স্পার্টান ভয়েস চেঞ্জার হেলমেট: 14 টি ধাপ (ছবি সহ)

2025 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2025-01-23 14:36

হ্যালো! আমরা সোরবোন বিশ্ববিদ্যালয়ের পলিটেকনিক স্কুল থেকে 4 জন শিক্ষার্থীর একটি দল:

• লুই বুচার্ট
• বিলাল মেলেহি
• বাও টিনহ পিয়ট
• মার্কো লংপে

এই প্রকল্পটি আমাদের অধ্যয়নের অংশ হিসাবে উপলব্ধি করা হয়েছে, এবং আমাদের অনেকগুলি সরঞ্জাম হাতে নেওয়ার পাশাপাশি আমাদের তাত্ত্বিক কৃতিত্ব প্রদর্শন করার লক্ষ্য রয়েছে।

বিখ্যাত বস্তুটি একটি নির্দিষ্ট ভিডিও গেমের নায়কের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ হেলমেটের চেহারা ধারণ করে যার নাম হারিয়ে যাবে। ডিজাইনের দিকের জন্যও আমাদের একটি স্ক্রিন রয়েছে যা স্পিকার থেকে বেরিয়ে আসা অডিও সিগন্যালের ফুরিয়ার রূপান্তর প্রদর্শন করে। এই হেডসেটটির উদ্দেশ্য হল বেশ কয়েকটি নির্বাচনযোগ্য প্রভাব ব্যবহার করে রিয়েল টাইমে ক্যারিয়ারের ভয়েস পরিবর্তন করা।

শিক্ষাগত লক্ষ্য:

• একটি মাইক্রোফোন থেকে শব্দ ক্যাপচার করুন
• পরিবর্ধন, ফিল্টার, সংকেত ডিজিটাইজ করুন
• একটি সংকেতের FFT উপলব্ধি করুন
• একটি স্ক্রিনে এই FFT দেখান
• সংকেত সংশ্লেষণ
• একটি স্পিকার থেকে একটি শব্দ বের করুন
• অডিও শব্দের উপর প্রভাব উপলব্ধি (প্রতিধ্বনি, প্রতিধ্বনি, ইত্যাদি …)

এখন যেহেতু আমরা পটভূমি রেখেছি এবং প্রকল্পটি উপস্থাপন করেছি, এটি আপনার হাত পাওয়ার সময়!

ধাপ 1: প্রয়োজনীয়তা 1/3 - হার্ডওয়্যার

সফলভাবে আপনার হেলমেট তৈরির জন্য, ডিভাইসটি চালানোর জন্য আমাদের কিছু হার্ডওয়্যার প্রয়োজন হবে।

• DE0-Nano-SoC ডেভেলপমেন্ট বোর্ড দ্বারা Terasic + Adafruit TFT LCD Screen (Arduino)
• হেলমেট তৈরির জন্য একটি 3D প্রিন্টারে অ্যাক্সেস (যদি আপনি বিশ্ববিদ্যালয়ের ছাত্র হন তবে আপনার বিশ্ববিদ্যালয়ের কাছাকাছি চলে যান, কিছু কিছু ল্যাব শিক্ষার্থীদের কাছে অ্যাক্সেসযোগ্য)
• একটি ইন্টারনেট সংযোগ এবং সর্বনিম্ন সংযোগের একটি কম্পিউটার (ইউএসবি, ইথারনেট)। আপনার কম্পিউটারেও একটি শক্তিশালী প্রসেসর থাকা দরকার কারণ Qsys- এ প্রোগ্রামগুলি কম্পাইল করা অনেক সময় নেয়।
• (প্রয়োজন নেই) একটি প্রিন্টার যা সার্কিটের আকার সংকুচিত করার জন্য Gerber ফাইল থেকে প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড (PCB) তৈরি করে + পিসিবিতে উপাদানগুলি রাখার জন্য একটি সোল্ডারিং লোহা।
• (দৃly়ভাবে প্রস্তাবিত): আমাদের নির্দেশের সাথে আপনার কাজ উপভোগ করার জন্য একটি ভাল কফি:)

