Spektrum Analizörü: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu proje, Malaga Üniversitesi Telekomünikasyon Okulu'nda (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/) Beng Elektronik Mühendisliği 4. yıl modülü olan 'Yaratıcı Elektronik' içindi.

Proje Carlos Almagro, Diego Jiménez ve Alejandro Santana tarafından tasarlandı ve birleştirildi, bir Arduino Mega tarafından kontrol edilen bir “kutu müzik çalar” yaptık (Arduino Leonardo neopiksel matrisi için yeterince güçlü olmadığı için seçtik), 8x32 neopiksel matris aracılığıyla müzik spektrumunu gösterir. Ana fikir, ses sinyalini 8 çubukta (20 kHz'e kadar her bir frekans aralığını temsil etmek için bir çubuk) örneklemektir.

Sinyal, bir jak 3.5 bağlantı noktasından girer ve önceki yükseltilme adımı olan arduino ve hoparlörlere gider.

Adım 1: Bileşenler ve Malzemeler

Arduino Mega (markaElegoo)

Placa de soldadura bir doble cara

4 direnç de 220

4 led

2 eski hoparlör

2 direnç 330

2 ekleme basma düğmesi

1 direnç 470

1 kondansatör 10uF

1 kondansatör 220uF

1 direnç 1K

1 direnç 100k

2 UA741

Ekleme Pines erkek ve dişi

2 amplifikatör PAM8403

2. Adım: Donanım

Bildiğimiz gibi Arduino'ya girilebilecek voltaj aralığı 0 [V] ila 5 [V] aralığındadır, ancak kişisel bilgisayarın kulaklık terminalinden vb. çıkan ses sinyalinin voltaj aralığı -0.447'dir. [V] ila 0.447 [V].

Bu, voltajın eksi tarafa bile sallandığı ve genliğin çok küçük olduğu anlamına gelir. Doğrudan Arduino Audio sinyaline giriş yapılamıyor. Bu nedenle bu devrede önce voltaj 5 [V]'nin yarısı olan 2.5 [V] kadar voltaj çekilir, daha sonra amplitüdü artırmak için amplifikatör devresinden geçtikten sonra Arduino'nun analog pinine giriş yapılır. yapılandırılmış. Sonra devre şemasını analiz edeceğiz:

1. Orta nokta potansiyeli üst üste bindiren/dönüştürmeyen amplifikatör devreleri X1 ve X2, stereo mini jaklardır. Basitçe paralel bağlı olduğu için giriş veya çıkış olabilir. Görüyoruz ki, stereo ses sinyallerinden sadece biri yakalanıyor. R17, spektrum analizörünün hassasiyetini ayarlamak içindir. C1 aracılığıyla R17'nin bir tarafı orta nokta potansiyeline bağlanır. Bunu yaparak, giriş ses sinyaline orta nokta potansiyeline karşılık gelen bir voltajı bindirmek mümkündür. Bundan sonra geri dönüşü olmayan bir amplifikatör devresi yoktur. Ayrıca, raydan raya çıkışlı (tam salınımlı çıkış) op amp kullanılması gerekir.

2. Orta nokta potansiyel üretme devresi (ray ayırıcı) R9, R10, R11 güç kaynağı gerilimini ikiye bölerek gerilim izleyicisine girin. R11, orta nokta potansiyelinin ince ayarı içindir. Burada çok turlu yarı sabit bir direnç kullanmanın iyi olduğunu düşünüyorum.

3. Analog güç kaynağı LPF devresi R6 ve C3, son derece düşük kesme frekansına sahip bir alçak geçiren filtre oluşturur ve bunu işlemsel yükselteçler için bir güç kaynağı olarak kullanır. Bunu yaparak, ana güç kaynağından gelen gürültü kesilir. R6 güç kaynağı ile seri olduğu için VCC'nin voltajı + 5V'nin altına düştüğünden, bu voltaj Arduino'nun analog referans voltaj pinine girilir. Program referans voltaj kaynağını harici olarak ayarlar.

4. LED panel denetleyici için SPI gerilim bölücü devre LED panel denetleyiciyi buraya bağlayın ancak LED panel denetleyiciye girilebilecek gerilim 3,3 V olduğundan gerilim bölücü direnç takılır.

Son olarak, sadece neopiksel panelini arduino'nun dijital I/O pinlerine bağlamamız gerekiyor.

Bu donanım tasarımlarını buradan aldık

Bu sayfada lisansla ilgili bir ibare görmedik ama değinme ve teşekkür etme ihtiyacı hissettik.

Farklı modları değiştirmek için iki düğmeli bir kontrolör yaptık ve ses seviyesini uygun bir dirençle düzenliyoruz.

3. Adım: Yazılım

Fourier dönüşümünü FFT kitaplığı (kendi arduino IDE'sinden indirebileceğiniz) aracılığıyla analog giriş sinyaline uygulayan bir program geliştirdik ve 8 frekans aralığını göstermek için sinyali örnekliyor. 4 farklı aydınlatma şovu modu arasından seçim yapabilir.

4. Adım: Vaka

Kasa tasarımı her projede tamamen ücretsiz ve farklıdır, tek gereksinim tüm bileşenlerin ve devrelerin içine sığması ve neopiksel matrisini gösterebilmesidir.