Analizor de spectru audio (VU Meter): 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Ce este muzica? Din punct de vedere tehnic, muzica este practic un semnal cu tensiune și frecvență diferite. Analizorul de spectru audio este un dispozitiv care arată nivelul de tensiune al unei anumite frecvențe. Este un instrument utilizat în principal în locuri precum studiourile de înregistrare pentru a analiza sunetul.

Deși este un instrument, este distractiv să te uiți la luminile de dans și o modalitate excelentă de a vizualiza muzica. Cu câțiva ani în urmă, făcusem o versiune mai mică, cu două coloane pe placa de prototipare. O mulțime de lipire și o mizerie completă! De data aceasta am vrut să fie îngrijit și ordonat și să fie un deliciu pentru ochi.

Să începem

Provizii

Pentru o coloană:

5x LM324 Quad Op-Amp IC

20x LED-uri verzi

Rezistor de 20x 100 ohmi

Rezistor 20x 10k

1x rezistor de 59k

1x rezistor de 270k

1x tranzistor NPN 2N2222

1x condensator 10uF

Pasul 1: Op-Amp ca comparator

Nu voi explica funcționarea unui amplificator Op mai degrabă vom vedea una dintre aplicațiile sale. Există o grămadă de videoclipuri bune pe YouTube care explică funcționarea unui amplificator opțional.

Un Op-Amp este un dispozitiv cu 3 terminale.

1. Pin fără inversare (+)
2. Pin inversor (-)
3. Ieșire

Vom folosi un amplificator opțional pentru a compara două tensiuni. Tensiunea Vin la pinul inversor (-) este comparată cu tensiunea Vref la pinul care nu inversează (+).

Să construim un circuit pentru a-l demonstra. LM324 IC, care este un quad-op-amp, este utilizat pentru acest exemplu. Tensiunea de referință Vref de 2,5V este furnizată la pinul (+) folosind un circuit divizor de tensiune, iar tensiunea Vin la pinul (-) este variată cu ajutorul unui potențiometru. La ieșire este conectat un LED. Când Vin 2.5V, ieșirea devine ridicată și LED-ul se aprinde.

Să scărim acest circuit folosind patru op-amperi. Un circuit divizor de tensiune este utilizat pentru a furniza o tensiune de referință (1V, 2V, 3V și 4V) fiecărui amplificator op. (-) pinul tuturor op-amp-urilor sunt conectate împreună. Pe măsură ce tensiunea la pinul (-) devine mai mare de 1V, ieșirea primului amplificator operațional devine mare. Deoarece 1V este mai mic decât tensiunile de referință ale altor amplificatoare op, ieșirile lor rămân scăzute. Pe măsură ce tensiunea crește, LED-urile se aprind unul după altul.

Folosind același principiu, dar cu mai multe op-amperi, putem construi un analizor de spectru audio, deoarece muzica nu este altceva decât un semnal cu tensiune variabilă.

Pasul 2: Planul

Semnalul audio direct de pe telefon este suficient de bun doar pentru a vă conduce căștile. Trebuie să creștem amplitudinea folosind un amplificator audio. Voi folosi un difuzor bluetooth, deoarece are amplificatorul audio încorporat.

Muzica este un amestec de frecvențe variate. În niciun caz nu sunt expert în sunet. O căutare rapidă pe Google a dat următoarele rezultate:

20 - 60 Hz Sub-bas

60 - 250 Hz Bas

500 Hz la 2 kHz Midrange

Prezență de la 4 la 6 kHz

6 - 20 kHz Brilliance

Pentru a separa aceste frecvențe, se vor utiliza filtre de bandă. Un filtru bandpass este un dispozitiv care trece o anumită frecvență și respinge alte frecvențe. O coloană a afișajului arată amplitudinea sau nivelul de tensiune al acelei frecvențe.

Pasul 3: Proiectarea filtrelor Bandpass

Folosind formula dată mai jos, puteți calcula valorile lui R și C pentru o anumită frecvență.

Notă: Nu utilizați condensatori electrolitici

Pasul 4: Proiectare și asamblare PCB

Folosind EasyEDA, am făcut mai întâi schema și apoi am convertit-o în PCB. EasyEDA este perfect pentru începători ca mine. Există mai puține lucruri de care să ne îngrijorăm și astfel ne putem concentra doar pe proiectarea PCB-ului. Puteți comanda direct PCB-urile dvs. de la JLCPCB. Fiecare coloană a afișajului este aceeași și astfel pot fi utilizate cele 10 PCB-uri pe care le obținem. Am folosit cinci pentru cinci frecvențe diferite. Puteți extinde circuitul în funcție de nivelul dvs. de nebunie!

După comandă, am primit PCB-urile în termen de 5 zile. Acum scoateți fierul de călcat, adunați toate componentele și începeți să lipiți! După o mulțime de lipire, 5 coloane au fost finalizate.

Pasul 5: Unirea lucrurilor

Am proiectat o carcasă în Fusion 360 pentru electronică și pentru a ține cele cinci afișaje. L-am tipărit folosind Creality Ender 3. Doar un începător în modelarea 3D, dar a funcționat.

Am folosit un difuzor Bluetooth vechi ca sursă audio, deoarece are un amplificator deja construit în interiorul său. Nu voi explica conexiunile, deoarece ale tale vor fi diferite. Doar urmați schema bloc menționată anterior la Pasul 2. Am conectat intrarea audio a filtrului bandpass la ieșirea (conexiunile difuzoarelor) ale amplificatorului.

Lipiți firele de semnal și de alimentare care vin de pe afișaje pe placa de filtrare bandpass.

Restul lucrurilor depind de tine. Pe placa de circuit a difuzorului bluetooth era un LED indicator pe care l-am desoldat și l-am atașat pe partea din față. Fii creativ!

Pasul 6: Bucurați-vă

Asta e! Porniți-l și bucurați-vă de melodia preferată!

Vă mulțumesc că ați rămas până la capăt. Sper că tuturor vă place acest proiect și ați învățat ceva nou astăzi. Anunță-mă dacă îți faci una pentru tine. Abonați-vă la canalul meu YouTube pentru mai multe proiecte viitoare. Iti multumesc inca o data!