring makuha mula sa libangan na ito. Nasiyahan kaming lahat sa livin 'ang HackLife, pag-aaral ng bagong teknolohiya, at pagbuo ng mga cool na proyekto. Dahan-dahang gawin ang bawat hakbang, isipin ang mga detalye, at huwag matakot na humingi ng tulong.

Mayroong isang kayamanan ng impormasyon para sa kasalukuyan, at inaasahang, mga kasapi sa HackerBoxes FAQ.

Hakbang 2: Mga Wave

Ang isang alon ay isang kaguluhan na naglilipat ng enerhiya sa pamamagitan ng bagay o puwang, na may kaunti o walang kaugnay na paglipat ng masa. Ang mga alon ay binubuo ng mga oscillation o vibrations ng isang pisikal na daluyan o isang patlang, sa paligid ng medyo naayos na mga lokasyon. Mula sa pananaw ng matematika, ang mga alon, bilang mga pagpapaandar ng oras at espasyo, ay isang klase ng mga signal. (Wikipedia)

Hakbang 3: GNU Octave

Ang GNU Octave software ay isang pinapaboran na platform para sa kumakatawan at pagmamanipula ng mga waveform sa loob ng isang computer. Nagtatampok ang Octave ng isang mataas na antas ng wika ng programa na pangunahing nilalayon para sa mga pagkalkula sa bilang. Kapaki-pakinabang ang Octave para sa pagganap ng iba't ibang mga eksperimento sa bilang gamit ang isang wika na halos katugma sa MATLAB. Bilang bahagi ng GNU Project, ang Octave ay libreng software sa ilalim ng mga tuntunin ng GNU General Public Lisensya. Ang Octave ay isa sa mga pangunahing libreng kahalili sa MATLAB, ang iba ay Scilab at FreeMat.

Sundin ang link sa itaas upang mag-download at mag-install ng Octave para sa anumang OS.

Tutorial: Pagsisimula sa Octave

Mga Octave Video Tutorial mula sa DrapsTV:

1. Panimula at Pag-setup
2. Pangunahing Mga Operasyon
3. Naglo-load, Nagse-save, at Gumagamit ng Data
4. Plotting Data
5. Mga Pahayag ng Pagkontrol
6. Mga pagpapaandar

Habang sa labas ng aming saklaw dito ng pangunahing mga alon at pagproseso ng audio, maaari kang makahanap ng ilang materyal na pamumulaklak ng isip upang gumana sa Octave sa pamamagitan ng paghahanap ng mga paksa sa MATLAB tulad ng "DSP IN MATLAB" o "NEural NETWORKS SA MATLAB". Ito ay isang napakalakas na platform. Ang butas ng kuneho ay napakalalim.

Hakbang 4: Audio Signal Interfacing

Ang mga signal ng dalas ng audio na nilikha sa loob ng isang computer ay maaaring isama sa panlabas na hardware gamit ang output ng speaker ng isang sound card. Katulad nito, ang input ng mikropono ng isang sound card ay maaaring magamit upang madaling mai-pares ang mga panlabas na signal ng dalas ng audio sa isang computer.

Ang paggamit ng isang USB sound card ay isang magandang ideya para sa mga naturang aplikasyon upang maiwasan ang pinsala sa audio circuitry ng iyong computer motherboard kung may mali. Ang isang pares ng 3.5mm audio patch cables at 3.5mm breakout module ay lubos na kapaki-pakinabang para sa interfacing circuit, speaker, at os sa mga port sa USB sound card.

Bilang karagdagan upang magamit sa GNU Octave, mayroong ilang mga cool na proyekto na lumulutang sa paligid para sa Sound Card Oscilloscope na hahayaan kang "magbalangkas" ng mga signal ng isang sapat na mababang dalas upang ma-sample ng isang microcomputer sound card.

Hakbang 5: Mga Audio Signal sa GNU Octave

Ang Octave ay may ilang talagang kapaki-pakinabang na pag-andar ng pagproseso ng audio.

