Spectrum Analyzer: 4 na Hakbang

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-23 15:13

Ang proyektong ito ay para sa 'Creative Electronics', isang Beng Electronics Engineering 4th year module sa University of Málaga, School of Telecommunications (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Ang proyekto ay dinisenyo at binuo ni Carlos Almagro, Diego Jiménez at Alejandro Santana, gumawa kami ng isang "box music player" na kinokontrol ng isang Arduino Mega (napili namin ito dahil ang Arduino Leonardo ay hindi sapat para sa neopixel matrix), na nagpapakita sa pamamagitan ng isang 8x32 neopixel matrix ang spectrum ng musika. Ang pangunahing ideya ay ang sample ng tunog signal sa 8 bar (isang bar upang kumatawan sa bawat agwat ng frecuency, hanggang sa 20kHz).

Ang senyas ay pumapasok sa pamamagitan ng isang jack 3.5 port at papunta sa arduino at mga speakears, dating hakbang na pinalakas.

Hakbang 1: Mga Bahagi at Materyales

Arduino Mega (brandElegoo)

Placa de soldadura isang doble cara

4 resistencias de 220

4 leds

2 matandang nagsasalita

2 resistances ng 330

2 mga pindutan ng push push

1 paglaban ng 470

1 condenser ng 10uF

1 condenser ng 220uF

1 paglaban ng 1K

1 paglaban ng 100k

2 UA741

Insertion Pines lalaki at babae

2 amplifier PAM8403

Hakbang 2: Hardware

Tulad ng alam natin, ang saklaw ng boltahe na maaaring mai-input sa Arduino ay nasa saklaw na 0 [V] hanggang 5 [V], ngunit ang saklaw ng boltahe ng audio signal na na-output mula sa terminal ng earphone ng personal na computer atbp ay -0.447 [V] hanggang 0.447 [V].

Nangangahulugan iyon na ang boltahe ay nagbabago kahit na sa minus na bahagi at ang amplitude ay masyadong maliit Direkta sa Arduino Audio signal ay hindi maaaring maging input. Samakatuwid, sa circuit na ito, una, ang boltahe ay hinila ng 2.5 [V], na kalahati ng boltahe ng 5 [V], pagkatapos ay input sa analog pin ng Arduino pagkatapos dumaan sa amplifier circuit upang madagdagan ang amplitude Ito ay naka-configure Pagkatapos ay susuriin namin ang diagram ng circuit:

1. Midpoint potensyal na superimposing / noninverting amplifier circuit X1 at X2 ay mga stereo mini jacks. Dahil ito ay konektado lamang sa kahanay, maaari itong maging alinman sa pag-input o output. Maaari nating makita, isa lamang sa mga signal ng stereo audio ang nakuha. Ang R17 ay para sa pag-aayos ng pagiging sensitibo ng spectrum analyzer. Sa pamamagitan ng C1, ang isang bahagi ng R17 ay konektado sa potensyal na midpoint. Sa pamamagitan nito, posible na mapangibabaw ang isang boltahe na naaayon sa potensyal na midpoint sa input audio signal. Pagkatapos nito ay walang hindi maibabalik na circuit ng amplifier. Bilang karagdagan, kinakailangang gumamit ng op amp na may output ng rail-to-rail (buong output ng swing).

2. Midpoint potensyal na bumubuo ng circuit (rail splitter) R9, R10, R11 hatiin ang boltahe ng suplay ng kuryente sa kalahati at i-input ito sa tagasunod ng boltahe. Ang R11 ay para sa mahusay na pagsasaayos ng potensyal na midpoint. Sa palagay ko mahusay na gumamit ng isang multi-turn na semi-fix na risistor dito.

3. Ang supply ng koryente ng analog na LPF circuit R6 at C3 ay bumubuo ng isang mababang pass filter na may sobrang mababang dalas ng cutoff at gamitin ito bilang isang supply ng kuryente para sa mga amplifier na pagpapatakbo. Sa pamamagitan nito, ang ingay na halo-halong mula sa pangunahing suplay ng kuryente ay napuputol. Dahil ang boltahe ng VCC ay bumaba sa ibaba + 5V dahil ang R6 ay sunud-sunod sa suplay ng kuryente, ang boltahe na ito ay input sa analog na sanggunian na boltahe na pin ng Arduino. Itinatakda ng programa ang sanggunian ng sanggunian ng boltahe sa labas.

4. SPI voltage divider circuit para sa LED panel controller Ikonekta ang LED panel controller dito, ngunit dahil ang boltahe na maaaring ma-input sa LED panel controller ay 3.3 V, ang boltahe na dividing risistor ay naipasok.

Sa wakas kakailanganin lamang nating ihambing ang neopixel panel sa mga digital na pin na I / O ng arduino.

Kinuha namin ang mga disenyo ng hardware na ito mula dito

wala kaming nakitang anumang pagbanggit sa lisensya sa pahinang ito, ngunit nararamdaman namin ang pangangailangan ng pagbanggit at pasasalamat dito.

Gumawa kami ng isang dalawang pindutan ng kontrol para sa pagbabago ng magkakaibang mga mode at kinokontrol namin ang dami ng audio na may isang matatag na paglaban.

Hakbang 3: Software

Bumuo kami ng isang programa na naglalapat ng apat na transform sa analogic input signal sa pamamagitan ng FFT library (na maaari mong i-download sa sariling arduino IDE), at sinusubukan nito ang signal para sa pagpapakita ng 8 agwat ng frecuency. Maaari itong pumili sa 4 na magkakaibang mga mode ng pag-iilaw.

Hakbang 4: Ang Kaso

Ang disenyo ng kaso ay libre at diferent sa bawat proyekto, ang tanging kinakailangan ay ang lahat ng mga bahagi at circuit ay umaangkop sa loob at maaaring ipakita ang neopixel matrix.