ধাপ 2: প্রয়োজনীয়তা 2/3 - আপনার সার্কিটের উপাদান

আপনার সার্কিটের জন্য প্রয়োজনীয় উপাদানগুলি এখানে:

• টেক্সাস যন্ত্র LM386 এবি ক্লাস অডিও পরিবর্ধক
• ব্রেডবোর্ড
• পুরুষ-পুরুষ, পুরুষ-মহিলা তারের সেট
• LM358P ডিজিটাল-টু-অ্যানালোহ কনভার্টার (DAC)
• স্পিকার
• এনালগিকাল সার্কিটে ব্যবহৃত ছোট মাইক্রোফোন
• 1kOhm থেকে 220kOhm পর্যন্ত প্রতিরোধক একটি গেম সেট
• ক্যাপাসিটর 1.5nF
• ক্যাপাসিটর 50nF
• ক্যাপাসিটর 100nF
• ক্যাপাসিটর 100uF
• ক্যাপাসিটর 220uF
• x4 ক্যাপাসিটার 10uF

ধাপ 3: প্রয়োজনীয়তা 3/3 - সফটওয়্যার

সর্বশেষ কিন্তু অন্তত নয়, আপনার সফ্টওয়্যার প্রয়োজন হবে:

• কোয়ার্টাস 15.1: লাইট সংস্করণ
• একটি সি কম্পাইলার (উদাহরণস্বরূপ gcc)
• PCB ডিজাইনের জন্য Altium

• এসওসি মানচিত্রের সাথে যোগাযোগের জন্য আল্টেরার এসওসি এমবেডেড স্যুট

• পুটি

ধাপ 4: ইনপুট সার্কিট

আসুন সার্কিট তৈরি করি। সার্কিটের উপরের ছবিটি আপনার ব্রেডবোর্ডে একত্রিত করার জন্য ব্যবহার করুন। আপনি কীভাবে ব্রেডবোর্ড এবং সার্কিটের ছবি দেখতে পাবেন পিনগুলি কীভাবে সংযুক্ত রয়েছে তা দেখতে। পুরো সার্কিটটি 5V ডাইরেক্ট কারেন্ট (DC) দিয়ে চালিত। এর জন্য, আপনি একটি USB-B রূপান্তরকারী বা একটি ফাংশন জেনারেটর সহ একটি 5V ব্যাটারি ব্যবহার করতে পারেন।

কিছু অনুস্মারক:

• 5V পাওয়ার সাপ্লাই এবং মাটি ব্রেডবোর্ডের পৃথক অনুভূমিক লাইনে সংযুক্ত
• আপনি যদি 2 টি উপাদান সমান্তরালভাবে সংযুক্ত করতে চান তবে সেগুলিকে ব্রেডবোর্ডের একটি সাধারণ লাইনে রাখুন
• আপনি যদি 2 টি সিরিয়াল উপাদান সংযুক্ত করতে চান, তবে কম্পোমেন্টগুলিকে অবশ্যই ব্রেডবোর্ডের একটি সাধারণ লাইনে একটি পিন থাকতে হবে।

কিভাবে একটি ব্রেডবোর্ড ব্যবহার করতে হয় এবং তার উপর একটি সার্কিট বোল্ড করতে হয় তার জন্য ডেডিকেটেড টিউটোরিয়াল দেখতে দ্বিধা করবেন না। এছাড়াও LM358P অডিও পরিবর্ধকের পিন অবস্থানটি সাবধানে পড়তে ভুলবেন না (উপরের ছবিটি দেখুন)

ধাপ 5: আউটপুট সার্কিট

ধাপ as-এর মতো একই নির্দেশনা। চারটি ইনপুট: SDI, CS নয়, SCK নয়, LDAC নয় আপনার DE0-Nano-Soc বোর্ড থেকে। এগুলো কিভাবে তৈরি করা যায় তা আমরা পরে দেখব।