Ang video na ito (at iba pa) na form Dan Prince ay isang mahusay na pagsisimula:

Video - Alamin ang Audio DSP 1: Pagsisimula sa Paggawa ng Sine Oscillator

Video - Alamin ang Audio DSP 2: Pangunahing Mga Waveform at Sampling

Hakbang 6: Audio Testbed - Dalawang Mga Pagpipilian

Kapaki-pakinabang ang Audio Testbed para sa pag-audition ng mga signal ng dalas ng audio sa dalawang mga channel (Kaliwang stereo, Kanan, o anumang iba pang dalawang signal). Para sa bawat channel, ang isang input sa antas ng linya ay maaaring mapalakas, mailarawan ng isang tagapagpahiwatig na antas ng LED, at sa wakas ay hinihimok sa isang 40mm audio speaker.

Mga Pagpipilian sa ASSEMBLY

Ang audio testbed ay maaaring tipunin bilang magkahiwalay na mga module na isinama o bilang isang solong isinamang platform. Magpasya kung aling pagpipilian ang gusto mo bago ka magsimula sa pagpupulong at sundin ang kaukulang hakbang sa gabay na ito.

AMPLIFIER

Ang dalawang audio amplifiers ay batay sa LM386 integrated circuit (wiki).

LED LEVEL INDICATOR

Ang mga tagapagpahiwatig ng dalawang antas ay batay sa integrated integrated circuit (datasheet) ng KA2284.

Hakbang 7: Pagpipilian sa Assembly 1 - Paghiwalayin ang Mga Modyul

Kapag nagpipili upang tipunin ang audio testbed bilang magkahiwalay na mga module na isinama, i-assemble lamang ang dalawang audio amplifier at dalawang antas ng mga module ng tagapagpahiwatig bilang magkahiwalay na mga kit.

AUDIO AMPLIFIER

• Magsimula sa dalawang resistors ng ehe (hindi nai-polarisa)
• Ang R1 ay 1K Ohm (kayumanggi, itim, itim, kayumanggi, kayumanggi)
• Ang R2 ay DNP (huwag lumagay sa populasyon)
• Ang R10 ay 4.7K Ohm (dilaw, lila, itim, kayumanggi kayumanggi)
• Susunod na i-install ang dalawang maliit na ceramic capacitor
• Ang C5 at C8 ay parehong maliit na "104" na mga cap (hindi nai-polarize)
• Susunod na panghinang sa 8pin DIP socket (tandaan ang oryentasyong silkscreen)
• Ipasok ang chip MATAPOS ang socket ay na-solder
• Ang tatlong electrolytic cap C6, C7, C9 ay naka-polarised
• Para sa mga takip, ang lilim na kalahati sa silkscreen ay "-" tingga (maikling kawad)
• Ang LED ay naka-polarisey sa markang "+" para sa mahabang kawad
• Paghinang ng natitirang mga bahagi
• Ikonekta ang speaker sa header na "SP"
• Lakas sa 3-12V (halimbawa: micoUSB breakout para sa 5V)

INDICATOR NG LEVEL NG AUDIO

• Magsimula sa dalawang resistors ng ehe (hindi nai-polarisa)
• Ang R1 ay 100 Ohms (kayumanggi, itim, itim, itim, kayumanggi)
• Ang R2 ay 10K Ohm (kayumanggi, itim, itim, pula, kayumanggi)
• Ang KA2284 SIP (solong inline package) ay naka-anggulo sa pin 1
• Ang pagmamarka ng SIP para sa silkscreen ay nagpapakita ng isang kahon para sa pin 1
• Tandaan na ang dalawang takip C1 at C2 ay magkakaibang halaga
• Itugma ang mga ito hanggang sa PCB at i-orient ang mahabang kawad sa butas na "+"
• Ngayon ang D5 ay pulang LED, ang apat na D1-D4 ay berde
• Ang mga LED ay naka-polariseze ng mahabang kawad sa butas na "+"
• Ang trimmer potentiometer at mga header ay magkasya tulad ng ipinakita
• Ikonekta ang signal tulad ng t audio input
• Lakas na may 3.5-12V (halimbawa: microUSB breakout para sa 5V)

Hakbang 8: Pagpipilian sa Assembly 2 - Pinagsamang Platform

Kapag pumipili upang tipunin ang audio testbed bilang isang pinagsamang platform, pumili ng mga sangkap mula sa apat na module kit (dalawang audio amplifiers at dalawang antas na tagapagpahiwatig) ay solder sa eksklusibong audio testbed PCB kasama ang dalawang 40mm speaker at isang microUSB breakout para sa 5V na lakas.

