Analizor de spectru: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Acest proiect a fost pentru „Electronică creativă”, un modul de inginerie electronică Beng din anul IV la Universitatea din Málaga, Școala de telecomunicații (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Proiectul a fost proiectat și asamblat de Carlos Almagro, Diego Jiménez și Alejandro Santana, am realizat un „player de muzică box” controlat de un Arduino Mega (l-am ales pentru că Arduino Leonardo nu era suficient de puternic pentru matricea neopixel), care arată printr-o matrice de neopixeli de 8x32 spectrul muzicii. Ideea principală este să eșantionăm semnalul sonor în 8 bare (o bară pentru a reprezenta fiecare interval de frecvență, până la 20 kHz).

Semnalul intră printr-un port jack 3.5 și merge la arduino și speakears, pasul anterior de a fi amplificat.

Pasul 1: Componente și materiale

Arduino Mega (brandElegoo)

Placa de soldadura a doble cara

4 rezistențe de 220

4 leduri

2 difuzoare vechi

2 rezistențe de 330

2 butoane de inserare

1 rezistență de 470

1 condensator de 10uF

1 condensator de 220uF

1 rezistență de 1K

1 rezistență de 100k

2 UA741

Insertie Pinii masculi și feminini

2 amplificatoare PAM8403

Pasul 2: Hardware

După cum știm, intervalul de tensiune care poate fi introdus în Arduino este cuprins între 0 [V] și 5 [V], dar domeniul de tensiune al semnalului audio emis de la terminalul căștilor al computerului personal etc. este de -0,447 [V] până la 0,447 [V].

Asta înseamnă că tensiunea se leagănă chiar și spre partea minus și amplitudinea este prea mică Direct la Arduino Semnalul audio nu poate fi introdus. Prin urmare, în acest circuit, mai întâi, tensiunea este ridicată cu 2,5 [V], care este jumătate din tensiunea de 5 [V], apoi intrată în pinul analogic al Arduino după ce a trecut prin circuitul amplificatorului pentru a crește amplitudinea. configurat. Apoi vom analiza schema circuitului:

1. Circuitele amplificatorului potențial de suprapunere / neinversie a punctului de mijloc X1 și X2 sunt mini jack stereo. Deoarece este conectat pur și simplu în paralel, poate fi fie de intrare, fie de ieșire. Putem vedea, doar unul dintre semnalele audio stereo este capturat. R17 este pentru reglarea sensibilității analizorului de spectru. Prin C1, o parte a R17 este conectată la potențialul punctului mediu. Procedând astfel, este posibilă suprapunerea unei tensiuni corespunzătoare potențialului punctului mediu la semnalul audio de intrare. După aceea nu mai există niciun circuit de amplificator ireversibil. În plus, este necesar să utilizați amplificatorul op cu ieșire șină-șină (ieșire full swing).

2. Circuitul generator de potențial al punctului de mijloc (splitter de șină) R9, R10, R11 împarte tensiunea sursei de alimentare în jumătate și o introduce la următorul de tensiune. R11 este pentru ajustarea fină a potențialului punctului mediu. Cred că este bine să folosiți aici un rezistor semi-fix multirot.

3. Alimentarea analogică a circuitului LPF R6 și C3 constituie un filtru trece jos cu o frecvență de întrerupere extrem de redusă și îl utilizează ca sursă de alimentare pentru amplificatoare operaționale. Făcând acest lucru, zgomotul amestecat de la sursa de alimentare principală este întrerupt. Deoarece tensiunea VCC scade sub + 5V deoarece R6 este în serie cu sursa de alimentare, această tensiune este introdusă la pinul de tensiune de referință analogic al Arduino. Programul setează extern sursa de tensiune de referință.

4. Circuit divizor de tensiune SPI pentru controlerul panoului LED Conectați aici controlerul panoului LED, dar deoarece tensiunea care poate fi introdusă în controlerul panoului LED este de 3,3 V, este introdus rezistorul de divizare a tensiunii.

În cele din urmă, nu trebuie decât să conectăm panoul neopixel la pinul digital I / O al arduino-ului.

Am luat aceste modele hardware de aici

nu am văzut nicio mențiune de licențiat în această pagină, dar simțim nevoia de a fi menționată și de a le mulțumi.

Am creat un controler cu două butoane pentru schimbarea modurilor diferite și reglăm volumul audio cu o rezistență variabilă.

Pasul 3: Software

Am dezvoltat un program care aplică transformarea fourier la semnalul de intrare analogic prin biblioteca FFT (pe care o puteți descărca în propriul IDE arduino) și eșantionează semnalul pentru afișarea a 8 intervale de frecvență. Poate alege dintre 4 moduri diferite de spectacol de iluminare.

Pasul 4: Cazul

Designul carcasei este complet gratuit și diferit în fiecare proiect, singura cerință este ca toate componentele și circuitele să se potrivească în interior și să poată arăta matricea neopixel.