Penganalisis Spektrum: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Proyek ini untuk 'Elektronik Kreatif', modul tahun ke-4 Teknik Elektronik Beng di Universitas Málaga, Sekolah Telekomunikasi (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Proyek ini telah dirancang dan dirakit oleh Carlos Almagro, Diego Jiménez dan Alejandro Santana, kami telah membuat "kotak pemutar musik" yang dikendalikan oleh Arduino Mega (kami memilihnya karena Arduino Leonardo tidak cukup kuat untuk matriks neopiksel), yang menunjukkan melalui matriks neopiksel 8x32 spektrum musik. Ide utamanya adalah untuk mengambil sampel sinyal suara dalam 8 bar (satu bar untuk mewakili setiap interval frekuensi, hingga 20kHz).

Sinyal masuk melalui port jack 3.5 dan menuju ke arduino dan speaker, langkah sebelumnya diperkuat.

Langkah 1: Komponen dan Bahan

Arduino Mega (merkElegoo)

Placa de soldadura a doble cara

4 resistensi dari 220

4 led

2 speaker lama

2 resistansi 330

2 tombol tekan penyisipan

1 resistansi 470

1 kondensor 10uF

1 kondensor 220uF

1 resistansi 1K

1 resistansi 100k

2 UA741

Insertion Pines jantan dan betina

2 amplifier PAM8403

Langkah 2: Perangkat Keras

Seperti yang kita ketahui, rentang tegangan yang dapat diinputkan ke Arduino berada pada kisaran 0 [V] hingga 5 [V], namun rentang tegangan sinyal audio yang dikeluarkan dari terminal earphone personal computer dll adalah -0,447 [V] hingga 0,447 [V].

Itu berarti bahwa tegangan berayun bahkan ke sisi minus dan amplitudo terlalu kecil. Sinyal Audio Arduino tidak dapat diinput. Oleh karena itu pada rangkaian ini terlebih dahulu tegangan ditarik sebesar 2,5 [V] yaitu setengah dari tegangan 5 [V], kemudian masukan ke pin analog Arduino setelah melewati rangkaian penguat untuk meningkatkan amplitudonya. dikonfigurasi. Kemudian kita akan menganalisis diagram sirkuit:

1. Rangkaian penguat potensial superimposing / noninverting titik tengah X1 dan X2 adalah jack mini stereo. Karena hanya terhubung secara paralel, itu bisa berupa input atau output. Bisa kita lihat, hanya satu dari sinyal audio stereo yang ditangkap. R17 adalah untuk menyesuaikan sensitivitas penganalisis spektrum. Melalui C1, satu sisi R17 terhubung ke potensial titik tengah. Dengan melakukannya, dimungkinkan untuk menempatkan tegangan yang sesuai dengan potensi titik tengah ke sinyal audio input. Setelah itu tidak ada rangkaian penguat ireversibel. Selain itu, perlu menggunakan op amp dengan output rail-to-rail (output full swing).

2. Rangkaian pembangkit potensial titik tengah (rail splitter) R9, R10, R11 membagi tegangan catu daya menjadi dua dan memasukkannya ke pengikut tegangan. R11 adalah untuk penyesuaian halus dari potensi titik tengah. Saya pikir itu baik untuk menggunakan resistor semi-tetap multi-putaran di sini.

3. Rangkaian LPF catu daya analog R6 dan C3 merupakan filter lolos rendah dengan frekuensi cutoff yang sangat rendah dan menggunakannya sebagai catu daya untuk penguat operasional. Dengan melakukan ini, kebisingan yang tercampur dari catu daya utama terputus. Karena tegangan VCC turun di bawah + 5V karena R6 dirangkai seri dengan catu daya, tegangan ini dimasukkan ke pin tegangan referensi analog Arduino. Program mengatur sumber tegangan referensi secara eksternal.

4. Rangkaian pembagi tegangan SPI untuk pengontrol panel LED Hubungkan pengontrol panel LED di sini, tetapi karena tegangan yang dapat dimasukkan ke pengontrol panel LED adalah 3,3 V, resistor pembagi tegangan dimasukkan.

Akhirnya kita hanya perlu menghubungkan panel neopixel ke pin digital I/O arduino.

Kami telah mengambil desain perangkat keras ini dari sini

kami belum melihat ada penyebutan lisensi di halaman ini, tetapi kami merasa perlu menyebutkan dan berterima kasih.

Kami telah membuat pengontrol dua tombol untuk mengubah mode yang berbeda dan kami mengatur volume audio dengan resistensi yang tersedia.

Langkah 3: Perangkat Lunak

Kami telah mengembangkan sebuah program yang menerapkan transformasi fourier ke sinyal input analog melalui perpustakaan FFT (yang dapat Anda unduh di IDE Arduino sendiri), dan itu mengambil sampel sinyal untuk menunjukkan 8 interval frekuensi. Itu dapat memilih di antara 4 mode pertunjukan pencahayaan yang berbeda.

Langkah 4: Kasus

Desain casing benar-benar gratis dan berbeda di setiap proyek, satu-satunya persyaratan adalah semua komponen dan sirkuit pas di dalamnya dan dapat menunjukkan matriks neopiksel.