परिचय

हम इन्नोपोलिस यूनिवर्सिटी में कंप्यूटर साइंस की पढ़ाई कर रहे प्रथम वर्ष के छात्र हैं और हम एक FPGA बोर्ड में सबसे अच्छे (कम से कम, कम से कम, सबसे जोर से) रोटरी एनकोडर बनाने के लिए एक वेरिलोग कार्यक्रम विकसित करने में अपना अनुभव साझा करना चाहते हैं।

इस लेख में, आप हमारे प्रोजेक्ट, हार्डवेयर, सॉफ्टवेयर का उपयोग करते हैं और रोटरी एनकोडर के बारे में कुछ पृष्ठभूमि सिद्धांत और FPGA के बजर में ध्वनियों के निर्माण के बारे में एक अद्भुत कहानी पाएंगे। अंत में, हम एक जीथब रिपॉजिटरी का लिंक प्रदान करेंगे जहां एक पाठक स्रोत कोड तक पहुंच सकता है। हमें उम्मीद है कि आप इस परियोजना को पसंद करेंगे और यह आपको कुछ समान बनाने के लिए प्रेरित करेगी।
तो, चलिए शुरू करते हैं!

हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर

• क्वार्ट्ज प्राइम के लिए चक्रवात IV FPGA डिवाइस का समर्थन

• क्वार्टस प्राइम लाइट संस्करण

• Arduino किट से एक रोटरी एनकोडर

• ModelSim * -Intel FPGA (केवल डिबगिंग के लिए)

• Arduino किट से तार

एक संक्षिप्त कहानी

बहुत समय पहले एक आकाशगंगा में दूर छात्रों के एक समूह (हम) ने एक हार्डवेयर के करीब जाने का फैसला किया। कंप्यूटर आर्किटेक्चर पाठ्यक्रम ने हमें FPGA बोर्डों पर एक परियोजना बनाने का एक शानदार अवसर दिया। कुछ चर्चाओं के बाद, हमने रोटरी एनकोडर के साथ एक प्रणाली को लागू करने के लिए चुना। हमने कार्य को पूरा किया लेकिन यह हमारी इच्छाओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं था, इसलिए हमने अलग-अलग नोटों को चलाने के लिए एक कीबोर्ड और बोर्ड के बजर का उपयोग करके इसे एक संगीत वाद्ययंत्र में बदलकर हमारी परियोजना को अपग्रेड करने का निर्णय लिया। हालाँकि, यह पता चला कि FPGA का PS / 2 पोर्ट मृत है।

आखिरकार, हम एक साधारण राग लिखने के साथ समाप्त होते हैं जो बटन दबाए जाने पर खेला जाता है।

म्यूजिकल बॉक्स

हम उनकी ध्वनि तरंगों की आवृत्तियों द्वारा एक नोट को दूसरे से अलग कर सकते हैं। इसलिए, बजर बजाने के लिए अलग-अलग नोट्स बनाने के लिए हमें विभिन्न आवृत्तियों के साथ ध्वनि तरंगों को उत्पन्न करने की आवश्यकता होती है।

हमने वर्ग तरंगों के साथ काम करने का फैसला किया क्योंकि वे लागू करने में बहुत आसान हैं।

एक वर्ग तरंग एक संकेत है जो उच्च और निम्न के बीच अपनी स्थिति को बदलता है। एक वर्ग तरंग का मुख्य विचार यह है कि जब उच्च राज्य में संकेत और उस समय जब निम्न अवस्था में संकेत समान होते हैं। एक वर्ग तरंग उत्पन्न करने के लिए आपको I / O चालू करना होगा, x राशि की प्रतीक्षा करें, I / O को बंद करें, x राशि से प्रतीक्षा करें, और उन क्रियाओं को जितनी बार आवश्यक हो, दोहराएं।



यह तस्वीर यहां से ली गई थी।

चक्रवात IV में एक घड़ी जनरेटर है जिसमें आवृत्ति 50 मेगाहर्ट्ज है। वर्ग तरंग की परिभाषा का उपयोग करते हुए, निम्न सूत्र को प्राप्त करना कठिन नहीं है:

x = (50 * 10 ^ 6) / (2 * n )

जहां n हज़ और x में वांछित आवृत्ति है, कई क्लॉक चक्र हैं जिन्हें हमें राज्य को उच्च से निम्न और इसके विपरीत बदलने से पहले प्रतीक्षा करने की आवश्यकता है।

बजर बनाने के लिए आवृत्ति n हर्ट्ज के साथ तरंगें उत्पन्न होती हैं जिसे हमने एक घड़ी विभक्त लागू किया है।
घड़ी विभक्त और वर्ग तरंगों के बारे में अधिक आप यहां पढ़ सकते हैं।

एक और लेकिन :
गुलजार की निम्न गुणवत्ता के कारण कम आवृत्तियों के साथ नोट चलाना संभव नहीं है। तो, हमने 4 सप्तक के F # से 5 वें सप्तक के C # का उपयोग किया।

यह एक फ़्लोचार्ट है जो संगीत बॉक्स का एक तर्क दिखाता है।

रोटरी एनकोडर

रोटरी एनकोडर कैसे काम करता है?

यह कंडक्टर प्लेट और दो एनालॉग सेंसर के साथ एक सर्कल से बना एक चीज है।

जैसा कि आप एक चित्र से देख सकते हैं जब आप रोटरी एनकोडर को चालू करते हैं, सेंसर में से एक पहले प्लेट को छूता है और कम से उच्च तक जाता है। तो, उस समय हम जान सकते हैं, कि क्या हम एनकोडर को दक्षिणावर्त या वामावर्त मोड़ रहे हैं। विचार निम्नलिखित है: हम हर बार सेंसर बी को देखेंगे जब सेंसर ए कम से उच्च तक जाता है। यदि उस क्षण B पर जोर दिया जाता है, तो एनकोडर को दक्षिणावर्त घुमा दिया गया था, अन्यथा, वामावर्त। अब, रोटेशन शब्द से, हमारा मतलब है कि एक खंड पर एनकोडर को बदलना।



(तस्वीर howtomechatronics.com से चुराई गई थी )

यह एक फ्लोचार्ट है जो रोटरी एनकोडर के एक तर्क को दर्शाता है



इसके अलावा, हम 8-खंड प्रदर्शन पर रोटेशन के कोण को आउटपुट करना चाहते हैं। हमारे एनकोडर में 20 सेगमेंट होते हैं, इसलिए एक सेगमेंट पर रोटेशन 18 के कोण पर एक रोटेशन के बराबर होता है और हमारे द्वारा उपयोग किया जाने वाला सूत्र है:

कोण = ( घूर्णन मॉड 20 की संख्या ) * 18

सामग्री

हमारे प्रोजेक्ट का कोड यहाँ है ।

यहां और यहां रोटरी एनकोडर और संगीत बॉक्स के वीडियो हैं।

लेखक : अमीना मिफ्ताहोवा, कामिल कमलीव, लेव स्वालोव।