CRAZY L.O.L SPECTRUM ANALYZER: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Hari ini saya ingin berbagi cara membuat audio spectrum analyzer - 36 band dengan menggabungkan 4 LoL Shield menjadi satu. Proyek gila ini menggunakan perpustakaan FFT untuk menganalisis sinyal audio stereo, mengubahnya menjadi pita frekuensi, dan menampilkan amplitudo pita frekuensi ini pada 4 x LoL Shields.

Sebelum memulai, silakan tonton video di bawah ini:

Langkah 1: HAL YANG KITA BUTUHKAN

Komponen elektronik utama adalah sebagai berikut:

• 4 pcs x Arduino Uno R3.
• 4 pcs x LoLShield PCB. PCBWay (Layanan prototipe PCB kustom fitur lengkap) mendukung saya papan sirkuit cetak LoLShield ini.
• 504 pcs x LED, 3mm. Setiap LoLShield membutuhkan 126 LED dan kita dapat memilih 4 warna & jenis led yang berbeda (difusi atau non-difusi).
• 1 pcs x Pengisi Daya Portabel Baterai Bank Daya 10000/20000mAh.
• 4 pcs x Header Pria 40pin 2.54mm.
• 2 pcs x USB Tipe A/B kabel. Satu digunakan untuk pemrograman Arduino, yang lain untuk menyalakan Arduino dari bank daya.
• 1 pcs x 3.5mm Perempuan Stereo Audio Jack.
• 1 pcs x 3.5mm 1 Male to 2 Female Audio Splitter Adapter atau Multi Headphone Audio Splitter.
• 1 pcs x 3.5mm Stereo Audio Jack Kabel Konektor Pria-Pria.

• Kabel Pita Pelangi 1m x 8P.
• 1m x Kabel Daya Dua Inti.
• 1 pcs x Akrilik Bening, ukuran A4.

Langkah 2: SKEMA

LoLShield adalah matriks LED charlieplexing 9x14 untuk Arduino dan desain ini TIDAK menyertakan resistor pembatas arus apa pun. LED dapat dialamatkan satu per satu, sehingga kami dapat menggunakannya untuk menampilkan informasi dalam matriks led 9x14.

Perisai LoL membiarkan D0 (Rx), D1 (Tx) dan pin analog A0 hingga A5 gratis untuk aplikasi lain. Gambar di bawah ini menunjukkan penggunaan pin Arduino Uno untuk proyek ini:

Penganalisis spektrum audio saya memiliki 4 x (Arduino Uno + LoLShield). Catu daya dan jack audio stereo 3.5mm terhubung seperti skema di bawah ini:

Langkah 3: LOL SHIELD PCB & LED SOLDERING

1. LoL SHIELD PCB

. Anda dapat merujuk ke desain PCB di: https://github.com/jprodgers/LoLshield oleh Jimmie P. Rodgers.

. PCBWay mendukung saya papan sirkuit cetak LoLShield ini dengan pengiriman cepat dan PCB berkualitas tinggi.

2. LED SOLDERING

. Setiap LoLShield membutuhkan 126 led dan saya menggunakan jenis & warna yang berbeda untuk 4x LoLShields sebagai berikut:

• 1 x LoLShield: led tersebar, warna merah, 3mm.
• 1 x LoLShield: led tersebar, warna hijau, 3mm.
• 2 x LoLShield: led non-difusi (bening), warna biru, 3mm.

. Menyiapkan PCB dan LED LoLShield

. Menyolder 126 LED ke PCB LoLShield. Kita harus memeriksa LED dengan baterai setelah menyolder setiap baris - 14 LED

TOP LoLSHIELD

BOTTOM LoLSHIELD

. Selesaikan satu LoLShield dan lanjutkan menyolder 3 LoLShield yang tersisa.

Langkah 4: KONEKSI DAN PERAKITAN

. Menyolder catu daya dan sinyal audio ke 4xLoLShield. Sinyal stereo menggunakan dua saluran audio: kiri dan kanan yang terhubung ke Arduino Uno di pin analog A4 & A5.

• A4: Saluran Audio Kiri.
• A5: Kanal Audio Kanan.

. Menyelaraskan & memasang 4 x Arduino Uno pada plat akrilik.

. Menghubungkan 4 x LoLShield ke 4 x Arduino Uno.

. Rekatkan bank daya pengisi daya portabel dan soket audio pada pelat akrilik

. Selesai!

Langkah 5: PEMROGRAMAN

Anda harus melihat cara kerja LoLShield berdasarkan metode Charlieplexing dan Fast Fourier Transform (FFT) di:

en.wikipedia.org/wiki/Charlieplexing

github.com/kosme/fix_fft

Untuk Charlieplexing, kami memperhatikan "tiga status" dari pin digital Arduino: "TINGGI" (5V), "RENDAH" (0V) dan "INPUT". Mode "INPUT" menempatkan pin Arduino dalam keadaan impedansi tinggi. Referensi di:

www.arduino.cc/en/Tutorial/DigitalPins

Dalam proyek saya, pita frekuensi audio ditampilkan pada 4 x LoL Shield dan dijelaskan seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Setiap Arduino membaca sinyal audio di saluran kiri/kanan dan melakukan FFT.

for (i=0; i < 64; i++) { Audio_Input= analogRead(RIGHT_CHANNEL); // Membaca sinyal audio di saluran kanan A5 - ARDUINO 1 & 2 //Audio_Input = analogRead(LEFT_CHANNEL); // Membaca sinyal audio di saluran kiri A4 - ARDUINO 3 & 4 Real_Number = Audio_Input; Angka_imajiner = 0; } fix_fft(Bilangan_Real, Angka_Imajiner, 6, 0); // Lakukan Transformasi Fourier Cepat dengan N_WAVE=6 (2^6=64) untuk (i=0; i< 32;i++) { Real_Number = 2*sqrt(Real_Number * Real_Number + Imaginary_Number * Angka_Imajiner); }

. Arduino 1 - Menampilkan pita frekuensi amplitudo 01 ~ 09 saluran kanan (A5).

for (int x=0; x < 14; x++) { for (int y=0; y < 9; y++) { if (x < Real_Number[y]) // Menampilkan pita frekuensi 01 hingga 09 { LedSign::Set (13-x, 8-y, 1); // LED AKTIF } else { LedSign::Set(13-x, 8-y, 0); // LED MATI } } }

. Arduino 2 - Menampilkan pita frekuensi amplitudo 10 ~ 18 saluran kanan (A5).

for (int x=0; x < 14; x++) { for (int y=0; y < 9; y++) { if (x < Real_Number[9 + y]) // Menampilkan pita frekuensi 10 hingga 18 { LedSign::Set(13-x, 8-y, 1); // LED ON } else { LedSign::Set(13-x, 8-y, 0); // LED MATI } } }

. Arduino 3 - Menampilkan pita frekuensi amplitudo 01 ~ 09 saluran kiri (A4).

Kodenya sama dengan Arduino 1 dan saluran kiri sinyal audio terhubung ke Arduino di pin analog A4.

. Arduino 4 - Menampilkan pita frekuensi amplitudo 10 ~ 18 saluran kiri.

Kodenya sama dengan Arduino 2 dan saluran kiri sinyal audio terhubung ke Arduino di pin analog A4.

Langkah 6: SELESAI

Penganalisis spektrum portabel ini dapat terhubung langsung ke laptop/desktop, ponsel, tablet, atau pemutar musik lainnya melalui jack audio stereo 3,5 mm. Proyek ini tampak gila, saya harap Anda menyukainya!

Terima kasih sudah membaca!!!