構(gòu)建一個(gè)稱為Dorkwave的故障A/V混音器

描述

介紹

今天，我將教你如何構(gòu)建一個(gè)我親切地稱為 Dorkwave 的故障 A/V “混音器”。“混音器”之所以被引用，是因?yàn)樗且粋€(gè)相當(dāng)簡單的設(shè)備，可以直接連接 2 個(gè)復(fù)合視頻信號(hào)和一個(gè)音頻信號(hào)。盡管它的性質(zhì)很簡陋，但它會(huì)產(chǎn)生一些相當(dāng)漂亮的扭曲效果。它非常適合現(xiàn)場(chǎng)表演設(shè)置或只是在你的房間里亂七八糟。

這個(gè)項(xiàng)目需要一點(diǎn)硬件知識(shí)、一些面包板和/或焊接，以及一點(diǎn)耐心。

背景

復(fù)合視頻是通過單個(gè)通道傳輸視頻信息的模擬視頻信號(hào)。這個(gè)項(xiàng)目的最初想法是看看模擬音頻信號(hào)如何扭曲復(fù)合視頻信號(hào)。

一開始，我將吉他直接連接到復(fù)合信號(hào)上，然后再將其連接到舊電視上。彈吉他似乎對(duì)視頻沒有影響。我決定嘗試使用線路級(jí)音頻信號(hào)（舊鍵盤）而不是樂器級(jí)音頻信號(hào)，看看這是否足以扭曲視頻饋送。隨著音量一直升高，視頻源正在扭曲。你可以在屏幕上看到一些非?？岬拈W爍和漣漪，這似乎代表了正在播放的音符的頻率。

我決定構(gòu)建一個(gè)非反相放大器電路來增強(qiáng)音頻信號(hào)，然后再將其與視頻信號(hào)結(jié)合。我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)線路電平信號(hào)不需要增強(qiáng)來扭曲視頻，而樂器電平信號(hào)確實(shí)需要增強(qiáng)。在輸出端添加帶有電位計(jì)的放大器電路使我可以將音頻信號(hào)微調(diào)到所需的失真水平，而不管輸入連接的是什么。

下一個(gè)合乎邏輯的進(jìn)展是看看如果我在混音中添加第二個(gè)復(fù)合視頻信號(hào)會(huì)發(fā)生什么。Dorkwave：出故障的 A/V“混音器”誕生了。

第 1 步：試驗(yàn)板/放大器電路構(gòu)建

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注意：我建議首先使用面包板來確認(rèn)您的電路工作并在將組件焊接到電路板上之前進(jìn)行必要的調(diào)整。

首先，構(gòu)建放大電路。U1 可以是任何低噪聲通用運(yùn)算放大器。我使用了一個(gè)放在身邊的 MCP6002 芯片。在 U1 周圍添加 R1、R2、R3、R4、R5、C1、C2 和 C3。

此時(shí)，您應(yīng)該有一個(gè)工作放大器電路。要測(cè)試您的電路，請(qǐng)將 5V 電源連接到 U1 運(yùn)算放大器上的電源軌和接地軌。在輸入 (C1) 和 GND 之間連接一個(gè)低電壓 (< 1V) 信號(hào)。檢查 R5 電位器游標(biāo)上的輸出電壓。確認(rèn)存在電壓。調(diào)整 R5 以確保輸出電壓發(fā)生變化（R5 用作音量旋鈕）。您可能需要通過在 R5 的抽頭和 GND 之間放置一個(gè) 1 kOhm 電阻器來增加放大器輸出的負(fù)擔(dān)，以拉動(dòng)電流通過運(yùn)算放大器，以了解它在正常工作期間的工作方式。

注意：要調(diào)整放大器增益，您可以更改 R3 和 R4。您可能需要根據(jù)您計(jì)劃連接的音頻源或樂器對(duì)其進(jìn)行微調(diào)。要計(jì)算 Vout 或增益，您可以使用以下等式：

Vout = Vin * (1 + R4/R3)

A（增益以 dB 為單位）= 20 * log(1 + R4/R3)

現(xiàn)在您的放大器電路已經(jīng)設(shè)置好并且您已經(jīng)確認(rèn)它正在工作，是時(shí)候開始添加連接器并通過您的電路運(yùn)行一些 A/V 信號(hào)了！

第 2 步：連接器/最終硬件設(shè)置

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在焊接之前，您需要計(jì)劃如何將輸入和輸出連接到 A/V 混音器。您將需要一種方法來連接 2 個(gè) RCA 輸入、1 個(gè)音頻輸入、1 個(gè) RCA 輸出和您的電源。我決定在我的 Dorkwave 上安裝 3 個(gè) RCA 母接頭。這樣，我可以使用標(biāo)準(zhǔn)的公對(duì)公 RCA 電纜從外部設(shè)備連接到我的 Dorkwave。

我沒有購買專門的 RCA 連接器，而是去了一家舊貨店，找到了一堆舊的 RCA 電纜來剪斷。我剪斷了幾根母對(duì)母 RCA 電纜并剝?nèi)ソ^緣層，直到我有 3 個(gè)適當(dāng)長度的母 RCA 連接器。對(duì)于我的音頻連接，我有一個(gè) 1/4" 音頻插孔，用于構(gòu)建一些吉他踏板。我主要將我的混音器與我的吉他一起使用，因此 1/4" 單聲道音頻插孔非常適合我。找到適合您的連接器后，將所有 4 個(gè)插座/插孔連接到電路中的適當(dāng)位置。