LM386 অডিও এম্প্লিফায়ারের পিন অবস্থানগুলি সাবধানে পড়তে ভুলবেন না (উপরের ছবিটি দেখুন)

ধাপ 6: চ্ছিক] মুদ্রিত সার্কিট বোরাড এবং সোল্ডারিং উপাদান তৈরি করা

আপনি যদি একটি সার্কিট বোর্ড প্রিন্টারের মালিক হওয়ার জন্য যথেষ্ট ভাগ্যবান হন বা একটি ব্যবহার করতে সক্ষম হন, তাহলে আমরা আমাদের নিজস্ব প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড (PCB) তৈরি করতে যাচ্ছি। মনে রাখবেন যে এই পদক্ষেপটি চ্ছিক। এই ধাপটি কেবল আপনার সার্কিটকে একটি ব্রেডবোর্ড থেকে একটি পিসিবিতে সরানোর জন্য গঠিত।

আপনি এই 2 GERBER ফাইল প্রয়োজন হবে।

এই ফাইলগুলি আলটিয়ামে তৈরি করা হয়েছিল। আপনার PCB প্রিন্টার সফ্টওয়্যারে সেগুলি ব্যবহার করুন যাতে আপনার PCB প্রিন্ট করা যায়। একবার আপনি আপনার পিসিবি পেয়ে গেলে, নিশ্চিত করুন যে আপনার পিসিবি পরিষ্কার এবং ট্র্যাকগুলি সঠিকভাবে মুদ্রিত হয়েছে।

এখন আসল আসল চুক্তি: সোল্ডারিং। উপরের 2 টি ছবি হল PCB- এর সার্কিটের মানচিত্র। প্রতিটি উপাদানের নাম আছে (R6, C4, MK1 ইত্যাদি)। ধাপ 4 এবং 5 এর ছবিগুলি উপাদানগুলির পরামিতিগুলি দেখায় (প্রতিরোধ, পরিবাহিতা..)। আপনার রুটিবোর্ড থেকে পিসিবিতে প্রতিটি উপাদান তাদের নাম অনুসারে রাখুন।

একবার আপনি আপনার সোল্ডারিং আয়রন দিয়ে সবকিছু সোল্ডার করার পরে, কোনও শর্ট সার্কিট আছে কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য ভোল্টমিটার দিয়ে প্রতিটি উপাদান পরীক্ষা করুন।

ধাপ 7: এসওসি সেটআপ

এসওসি সেটআপের বিষয়ে, আপনাকে টার্মিনালের মধ্যে এসওসি এমবেডেড স্যুটটিতে অন্তর্ভুক্ত কিছু কমান্ড এবং স্ক্রিপ্ট চালাতে হবে। এটি করার জন্য, আপনাকে কিছু $ PATH যোগ করতে হবে। যখন আপনি একটি কমান্ড চালাচ্ছেন তখন পথ দ্বারা প্রদত্ত ডিরেক্টরিগুলিতে একটি ফাইল অনুসন্ধান করার জন্য একটি টার্মিনালের মধ্যে PATH ব্যবহার করা হয়। এটি করার জন্য, নিম্নলিখিত কমান্ড লাইন টাইপ করুন:

PATH =/cygdrive/c/altera_lite/15.1/quartus/sopc_builder/bin: $ PATH রপ্তানি করুন

তারপর একটি sof ফাইল থেকে হেডার তৈরি করতে কমান্ড লাইন টাইপ করুন। আপনি কোয়ার্টাসে আপনার প্রকল্পটি সংকলন করে সোফ ফাইলটি পান। এটি করতে, টাইপ করুন:./generate_header।

ধাপ 8: প্রোগ্রামিং সি এইচপিএস

আমাদের এই অংশে 2 টি বিষয় অনুধাবন করতে হবে, যথা ADC এর মান পড়ুন এবং SPI তে লিখুন।

