Audio Spectrum Analyzer (VU Meter): 6 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ano ang Musika? Mula sa isang teknikal na pananaw, ang musika ay karaniwang isang senyas na may iba't ibang boltahe at dalas. Ang Audio Spectrum Analyzer ay isang aparato na nagpapakita ng antas ng boltahe ng isang partikular na dalas. Ito ay isang instrumento na pangunahing ginagamit sa mga lugar tulad ng recording studio upang pag-aralan ang tunog.

Bagaman ito ay isang instrumento, nakakatuwang tumitig sa mga ilaw ng pagsayaw at isang mahusay na paraan upang mailarawan ang musika. Ilang taon na ang nakalilipas, gumawa ako ng isang mas maliit na bersyon na may dalawang haligi sa prototyping board. Maraming paghihinang at isang kumpletong gulo! Sa oras na ito nais ko itong maging malinis at malinis at gamutin ang mga mata.

Magsimula na tayo

Mga gamit

Para sa isang haligi:

5x LM324 Quad Op-Amp IC

20x Green LEDs

20x 100 ohm Resistor

20x 10k Resistor

1x 59k Resistor

1x 270k Resistor

1x 2N2222 NPN Transistor

1x 10uF Capacitor

Hakbang 1: Op-Amp Bilang isang Maghahambing

Hindi ko ipaliwanag ang pagtatrabaho ng isang Op-Amp sa halip makikita namin ang isa sa application nito. Mayroong isang toneladang magagandang video sa YouTube na nagpapaliwanag sa pagtatrabaho ng isang Op-Amp.

Ang Op-Amp ay isang 3 terminal device.

1. Non-Inverting pin (+)
2. Inverting pin (-)
3. Paglabas

Gumagamit kami ng isang op-amp upang ihambing ang dalawang mga voltages. Ang boltahe Vin sa inverting pin (-) ay inihambing sa boltahe Vref sa non-inverting pin (+).

Bumuo tayo ng isang circuit upang maipakita ito. Ang LM324 IC na isang quad op-amp ay ginagamit para sa halimbawang ito. Ang sanggunian boltahe Vref ng 2.5V ay ibinibigay sa (+) pin gamit ang isang boltahe divider circuit at ang boltahe Vin sa (-) pin ay iba-iba gamit ang isang potensyomiter. Ang isang LED ay konektado sa output. Kapag Vin 2.5V, ang output ay magiging mataas at ang LED ay ON.

Palakihin natin ang circuit na ito gamit ang apat na mga op-amp. Ang isang boltahe divider circuit ay ginagamit upang magbigay ng isang sanggunian boltahe (1V, 2V, 3V at 4V) sa bawat op-amp. (-) ang pin ng lahat ng mga op-amp ay magkakakonekta. Tulad ng boltahe sa (-) pin ay nagiging mas malaki sa 1V, ang output ng unang op-amp ay naging mataas. Dahil ang 1V ay mas mababa kaysa sa mga sanggunian na voltages ng iba pang mga op-amp, ang kanilang mga output ay mananatiling mababa. Tulad ng karagdagang pagtaas ng boltahe, ang mga LED ay ON ON sunod-sunod.

Gamit ang parehong prinsipyo ngunit may higit pang mga op-amp, makakagawa kami ng isang Audio Spectrum Analyzer dahil ang musika ay walang iba kundi isang senyas na may iba't ibang boltahe.

Hakbang 2: Ang Plano

Ang signal ng audio na diretso mula sa iyong telepono ay sapat na mahusay lamang upang himukin ang iyong mga earphone. Kailangan nating taasan ang amplitude gamit ang isang Audio Amplifier. Gumagamit ako ng isang Bluetooth speaker dahil mayroon itong built-in na audio amplifier.

Ang musika ay isang halo ng iba't ibang mga frequency. Hindi ako isang mahusay na dalubhasa sa anumang paraan. Ang isang mabilis na paghahanap sa google ay nagbigay ng mga sumusunod na resulta:

20 hanggang 60 Hz Sub-bass

60 hanggang 250 Hz Bass

500 Hz hanggang 2 kHz Midrange

4 hanggang 6 kHz Presensya

6 hanggang 20 kHz Brilliance

Upang paghiwalayin ang mga frequency na ito, gagamitin ang mga filter ng bandpass. Ang isang bandpass filter ay isang aparato na pumasa sa isang partikular na dalas at tinatanggihan ang iba pang mga frequency. Ipinapakita ng isang haligi ng display ang antas ng amplitude o boltahe ng dalas na iyon.

Hakbang 3: Pagdidisenyo ng Mga Filter ng Bandpass

Gamit ang ibinigay na formula sa ibaba, maaari mong kalkulahin ang mga halaga ng R at C para sa isang naibigay na dalas.

Tandaan: Huwag gumamit ng mga electrolytic capacitor

Hakbang 4: Pagdidisenyo at pagpupulong ng PCB

Gamit ang EasyEDA, ginawa ko muna ang iskema at pagkatapos ay ginawang PCB. Ang EasyEDA ay perpekto para sa mga nagsisimula tulad ko. Mayroong mas kaunting mga bagay na dapat magalala at sa gayon maaari kaming mag-focus sa pagdidisenyo lamang ng PCB. Maaari kang direktang mag-order ng iyong mga PCB mula sa JLCPCB. Ang bawat haligi ng display ay pareho at sa gayon ang 10 PCBs na nakukuha namin ay maaaring magamit. Gumamit ako ng lima para sa limang magkakaibang mga frequency. Maaari mong sukatin ang circuit ayon sa antas ng iyong pagkabaliw!

Matapos ang pag-order, natanggap ko ang aking mga PCB sa loob ng 5 araw. Kunin mo ngayon ang iyong iron, tipunin ang lahat ng mga bahagi at simulang maghinang! Pagkatapos ng maraming impiyerno ng paghihinang, 5 mga haligi ang nakumpleto.

Hakbang 5: Pagsasama-sama ng Mga Bagay

Dinisenyo ko ang isang kaso sa Fusion 360 para sa electronics at hawakan ang limang ipinapakita. Nai-print ko ito gamit ang Creality Ender 3. Isang nagsisimula lamang sa pagmomodelo ng 3D, ngunit gumana ito.

Gumamit ako ng isang lumang bluetooth speaker bilang isang mapagkukunan ng audio dahil mayroon itong isang amplifier na naka-built sa loob nito. Hindi ko ipaliwanag ang mga koneksyon dahil magkakaiba ang iyong. Sundin lamang ang diagram ng block na nabanggit nang mas maaga sa Hakbang 2. Ikinonekta ko ang Audio Input ng filter ng bandpass sa output (mga koneksyon ng speaker) ng amplifier.

Maghinang ang signal at mga wire ng kuryente na nagmumula sa mga ipinapakita sa bandpass filter board.

Ang natitirang mga bagay ay nasa sa iyo. Mayroong isang tagapagpahiwatig na LED sa circuit board ng bluetooth speaker na kung saan ay nag-aksaya ako at ikinabit ito sa harap na bahagi. Maging malikhain!

Hakbang 6: Mag-enjoy

Ayan yun! Patayin ito at masiyahan sa iyong paboritong kanta!

Salamat sa pagdikit hanggang sa huli. Inaasahan kong mahal ninyong lahat ang proyektong ito at may natutunan na bagong araw ngayon. Ipaalam sa akin kung gumawa ka ng isa para sa iyong sarili. Mag-subscribe sa aking YouTube channel para sa higit pang mga paparating na proyekto. Salamat ulit!