Spektro analizatorius: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šis projektas buvo skirtas „Creative Electronics“, Beng elektronikos inžinerijos 4 kurso moduliui Malagos universitete, Telekomunikacijų mokykloje (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Projektą sukūrė ir surinko Carlosas Almagro, Diego Jiménezas ir Alejandro Santana, mes sukūrėme „dėžutės muzikos grotuvą“, valdomą „Arduino Mega“(pasirinkome jį, nes Arduino Leonardo nebuvo pakankamai galingas neopikselių matricai), kuris per 8x32 neopikselių matricą parodo muzikos spektrą. Pagrindinė idėja yra atrinkti garso signalą 8 juostose (viena juosta, kad būtų parodytas kiekvienas dažnio intervalas, iki 20 kHz).

Signalas patenka per 3,5 lizdo lizdą ir eina į arduino ir „Speakears“, ankstesnis žingsnis buvo sustiprintas.

1 žingsnis: komponentai ir medžiagos

„Arduino Mega“(prekės ženklas „Elegoo“)

Placa de soldadura a doble cara

4 rezistencijos 220

4 diodai

2 seni garsiakalbiai

2 varžos 330

2 įvedimo mygtukai

1 atsparumas 470

1 kondensatorius 10uF

1 220uF kondensatorius

1 atsparumas 1K

1 pasipriešinimas 100k

2 UA741

Įterpimo pušys, patinai ir patelės

2 stiprintuvai PAM8403

2 žingsnis: Aparatūra

Kaip žinome, įtampos diapazonas, kurį galima įvesti į „Arduino“, yra nuo 0 [V] iki 5 [V], tačiau garso signalo įtampos diapazonas, perduodamas iš asmeninio kompiuterio ausinių lizdo ir pan., Yra -0.447 [V] iki 0,447 [V].

Tai reiškia, kad įtampa svyruoja net į minuso pusę, o amplitudė yra per maža Tiesiogiai į „Arduino“garso signalo įvesti negalima. Todėl šioje grandinėje įtampa pirmiausia pakeliama 2,5 [V], kuri yra pusė 5 [V] įtampos, tada įvedama į analoginį „Arduino“kaištį, praėjus per stiprintuvo grandinę, kad padidėtų amplitudė sukonfigūruotas. Tada mes analizuosime grandinės schemą:

1. Vidurinio taško potencialiai sutampančios / neinvertuojančios stiprintuvo grandinės X1 ir X2 yra stereo mini lizdai. Kadangi jis yra tiesiog prijungtas lygiagrečiai, jis gali būti tiek įvestis, tiek išvestis. Matome, kad užfiksuotas tik vienas iš stereo garso signalų. R17 skirtas spektro analizatoriaus jautrumui reguliuoti. Per C1 viena R17 pusė yra prijungta prie vidurio taško potencialo. Taip galima įvesties garso signalą uždėti įtampą, atitinkančią vidurio taško potencialą. Po to nėra negrįžtamos stiprintuvo grandinės. Be to, būtina naudoti operacinį stiprintuvą su išvestimi nuo bėgio iki bėgio (išvestis visu greičiu).

2. Vidurinio taško potencialo generavimo grandinė (bėgių skirstytuvas) R9, R10, R11 padalinkite maitinimo įtampą per pusę ir įveskite ją įtampos sekėjui. R11 skirtas tiksliai sureguliuoti vidurio taško potencialą. Manau, kad čia gerai naudoti kelių posūkių pusiau fiksuotą rezistorių.

3. Analoginis maitinimo šaltinis LPF grandinė R6 ir C3 yra žemo dažnio filtras, turintis itin žemą išjungimo dažnį ir naudojamas kaip operacinių stiprintuvų maitinimo šaltinis. Taip sumažinamas triukšmas, susimaišęs iš pagrindinio maitinimo šaltinio. Kadangi VCC įtampa nukrenta žemiau + 5 V, nes R6 yra nuosekliai su maitinimo šaltiniu, ši įtampa įvedama į analoginę „Arduino“etaloninės įtampos kaištį. Programa nustato išorinį įtampos šaltinį.

4. SPI įtampos skirstytuvo grandinė LED skydelio valdikliui Čia prijunkite LED skydelio valdiklį, tačiau kadangi įtampa, kurią galima įvesti į LED skydelio valdiklį, yra 3,3 V, įtampos skirstomasis rezistorius įterpiamas.

Galiausiai turime tik prijungti neopikselių skydelį prie skaitmeninių arduino kaiščių I/O.

Šį aparatūros dizainą paėmėme iš čia:

nematėme jokių paminėjimų apie licenciją šiame puslapyje, tačiau manome, kad reikia tai paminėti ir padėkoti.

Mes sukūrėme dviejų mygtukų valdiklį, kad pakeistume skirtingus režimus, ir mes reguliuojame garso stiprumą su nepastoviu pasipriešinimu.

3 žingsnis: programinė įranga

Mes sukūrėme programą, kuri taiko Furjė transformaciją analoginiam įvesties signalui per FFT biblioteką (kurią galite atsisiųsti iš savo arduino IDE) ir ima signalą, kad būtų rodomi 8 dažnumo intervalai. Jis gali pasirinkti iš 4 skirtingų apšvietimo režimų.

4 žingsnis: atvejis

Korpuso dizainas yra visiškai nemokamas ir skiriasi kiekviename projekte, vienintelis reikalavimas yra tai, kad visi komponentai ir grandinės tilptų viduje ir galėtų rodyti neopikselių matricą.