Audio Spectrum Analyzer (VU Meter): 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Apa itu Musik? Dari sudut pandang teknis, musik pada dasarnya adalah sinyal dengan tegangan dan frekuensi yang bervariasi. Audio Spectrum Analyzer adalah perangkat yang menunjukkan tingkat tegangan frekuensi tertentu. Ini adalah instrumen yang terutama digunakan di tempat-tempat seperti studio rekaman untuk menganalisis suara.

Meskipun ini adalah alat musik, sangat menyenangkan untuk menatap lampu yang menari dan cara yang bagus untuk memvisualisasikan musik. Beberapa tahun yang lalu, saya telah membuat versi yang lebih kecil dengan dua kolom di papan prototipe. Banyak penyolderan dan kekacauan total! Kali ini saya ingin rapi dan rapi dan memanjakan mata.

Mari kita mulai

Perlengkapan

Untuk satu kolom:

5x LM324 Quad Op-Amp IC

20x LED Hijau

20x100 ohm Resistor

20x 10k Resistor

1x 59k Resistor

1x 270k Resistor

1x 2N2222 NPN Transistor

1x 10uF Kapasitor

Langkah 1: Op-Amp Sebagai Pembanding

Saya tidak akan menjelaskan cara kerja Op-Amp melainkan kita akan melihat salah satu aplikasinya. Ada banyak sekali video bagus di YouTube yang menjelaskan cara kerja Op-Amp.

Op-Amp adalah perangkat 3 terminal.

1. Pin Non-Pembalik (+)
2. Pin pembalik (-)
3. Keluaran

Kami akan menggunakan op-amp untuk membandingkan dua tegangan. Tegangan Vin pada pin pembalik (-) dibandingkan dengan tegangan Vref pada pin non-pembalik (+).

Mari kita membangun sirkuit untuk mendemonstrasikannya. IC LM324 yang merupakan op-amp quad digunakan untuk contoh ini. Tegangan referensi Vref 2.5V diberikan pada pin (+) menggunakan rangkaian pembagi tegangan dan tegangan Vin pada pin (-) divariasikan menggunakan potensiometer. Sebuah LED terhubung pada output. Saat Vin 2.5V, output menjadi tinggi dan LED menyala.

Mari kita tingkatkan rangkaian ini menggunakan empat op-amp. Rangkaian pembagi tegangan digunakan untuk memberikan tegangan referensi (1V, 2V, 3V dan 4V) ke setiap op-amp. (-) pin semua op-amp disambungkan. Ketika tegangan pada (-) pin menjadi lebih besar dari 1V, output dari op-amp pertama menjadi tinggi. Karena 1V lebih kecil dari tegangan referensi op-amp lain, outputnya tetap rendah. Saat tegangan semakin meningkat, LED menyala satu demi satu.

Menggunakan prinsip yang sama tetapi dengan lebih banyak op-amp, kita dapat membangun Penganalisis Spektrum Audio karena musik tidak lain adalah sinyal dengan tegangan yang bervariasi.

Langkah 2: Rencana

Sinyal audio langsung dari ponsel Anda cukup baik hanya untuk menggerakkan earphone Anda. Kita perlu meningkatkan amplitudo menggunakan Audio Amplifier. Saya akan menggunakan speaker bluetooth karena memiliki audio amplifier built-in.

Musik adalah campuran dari berbagai frekuensi. Saya bukan ahli suara dengan cara apa pun. Pencarian google cepat memberikan hasil berikut:

20 hingga 60 Hz Sub-bass

Bass 60 hingga 250 Hz

500 Hz hingga 2 kHz Midrange

Kehadiran 4 hingga 6 kHz

Kecemerlangan 6 hingga 20 kHz

Untuk memisahkan frekuensi ini, filter bandpass akan digunakan. Filter bandpass adalah perangkat yang melewatkan frekuensi tertentu dan menolak frekuensi lain. Kolom tampilan menunjukkan amplitudo atau level tegangan dari frekuensi tersebut.

Langkah 3: Merancang Filter Bandpass

Dengan menggunakan rumus yang diberikan di bawah ini, Anda dapat menghitung nilai R dan C untuk frekuensi tertentu.

Catatan: Jangan gunakan kapasitor elektrolitik

Langkah 4: Perancangan dan Perakitan PCB

Menggunakan EasyEDA, saya pertama kali membuat skema dan kemudian mengubahnya menjadi PCB. EasyEDA sangat cocok untuk pemula seperti saya. Ada lebih sedikit hal yang perlu dikhawatirkan sehingga kami dapat fokus hanya pada mendesain PCB. Anda dapat langsung memesan PCB dari JLCPCB. Setiap kolom tampilan sama sehingga 10 PCB yang kami dapatkan dapat digunakan. Saya telah menggunakan lima untuk lima frekuensi yang berbeda. Anda dapat meningkatkan sirkuit sesuai tingkat kegilaan Anda!

Setelah memesan, saya menerima PCB saya dalam waktu 5 hari. Sekarang keluarkan setrika Anda, kumpulkan semua komponen dan mulailah menyolder! Setelah banyak penyolderan, 5 kolom selesai.

Langkah 5: Menyatukan Segalanya

Saya merancang kasing di Fusion 360 untuk elektronik dan untuk menampung lima layar. Saya mencetaknya menggunakan Creality Ender 3. Hanya pemula dalam pemodelan 3D, tetapi berhasil.

Saya menggunakan speaker bluetooth lama sebagai sumber audio karena sudah ada amplifier di dalamnya. Saya tidak akan menjelaskan koneksi karena koneksi Anda akan berbeda. Cukup ikuti diagram blok yang disebutkan sebelumnya di Langkah 2. Saya menghubungkan Input Audio dari filter bandpass ke output (sambungan speaker) amplifier.

Solder kabel sinyal dan daya yang berasal dari layar ke papan filter bandpass.

Sisanya terserah Anda. Ada LED indikator di papan sirkuit speaker bluetooth yang saya solder dan pasang di sisi depan. Jadilah kreatif!

Langkah 6: Nikmati

Itu dia! Nyalakan dan nikmati lagu favorit Anda!

Terima kasih telah bertahan sampai akhir. Semoga Anda semua menyukai proyek ini dan belajar sesuatu yang baru hari ini. Beri tahu saya jika Anda membuatnya sendiri. Berlangganan saluran YouTube saya untuk proyek-proyek mendatang lainnya. Terima kasih sekali lagi!