Garso spektro analizatorius (VU matuoklis): 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Kas yra Muzika? Techniniu požiūriu muzika iš esmės yra kintančios įtampos ir dažnio signalas. Garso spektro analizatorius yra prietaisas, rodantis tam tikro dažnio įtampos lygį. Tai instrumentas, dažniausiai naudojamas tokiose vietose kaip įrašų studijos garsui analizuoti.

Nors tai instrumentas, smagu žiūrėti į šokančias šviesas ir puikus būdas vizualizuoti muziką. Prieš keletą metų aš sukūriau mažesnę versiją su dviem stulpeliais ant prototipų plokštės. Daug litavimo ir visiška netvarka! Šį kartą norėjau, kad ji būtų tvarkinga ir tvarkinga, ir akys.

Pradėkime

Prekės

Vienam stulpeliui:

5x LM324 keturių stiprintuvų IC

20x žalių šviesos diodų

20x 100 omų rezistorius

20x 10k rezistorius

1x 59k rezistorius

1x 270k rezistorius

1x 2N2222 NPN tranzistorius

1x 10uF kondensatorius

1 žingsnis: „Op-Amp“kaip lygintuvas

Aš neaiškinsiu „Op-Amp“veikimą, o pamatysime vieną iš jo taikymo galimybių. „YouTube“yra daugybė gerų vaizdo įrašų, paaiškinančių „Op-Amp“veikimą.

„Op-Amp“yra 3 galinių įrenginių.

1. Neapverstas kaištis (+)
2. Apverstas kaištis (-)
3. Išvestis

Mes naudosime op-amp, kad palygintume dvi įtampas. Įtampa Vin prie apverčiamojo kaiščio (-) lyginama su įtampa Vref prie neinversinio kaiščio (+).

Sukurkime grandinę, kad tai parodytume. Šiame pavyzdyje naudojamas LM324 IC, kuris yra keturių stiprintuvų stiprintuvas. 2,5 V etaloninė įtampa Vref pateikiama (+) kaištyje, naudojant įtampos daliklio grandinę, o įtampa Vin ties (-) kaiščiu keičiama naudojant potenciometrą. Prie išvesties prijungtas šviesos diodas. Kai „Vin 2.5V“, išėjimas tampa didelis ir šviesos diodas įsijungia.

Padidinkime šią grandinę naudodami keturis op-amperus. Įtampos skirstytuvo grandinė naudojama kiekvienai veikimo stiprintuvui tiekti etaloninę įtampą (1 V, 2 V, 3 V ir 4 V). (-) visų op-amp stiprintuvas yra sujungtas. Kai (-) kaiščio įtampa tampa didesnė nei 1 V, pirmojo op-amp išvestis tampa didelė. Kadangi 1 V yra mažesnė už kitų stiprintuvų etaloninę įtampą, jų išėjimai išlieka žemi. Toliau didėjant įtampai, šviesos diodai įsijungia vienas po kito.

Taikydami tą patį principą, bet naudodami daugiau stiprintuvų, galime sukurti garso spektro analizatorių, nes muzika yra tik signalas su skirtinga įtampa.

2 žingsnis: planas

Garso signalas tiesiai iš jūsų telefono yra pakankamai geras tik ausinėms valdyti. Turime padidinti amplitudę naudodami garso stiprintuvą. Aš naudosiu „Bluetooth“garsiakalbį, nes jame yra įmontuotas garso stiprintuvas.

Muzika yra įvairių dažnių mišinys. Aš jokiu būdu nesu patikimas ekspertas. Greita „Google“paieška davė tokius rezultatus:

20–60 Hz žemieji bosai

Nuo 60 iki 250 Hz žemų dažnių

Nuo 500 Hz iki 2 kHz vidutinio diapazono

Nuo 4 iki 6 kHz

Ryškumas nuo 6 iki 20 kHz

Norint atskirti šiuos dažnius, bus naudojami pralaidumo filtrai. Pralaidumo filtras yra įrenginys, kuris praleidžia tam tikrą dažnį ir atmeta kitus dažnius. Ekrano stulpelyje rodoma to dažnio amplitudė arba įtampos lygis.

3 žingsnis: „Bandpass“filtrų kūrimas

Naudodami toliau pateiktą formulę, galite apskaičiuoti R ir C reikšmes tam tikram dažniui.

Pastaba: nenaudokite elektrolitinių kondensatorių

4 žingsnis: PCB projektavimas ir surinkimas

Naudodamas „EasyEDA“, pirmiausia sukūriau schemą ir tada pavertiau ją PCB. „EasyEDA“puikiai tinka pradedantiesiems, tokiems kaip aš. Nerimaujama dėl mažiau dalykų, todėl galime sutelkti dėmesį tik į PCB kūrimą. Galite tiesiogiai užsisakyti savo PCB iš JLCPCB. Kiekvienas ekrano stulpelis yra tas pats, todėl galima naudoti 10 gautų PCB. Aš naudoju penkis penkiems skirtingiems dažniams. Galite išplėsti grandinę pagal savo beprotybės lygį!

Po užsakymo PCB gavau per 5 dienas. Dabar išimkite geležį, surinkite visus komponentus ir pradėkite lituoti! Po velniškai daug litavimo buvo baigtos 5 kolonos.

5 žingsnis: Sudėkite dalykus

„Fusion 360“sukūriau dėklą elektronikai ir penkiems ekranams laikyti. Atsispausdinau jį naudodami „Creality Ender 3.“Tik pradedantis 3D modeliavimas, bet tai pavyko.

Kaip garso šaltinį naudojau seną „Bluetooth“garsiakalbį, nes jame jau yra įmontuotas stiprintuvas. Aš nepaaiškinsiu ryšių, nes jūsų bus kitaip. Tiesiog sekite 2 žingsnyje minėtą blokinę schemą. Prijungiau pralaidumo filtro garso įvestį prie stiprintuvo išvesties (garsiakalbių jungčių).

Lituokite signalus ir maitinimo laidus, einančius iš ekranų, į pralaidumo filtro plokštę.

Likę dalykai priklauso nuo jūsų. „Bluetooth“garsiakalbio plokštėje buvo indikatoriaus šviesos diodas, kurį aš nusileidau ir pritvirtinau priekinėje pusėje. Būk kūrybingas!

6 žingsnis: Mėgaukitės

Viskas! Įjunkite energiją ir mėgaukitės mėgstama daina!

Ačiū, kad laikėtės iki galo. Tikiuosi, kad jums visiems patinka šis projektas ir šiandien sužinojote kažką naujo. Praneškite man, jei padarysite vieną sau. Prenumeruokite mano „YouTube“kanalą, kad gautumėte daugiau būsimų projektų. Dar kartą ačiū!