您還需要一種為放大器電路供電的方法。您可以使用電池、USB 連接、直流電源或任何提供電壓的東西。我使用了 Raspberry Pi 的 5V 電源軌來提供其中一個(gè)視頻輸入（在上一節(jié)中更詳細(xì)地討論了）。

此時(shí)還可以加上R6電位器。您可以將其想象為轉(zhuǎn)盤上的 A/B 推子滑塊（即，它在選擇視頻輸入 A 和視頻輸入 B 之間滑動(dòng)）。您可以為電位器嘗試不同的值；但是，我使用 100 歐姆電位器獲得了最好的結(jié)果。

如果要打開和關(guān)閉視頻源，可以添加開關(guān)（SW1 和 SW2）。我沒有將這些添加到我的攪拌機(jī)中。我想我可以拔掉我不想要的任何輸入。如果您想在實(shí)時(shí)設(shè)置中快速轉(zhuǎn)換或打開/關(guān)閉視頻源，使用這些開關(guān)可能會(huì)很有用。

第 3 步：測(cè)試/故障排除

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現(xiàn)在您應(yīng)該在面包板上擁有所有組件。是時(shí)候開始通過 Dorkwave 運(yùn)行真實(shí)的視頻和音頻信號(hào)了。將兩個(gè)復(fù)合視頻源和一個(gè)音頻源連接到您的 Dorkwave。將復(fù)合視頻輸出運(yùn)行到電視或某種顯示器。將放大器連接到電源。您現(xiàn)在應(yīng)該在屏幕上看到一些東西！

如果您一開始看不到任何東西，請(qǐng)使用電位計(jì)。您的視頻推子 (R6) 可能以某種方式太遠(yuǎn)。您的音量調(diào)節(jié)器 (R5) 可能過高或過低。為了獲得最佳操作并避免任何潛在問題，您希望避免將 R5 一直向上或一直向下轉(zhuǎn)動(dòng)。我發(fā)現(xiàn)你應(yīng)該逐漸調(diào)整 R5。對(duì)于產(chǎn)生最佳結(jié)果的電位器，似乎有一個(gè)非常嚴(yán)格的電阻值范圍。此范圍因您使用的儀器而異。

如果您仍然看不到任何東西，請(qǐng)檢查您的連接。在連續(xù)性模式下使用萬用表確保連接點(diǎn)之間沒有開路。由于這個(gè)小電路有許多不同的連接點(diǎn)，這是最有可能出現(xiàn)的問題。

第 4 步：焊接/最終包裝

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現(xiàn)在是焊接的時(shí)候了。找到一個(gè)合適尺寸的原型板，然后開始將您的零件從面包板轉(zhuǎn)移到原型板上。在規(guī)劃布局時(shí)，請(qǐng)務(wù)必記住要將連接器和電位計(jì)放置在外殼外部的位置。首先焊接組件，然后再焊接電纜或電位器。您可以將排針焊接到板上，以便輕松更換連接器或電位器。如果您將電纜直接焊接到板上，您可能需要提供一些應(yīng)力消除，特別是如果電纜在外殼外部運(yùn)行并且會(huì)反復(fù)插入/拔出。您可以通過多種方式做到這一點(diǎn)，但一些最簡單的方法是拉鏈或熱膠。

完成電路焊接后，再次測(cè)試。您要確保所有東西都正確焊接，并且在從面包板到最終原型板的轉(zhuǎn)換過程中沒有丟失任何內(nèi)容。確認(rèn)完整功能后，就可以將其打包為最終解決方案了。我有一個(gè)備用的壓鑄鋁外殼，來自我決定使用的吉他踏板。任何類型的外殼都可以。發(fā)揮創(chuàng)意！嘗試回收一些舊垃圾并將其用作外殼。您只想確保它可以保護(hù)您的電路，并且您可以輕松安裝/布線連接器和電位器。

第5步：混合！

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你的 Dorkwave 準(zhǔn)備好了！玩得開心！混合起來！重新混音！

第 6 步：復(fù)合視頻源？

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努力尋找復(fù)合視頻源？舊貨店和跳蚤市場(chǎng)是尋找便宜裝備的好地方。您可以找到各種輸出復(fù)合視頻的東西：VCR、DVD 播放器等。

如果這些都不符合您的要求，請(qǐng)不要擔(dān)心！樹莓派來救援！Raspberry Pi 的所有型號(hào)都具有復(fù)合視頻輸出。復(fù)合視頻輸出與標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)上的音頻插孔共享，零型號(hào)在未填充的接頭上具有復(fù)合視頻輸出。使用 Raspberry Pi 為您打開了許多新的視頻可能性，讓您可以在 Dorkwave 中運(yùn)行。您現(xiàn)在可以通過它運(yùn)行數(shù)字視頻文件、流媒體視頻或?qū)崟r(shí)網(wǎng)絡(luò)攝像頭素材。只是提醒您必須在 Raspberry Pi 配置設(shè)置中打開復(fù)合視頻。默認(rèn)情況下它是關(guān)閉的。

如果您對(duì) Raspberry Pi 路線感興趣并希望使用 Dorkwave 進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置，Adafruit 提供了一個(gè)非常優(yōu)雅的解決方案，它將在啟動(dòng)時(shí)循環(huán)播放視頻文件。我用過這個(gè)，效果很好。有關(guān)安裝和運(yùn)行視頻循環(huán)器的更多信息

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