Analizator spektra: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Ta projekt je bil namenjen „Creative Electronics“, četrtemu letniku Beng Electronics Engineering na Univerzi v Malagi, šoli za telekomunikacije (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Projekt so oblikovali in sestavili Carlos Almagro, Diego Jiménez in Alejandro Santana, izdelali smo "predvajalnik glasbe", ki ga upravlja Arduino Mega (izbrali smo ga, ker Arduino Leonardo ni bil dovolj močan za matriko neopiksel), ki skozi matriko neopikslov 8x32 prikazuje spekter glasbe. Glavna ideja je vzorčenje zvočnega signala v 8 črticah (ena črta za prikaz vsakega frekvenčnega intervala do 20 kHz).

Signal vstopi skozi vtičnico 3.5 in gre na arduino in zvočnike, prejšnji korak ojačanja.

1. korak: Sestavni deli in materiali

Arduino Mega (blagovna znamka Elegoo)

Placa de soldadura a doble cara

4 odpornosti na 220

4 svetleče diode

2 stara zvočnika

2 upora 330

2 vstavna gumba

1 upor 470

1 kondenzator 10uF

1 kondenzator 220uF

1 upor 1K

1 upor 100k

2 UA741

Vstavek Pines moški in ženski

2 ojačevalnika PAM8403

2. korak: Strojna oprema

Kot vemo, je napetostno območje, ki ga je mogoče vnesti v Arduino, v območju od 0 [V] do 5 [V], vendar je območje napetosti zvočnega signala, ki se oddaja iz priključka za slušalke osebnega računalnika itd., -0,447 [V] do 0,447 [V].

To pomeni, da napetost niha celo na minus stran in da je amplituda premajhna Neposredno na Arduino zvočnega signala ni mogoče vnesti. Zato se v tem vezju najprej napetost dvigne za 2,5 [V], kar je polovica napetosti 5 [V], nato pa se po prehodu skozi ojačevalno vezje vnese na analogni zatič Arduina za povečanje amplitude. konfigurirano. Nato bomo analizirali shemo vezja:

1. Potencialna prekrivna / neinvertirajoča ojačevalna vezja srednjih točk X1 in X2 so stereo mini vtičnice. Ker je preprosto vzporedno povezan, je lahko vhodni ali izhodni. Vidimo lahko, da je ujet samo en stereo zvočni signal. R17 je namenjen prilagajanju občutljivosti analizatorja spektra. Skozi C1 je ena stran R17 povezana s potencialom sredinske točke. S tem je mogoče vhodnemu zvočnemu signalu prekrivati napetost, ki ustreza potencialu sredinske točke. Po tem ni več nepovratnega ojačevalnega vezja. Poleg tega je treba uporabiti operacijski ojačevalnik z izhodom med tirnicami (izhod v polnem teku).

2. Vezje za ustvarjanje potenciala na srednji točki (razdelilnik tirnic) R9, R10, R11 razdelite napajalno napetost na pol in jo vnesite v sledilnik napetosti. R11 je za fino nastavitev potenciala sredine. Mislim, da je tukaj dobro uporabiti večvrstni pol-fiksni upor.

3. Analogni napajalni tokokrog LPF R6 in C3 sestavljata nizkoprepustni filter z izredno nizko mejno frekvenco in ga uporabljata kot napajalnik za operacijske ojačevalnike. S tem se prekine hrup iz glavnega napajalnika. Ker napetost VCC pade pod + 5V, ker je R6 zaporeden z napajanjem, se ta napetost vnese na analogni referenčni napetostni pin Arduina. Program nastavi referenčni vir napetosti od zunaj.

4. Vezje delilnika napetosti SPI za krmilnik LED -plošče Tu priključite krmilnik LED -plošče, ker pa je napetost, ki jo je mogoče vnesti v krmilnik LED -plošče, 3,3 V, je vstavljen napetostni upor.

Nazadnje moramo neopixel ploščo priključiti le na digitalne vhode/izhode arduina.

Te modele strojne opreme smo prevzeli od tukaj

na tej strani nismo videli nobene omembe licence, vendar čutimo potrebo po omembi in zahvali.

Naredili smo krmilnik z dvema gumboma za spreminjanje različnih načinov in uravnavamo glasnost zvoka s spremenljivim uporom.

3. korak: Programska oprema

Razvili smo program, ki uporablja Fourierjevo pretvorbo za analogni vhodni signal skozi knjižnico FFT (ki ga lahko prenesete v lastni arduino IDE) in vzorči signal za prikaz 8 frekvenčnih intervalov. Izbira lahko med 4 različnimi načini svetlobne oddaje.

4. korak: Primer

Zasnova ohišja je popolnoma brezplačna in v vsakem projektu drugačna, edina zahteva je, da se vse komponente in vezja prilegajo notranjosti in lahko prikazujejo matriko neopikslov.