• Magsimula sa mga resistors ng ehe (hindi nai-polarize)
• Ang R2 at R9 ay 4.7K Ohm (dilaw, lila, itim, kayumanggi, kayumanggi)
• Ang R3 at R10 ay DNP (huwag lumagay sa populasyon)
• Ang R4 ay 1K Ohm (kayumanggi, itim, itim, kayumanggi, kayumanggi)
• Ang R5 at R11 ay 100 Ohm (kayumanggi, itim, itim, itim, kayumanggi)
• Ang R6 at R12 ay 10K Ohm (kayumanggi, itim, itim, pula, kayumanggi)
• Susunod na paghihinang ng mga socket para sa IC1 at IC2
• Ipasok ang mga chips MATAPOS ang mga socket ay solder
• Susunod na panghinang ng apat na maliliit na ceramic cap C4, C5, C10, C11
• Ang mga ceramic cap ay minarkahan ng "104" at hindi nai-polarised
• Ang siyam na mga electrolytic cap ay naka-polarised sa isang "+" para sa mahabang kawad
• Ang C1 ay 1000uF
• Ang C2 at C8 ay 100uF
• Ang C3, C6, C9, C12 ay 10uF
• Ang C7 at C13 ay 2.2uF
• Ang labing-isang LEDs ay naka-polarised
• Ang maikling kawad na "-" ay papunta sa butas malapit sa patag na bahagi ng bilog
• Ang dalawang pulang LEDs ay pupunta sa pinakadulong LED pad sa bawat dulo
• Ang apat na panloob na mga LED na nakalinya sa bawat panig ay berde
• Ang isang singe na malinaw / asul na LED (mula sa isang Amp Kit) ay nasa gitna
• Ang KA2284 SIP (solong inline package) ay naka-anggulo sa pin 1
• Ang USB breakout ay namamalagi nang patag sa PCB na may mga pin sa pamamagitan ng parehong mga board
• Ang 3.5mm jack, trimmers, at kaldero ay naka-install tulad ng ipinakita sa board
• Mga hot speaker ng kola papunta sa PCB bago ang paghihinang na may mga trimmed lead
• Lakas sa pamamagitan ng microUSB breakout (5V)

Hakbang 9: Tagabuo ng Signal

Nagtatampok ang Function Generator Kit ng isang XR2206 Integrated Circuit (datasheet) at isang laser-cut acrylic enclosure. Ito ay may kakayahang bumuo ng mga signal ng output ng Sine, Triangle, at Square Wave sa 1-1, 000, 000 Hz na saklaw ng dalas.

Mga pagtutukoy

• Suplay ng Boltahe: 9-12V DC Input
• Mga Waveform: Square, Sine at Triangle
• Impedance: 600 Ohm + 10%
• Dalas: 1Hz - 1MHz

SINE WAVE

• Laki: 0 - 3V sa 9V DC input
• Pagbaluktot: Mas mababa sa 1% (sa 1kHz)
• Flatness: + 0.05dB 1Hz - 100kHz

SQUARE WAVE

• Laki: 8V (walang pag-load) sa 9V DC input
• Oras ng Pagtaas, Mas mababa sa 50ns (sa 1kHz)
• Oras ng Taglagas: Mas mababa sa 30ns (sa 1kHz)
• Simetrya: Mas mababa sa 5% (sa 1kHz)

TRIANGLE WAVE

• Laki: 0 - 3V sa 9V DC input
• Linearity: Mas mababa sa 1% (hanggang sa 100kHz) 10m

Hakbang 10: HackLife

Salamat sa pagsali sa mga miyembro ng HackerBox sa buong mundo na Livin 'the HackLife.

Kung nasiyahan ka sa Instructable na ito at nais mong magkaroon ng isang cool na kahon ng mga hackable electronics at mga computer tech na proyekto na bumaba sa iyong mailbox bawat buwan, mangyaring sumali sa rebolusyon sa pamamagitan ng pag-surf sa HackerBoxes.com at mag-subscribe upang matanggap ang aming buwanang kahon ng sorpresa.

Abutin at ibahagi ang iyong tagumpay sa mga komento sa ibaba o sa Pahina ng HackerBoxes Facebook. Tiyak na ipaalam sa amin kung mayroon kang anumang mga katanungan o kailangan ng tulong sa anumang bagay. Salamat sa pagiging bahagi ng HackerBoxes!