1. এডিসির মান পড়ুন

ADC যে মেমরিতে রয়েছে তার ঠিকানাটি সরাসরি অ্যাক্সেসযোগ্য নয়, আসলে কার্ডে উপস্থিত লিনাক্স সিস্টেম মেমরির একটি বিমূর্ততা স্থাপন করে। ADC ঠিকানাটি সত্যিই অ্যাক্সেস করতে আমরা mmap ফাংশন ব্যবহার করব।

"h2p_lw_spi_addr = ভার্চুয়াল_বেস + ((স্বাক্ষরবিহীন দীর্ঘ) (ALT_LWFPGASLVS_OFST + SPI_0_BASE) এবং (স্বাক্ষরবিহীন দীর্ঘ) (HW_REGS_MASK));"

এই নির্দেশনাটি এডিসির জন্য বরাদ্দকৃত মেমরির ঠিকানায় পৌঁছানোর জন্য বেস ঠিকানার শুরুতে একটি অফসেট যুক্ত করার অনুমতি দেয় এবং ফলস্বরূপ ঠিকানায় একটি যুক্তি সম্পাদন করে এবং মাস্কিংয়ের বিষয়টি বিবেচনায় নেয়।

এর পরে, প্রোগ্রামের পয়েন্টারটির মান পাওয়ার জন্য এটি কেবলমাত্র প্রয়োজনীয় হবে।

2. SPI তে ADC এর মান লিখ

ম্যানিপুলেশন অভিন্ন, এবার আমরা এমপিএকে অফসেট দিই এসপিআই কর্তৃক বরাদ্দ করা ঠিকানায়। এসপিআই -তে লেখার সময়, প্রযুক্তিগত ডকুমেন্টেশন উল্লেখ করে যে আপনাকে অবশ্যই অ্যাডসির মান + 1 ঠিকানায় লিখতে হবে।

"*(h2p_lw_spi_addr+1) = ((0x1 << 12) | *h2p_lw_adc_addr);"

এই নির্দেশনা আপনাকে SPI তে লিখতে দেয়। প্রকৃতপক্ষে বিট 4, তাই 1 << 12, বিট যা SPI সক্রিয় করতে দেয়। একটি যৌক্তিক OR দিয়ে, তাই আমরা SPI- কে অ্যাক্টিভেশন বিট এবং ADC- এর মান দুটোই দিই।

ধাপ 9: কার্ড থেকে ADC এর ডিজিটাল অধিগ্রহণ

প্রথমত, আপনাকে কন্ট্রোল প্যানেল -> নেটওয়ার্ক -> কার্ড পারমেসালের মাধ্যমে আপনার কম্পিউটারের ইথারনেট আইপি ঠিকানা সেট করতে হবে। কার্ড, সম্পত্তি, ipv4 ঠিকানার ইথারনেট ইন্টারফেস নির্বাচন করুন এবং একটি নির্দিষ্ট আইপি, একটি মাস্ক ইত্যাদি লিখুন …

পরবর্তী, মাইক্রো ইউএসবি কেবল দিয়ে পাওয়ার জ্যাক সাইড থেকে কার্ডটি সংযুক্ত করুন। কোয়ার্টাস প্রোগ্রামার খুলুন এবং রপ্তানি চালু করুন। এই ম্যানিপুলেশনটি কার্ডের প্রতিটি পাওয়ার অফের পরে পুনরায় করা হবে।

মাইক্রো ইউএসবি প্লাগ কেবল পরিবর্তন করুন, এই সময় ইথারনেট জ্যাকের সাথে সংযোগ স্থাপন করুন। এখন, পুটির সাথে সিরিয়াল লিঙ্কের মাধ্যমে কার্ডের সাথে সংযোগ স্থাপন করা প্রয়োজন হবে। ফটোগুলিতে কনফিগারেশন দৃশ্যমান, COM5 কে COM দ্বারা প্রতিস্থাপন করার ধারণাটি পরে আপনার ডিভাইস ম্যানেজারে যে নম্বরটি পাওয়া যাবে (এটি খুলতে উইন্ডোজ লোগোতে ডান ক্লিক করুন)।

