Spektrumanalizátor: 4 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ez a projekt a „Creative Electronics”, a Beng Electronics Engineering 4. évfolyam modulja volt a Málagai Egyetem Távközlési Iskolájában (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

A projektet Carlos Almagro, Diego Jiménez és Alejandro Santana tervezte és állította össze, elkészítettünk egy „dobozos zenelejátszót”, amelyet egy Arduino Mega irányít (ezt azért választottuk, mert Arduino Leonardo nem volt elég erős a neopixel mátrixhoz), amely 8x32 neopixel mátrixon keresztül mutatja a zene spektrumát. A fő ötlet az, hogy a hangjelet 8 barban kell mintavételezni (egy sáv az egyes frekvenciaintervallumok ábrázolásához, 20 kHz -ig).

A jel a 3,5 -ös jack -porton keresztül lép be, és az arduino -hoz és a Speakears -hez megy, az előző lépés az erősítés.

1. lépés: Alkatrészek és anyagok

Arduino Mega (márkaElegoo)

Placa de soldadura a doble cara

4 rezisztencia 220

4 led

2 régi hangszóró

2 ellenállás 330

2 behelyezhető nyomógomb

1 ellenállás 470

1 db 10uF kondenzátor

1 db 220uF kondenzátor

1 ellenállás 1K

1 ellenállás 100k

2 UA741

Beillesztés Fenyők hím és nőstény

2 erősítő PAM8403

2. lépés: Hardver

Mint tudjuk, az Arduino -hoz bevihető feszültségtartomány 0 [V] és 5 [V] között van, de a személyi számítógép, stb. Fülhallgató -csatlakozójából kimenő hangjel feszültségtartománya -0.447 [V] - 0,447 [V].

Ez azt jelenti, hogy a feszültség még a mínusz oldalra is ingadozik, és az amplitúdó túl kicsi. Az Arduino -hoz közvetlenül nem lehet bemenni. Ezért ebben az áramkörben először a feszültséget fel kell húzni 2,5 [V] -al, ami fele az [5] feszültségnek, majd bemenni az Arduino analóg érintkezőjéhez, miután áthaladt az erősítő áramkörén, hogy növelje az amplitúdót konfigurálva. Ezután elemezzük a kapcsolási rajzot:

1. Az X1 és X2 erősítő áramkörök középponti potenciális egymásra helyezési / nem invertáló erősítő áramkörei sztereó mini aljzatok. Mivel egyszerűen párhuzamosan van csatlakoztatva, lehet bemenet vagy kimenet. Láthatjuk, hogy a sztereó hangjelek közül csak az egyik kerül rögzítésre. Az R17 a spektrumanalizátor érzékenységének beállítására szolgál. A C1 -en keresztül az R17 egyik oldala csatlakozik a középponti potenciálhoz. Ezáltal lehetőség van a középső potenciálnak megfelelő feszültség egymásra helyezésére a bemeneti hangjelre. Ezután nincs visszafordíthatatlan erősítő áramkör. Ezenkívül szükséges sín-vasút kimenettel rendelkező op erősítő használata (full swing output).

2. Középső potenciálgeneráló áramkör (sínelosztó) R9, R10, R11 felére osztja a tápfeszültséget, és bemeneti a feszültségkövetőhöz. Az R11 a középponti potenciál finom beállítására szolgál. Úgy gondolom, hogy jó itt többfordulós félig fix ellenállást használni.

3. Analóg tápegység Az R6 és C3 LPF áramkör aluláteresztő szűrőt alkot, rendkívül alacsony határfrekvenciával, és működési erősítők tápellátásaként használja. Ezzel csökkenthető a fő tápegységből származó zaj. Mivel a VCC feszültsége + 5 V alá csökken, mivel az R6 sorba van kapcsolva a tápegységgel, ez a feszültség az Arduino analóg referenciafeszültségű tüskéjére kerül. A program a referencia feszültségforrást kívülről állítja be.

4. SPI feszültségosztó áramkör a LED panelvezérlőhöz Csatlakoztassa ide a LED panelvezérlőt, de mivel a LED panelvezérlőbe bemenő feszültség 3,3 V, a feszültségosztó ellenállás be van helyezve.

Végül csak a neopixel panelt kell csatlakoztatnunk az arduino digitális érintkezőinek I/O csatlakozóihoz.

Ezt a hardvertervet innen vettük át:

ezen az oldalon nem láttunk utalást a licencre, de szükségesnek tartjuk megemlíteni és megköszönni.

Készítettünk kétgombos vezérlőt a különböző módok megváltoztatására, és a hangerőt ingadozó ellenállással szabályozjuk.

3. lépés: Szoftver

Kidolgoztunk egy programot, amely a Fourier -transzformációt alkalmazza az analóg bemeneti jelre az FFT könyvtárban (amely letölthető a saját arduino IDE -ből), és mintát vesz a jelből 8 gyakorisági intervallum megjelenítésére. 4 különböző világítási mód közül választhat.

4. lépés: Az ügy

A tok tervezése teljesen ingyenes és minden projektben eltérő, az egyetlen követelmény az, hogy minden alkatrész és áramkör illeszkedjen a belsejébe, és meg tudja mutatni a neopixel mátrixot.