Spektrumanalysator - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Dieses Projekt war für "Creative Electronics", ein Beng Electronics Engineering Modul im 4. Jahr an der Universität von Málaga, School of Telecommunications (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Das Projekt wurde von Carlos Almagro, Diego Jiménez und Alejandro Santana entworfen und zusammengestellt. die durch eine 8x32 Neopixel-Matrix das Spektrum der Musik zeigt. Die Hauptidee besteht darin, das Tonsignal in 8 Takten abzutasten (ein Takt, um jedes Frequenzintervall bis 20 kHz darzustellen).

Das Signal tritt über einen 3,5-Klinkenanschluss ein und geht zum Arduino und zu den Lautsprechern, der vorherige Schritt der Verstärkung.

Schritt 1: Komponenten und Materialien

Arduino Mega (Marke Elegoo)

Placa de soldadura a doble cara

4 Widerstände von 220

4 LEDs

2 alte Lautsprecher

2 Widerstände von 330

2 Einschubtaster

1 Widerstand von 470

1 Kondensator von 10uF

1 Kondensator von 220uF

1 Widerstand von 1K

1 Widerstand von 100k

2 UA741

Einstecknadeln männlich und weiblich

2 Verstärker PAM8403

Schritt 2: Hardware

Wie wir wissen, liegt der Spannungsbereich, der an Arduino eingegeben werden kann, im Bereich von 0 [V] bis 5 [V], aber der Spannungsbereich des Audiosignals, das vom Kopfhöreranschluss des PCs usw. ausgegeben wird, beträgt -0,447 [V] bis 0,447 [V].

Das bedeutet, dass die Spannung sogar auf die Minusseite schwingt und die Amplitude zu klein ist. Direkt an Arduino kann kein Audiosignal eingegeben werden. Daher wird in dieser Schaltung zuerst die Spannung um 2,5 [V] hochgezogen, was der Hälfte der Spannung von 5 [V] entspricht, und dann nach dem Durchlaufen der Verstärkerschaltung in den analogen Pin von Arduino eingegeben, um die Amplitude zu erhöhen Es ist konfiguriert. Dann analysieren wir den Schaltplan:

1. Mittelpunktpotential überlagernde/nicht invertierende Verstärkerschaltungen X1 und X2 sind Stereo-Minibuchsen. Da er einfach parallel geschaltet wird, kann er entweder Ein- oder Ausgang sein. Wir sehen, dass nur eines der Stereo-Audiosignale erfasst wird. R17 dient zum Einstellen der Empfindlichkeit des Spektrumanalysators. Über C1 ist eine Seite von R17 mit dem Mittelpunktspotential verbunden. Dadurch ist es möglich, dem eingegebenen Audiosignal eine Spannung entsprechend dem Mittelpunktspotential zu überlagern. Danach gibt es keine irreversible Verstärkerschaltung. Darüber hinaus ist es erforderlich, Operationsverstärker mit Rail-to-Rail-Ausgang (Full-Swing-Ausgang) zu verwenden.

2. Schaltung zur Erzeugung des Mittelpunktpotentials (Schienenteiler) R9, R10, R11 teilen die Versorgungsspannung in zwei Hälften und geben sie in den Spannungsfolger ein. R11 dient zur Feineinstellung des Mittelpunktpotentials. Ich denke, dass es hier gut ist, einen Multiturn-Halbfestwiderstand zu verwenden.

3. Analoge Stromversorgung LPF-Schaltung R6 und C3 bilden einen Tiefpassfilter mit extrem niedriger Grenzfrequenz und verwenden ihn als Stromversorgung für Operationsverstärker. Auf diese Weise wird das von der Hauptstromversorgung gemischte Rauschen reduziert. Da die Spannung von VCC unter + 5 V fällt, weil R6 in Reihe mit der Stromversorgung liegt, wird diese Spannung in den analogen Referenzspannungspin von Arduino eingegeben. Das Programm stellt die Referenzspannungsquelle extern ein.

4. SPI-Spannungsteilerschaltung für den LED-Panel-Controller Schließen Sie hier den LED-Panel-Controller an, aber da die Spannung, die in den LED-Panel-Controller eingegeben werden kann, 3,3 V beträgt, ist der Spannungsteilerwiderstand eingefügt.

Schließlich müssen wir nur noch das Neopixel-Panel mit den digitalen Pins I / O des Arduino verbinden.

Wir haben diese Hardware-Designs von hier https://blog.livedoor.j. genommen

Wir haben auf dieser Seite keine Erwähnung von Lizenzen gesehen, aber wir haben das Bedürfnis, erwähnt zu werden und uns zu bedanken.

Wir haben einen Zwei-Tasten-Controller zum Ändern der verschiedenen Modi entwickelt und regulieren die Audiolautstärke mit einem variablen Widerstand.

Schritt 3: Software

Wir haben ein Programm entwickelt, das die Fourier-Transformation auf das analoge Eingangssignal durch die FFT-Bibliothek anwendet (die Sie in der eigenen Arduino-IDE herunterladen können) und das Signal abtastet, um 8 Frequenzintervalle anzuzeigen. Es kann zwischen 4 verschiedenen Modi der Beleuchtungsshow gewählt werden.

Schritt 4: Der Fall

Das Gehäusedesign ist bei jedem Projekt völlig frei und unterschiedlich, die einzige Voraussetzung ist, dass alle Komponenten und Schaltungen hineinpassen und die Neopixel-Matrix anzeigen können.