এন্টার টিপুন, আপনি সংযুক্ত।

প্রকল্পটি পুনরায় চালু করার তথ্য: - কার্ডের সাথে সম্পর্কিত ইথারনেট আইপি ঠিক করুন - কার্ডটি চালু করুন, প্রতিবার যখন আপনি বিদ্যুৎ চালু করেন, তখন কার্ডে সংকলিত প্রকল্পটি কোয়ার্টাসের অধীনে "প্রোগ্রাম" রাখা প্রয়োজন। এটি মাইক্রো -ইউএসবি পোর্টের মাধ্যমে করা হয় - প্রোগ্রামের ফলাফল প্রদর্শন করতে সক্ষম হওয়ার জন্য আমরা আরো মাইক্রো ইউএসবি ব্যবহার করি কিন্তু ইউএআরটি - সিরিয়াল COM5 (বা 6 ওয়াচ জেস্টিনেয়ার পেরিফ) এর জন্য পুটি কনফিগার করা কার্ডের সাথে সংযুক্ত করুন। - একটি পাসওয়ার্ড সেট করুন (passwd) - IP ঠিকানা সেট করুন ifconfig ethxx IPchoice (পিসি এর eth এর জন্য আইপি এর থেকে বেশি দূরে নয়) - Qsys অনুযায়ী হেডার জেনারেট করুন টার্মিনাল এমবেডেড (রপ্তানি PATH) দিয়ে মানচিত্র - পুটির অধীনে চালানো প্রোগ

ধাপ 10: FFT গণনা

আমাদের সি প্রোগ্রামে ফাস্ট ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম পেতে, আমরা মার্ক বোর্গার্ডিং এর লেখা একটি লাইব্রেরি ব্যবহার করব: এফএফটি চুম্বন করুন। আপনি এখানে লাইব্রেরি ডাউনলোড করতে পারেন: https://kissfft.sourceforge.net/। সংকেত প্রভাব সংশোধন এবং প্রয়োগ করার জন্য একটি সংকেতে একটি FFT প্রয়োগ করা প্রয়োজন। এটি একটি সংকেত বর্ণালী প্রদর্শন করতে পারে।

আপনার সি প্রোগ্রামের প্রথম ধাপ FFT ফলাফল সংরক্ষণ করার জন্য মেমরি বরাদ্দ করা। FFT গণনার জন্য ব্যবহৃত বিন্দুর সংখ্যার উপর মেমরির আকার নির্ভর করে। আপনার যত বেশি পয়েন্ট থাকবে, তত বেশি এফএফটি হবে। যাইহোক, প্রোগ্রামটি ধীর গতিতে চলবে এবং আরো মেমরি ব্যবহার করবে। মনে রাখবেন আপনি kiss_fft ফাংশন থেকে দুটি অ্যারে পাবেন: ফাংশনের ইনপুট এবং আউটপুট (cx_in এবং cx_out)

একবার আমাদের অ্যারে নতুন FFT ভ্যালুতে ভরে গেলে, অর্থাৎ যখন r = Win - 1, আমরা FFT প্রক্রিয়া করছি। ডিসপ্লে সম্পর্কিত, আমরা কেবল বর্ণালীটির ইতিবাচক অংশ প্রদর্শন করছি, কারণ নেতিবাচক অংশ এবং ইতিবাচক অংশের মধ্যে একটি প্রতিসাম্যতা রয়েছে।

অনুভূমিক অক্ষের বিষয়ে, আমরা প্রধান ফ্রিকোয়েন্সিগুলির শিখরগুলি আলাদা করার জন্য 100*উচ্চতা/(উচ্চতা²) দ্বারা সর্বোচ্চ মান হ্রাস করছি।

আমরা ADCP মানগুলির জন্য একটি পড়ার ফ্রিকোয়েন্সি সংজ্ঞায়িত করার জন্য usleep সিস্টেম কল ব্যবহার করছি। এই ফ্রিকোয়েন্সি বর্তমানে 1, 5 Hz এ সেট করা আছে।

ধাপ 11: FFT প্রদর্শন করা

একটি উদাহরণের উপর ভিত্তি করে এডাফ্রুট টিএফটি এলসিডি স্ক্রিন এখানে দেওয়া আছে: https://www.terasic.com/downloads/cd-rom/de0-nano-s… আমরা আমাদের বোর্ডের এনআইওএস প্রোগ্রাম করেছি যাতে সে পড়তে পারে ADC মান।

সুতরাং ADC রেজিস্টার NIOS এবং HPS এর মধ্যে ভাগ করা হয়েছে কারণ ADC মানগুলি NIOS স্ক্রিনে FFT প্রদর্শন করতে ব্যবহার করা হবে, এবং সেই একই মানগুলি SPI তে লেখা হবে যাতে বোর্ড থেকে আউটপুট হয়ে যায় এবং শেষ পর্যন্ত রূপান্তরিত হয় একটি এনালগিক সংকেত পেতে DAC দ্বারা।

ধাপ 12: সমাবেশ

আমরা প্রায় শেষ! আপনাকে প্রজেটের প্রতিটি অংশ (এন্ট্রি সার্কিট, আউটপুট সার্কিট এবং বোর্ড) একত্রিত করতে হবে। কোয়ার্টাস প্রজেক্ট অনুযায়ী সঠিক পিনের সাথে অংশগুলিকে সংযুক্ত করা নিশ্চিত করুন।

1. ইনপুট সার্কিট মাইক্রোফোন, এম্প্লিফাইড, ফিল্টার এবং অফসেট দ্বারা ধারণ করা অডিও সিগন্যাল পাঠাবে।
2. কার্ডে উপস্থিত প্রোগ্রাম সি এডিসির মানগুলি যেমন আমরা পূর্বে দেখেছি সেগুলি পড়বে এবং এটি এসপিআইতে লিখবে যাতে আমরা কার্ডের জিপিআইওতে মানটি পুনরুদ্ধার করতে পারি।
3. তারপর SPI- এর আউটপুট GPIO সেই তথ্য প্রেরণ করবে যা আমাদের DAC দ্বারা ডিকোড করা হবে এবং স্পিকারের কাছে পৌঁছানোর জন্য দৌড় দিয়ে বাড়ানো হবে।

ধাপ 13: সাউন্ড এফেক্টস

একমাত্র পদক্ষেপ বাকি আছে শব্দ প্রভাব।

উপলব্ধ প্রভাবগুলি হল:

• উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টার
• কম ফ্রিকোয়েন্সি ফিল্টার
• …

আপনি একটি বোতাম ধন্যবাদ ধন্যবাদ মধ্যে পরিবর্তন করতে পারেন। এই বোতামটি আমাদের সি প্রোগ্রামে একটি পরিবর্তনশীল পরিবর্তন করবে, তাই এটি সঠিক প্রভাব প্রয়োগ করতে পারে।

ধাপ 14: চ্ছিক] হেলমেট তৈরি করা

এখানে আমরা প্রকল্পের সবচেয়ে ম্যানুয়াল ধাপে আছি:

1. প্রথমে আমরা হেলমেটের বিভিন্ন 3D মুদ্রিত অংশগুলিকে আঠালো করেছিলাম।
2. আঠালো টুকরাগুলির মধ্যে ফাঁকগুলি পূরণ করতে আমরা একটি 3D কলম ব্যবহার করে একটি ফিনিশ যুক্ত করেছি।
3. আমরা কলম এবং হেলমেট দিয়ে ভরা ইন্টারস্টাইসগুলিকে আরও বেশি করে পালিশ করেছি যাতে পেইন্টিংটি পরে ভালভাবে ধরে থাকে।
4. আমরা হেলমেটটি 2 টি স্তর দিয়ে এঁকেছি: প্রথমটি অ্যানথ্রাসাইট কালো, উপরে এবং প্রাথমিক থেকে সবুজের দ্বিতীয়টি গা dark় সবুজের ছায়া দিতে।
5. অবশেষে আমরা হেলমেটের পাশে আমাদের স্কুলের লোগো ছাপালাম