Spektrianalysaattori: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämä projekti oli tarkoitettu Creative Electronicsille, Beng Electronics Engineeringin 4. vuoden moduulille Málagan yliopistossa, Telecommunications Schoolissa (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Projektin ovat suunnitelleet ja koonneet Carlos Almagro, Diego Jiménez ja Alejandro Santana, olemme tehneet”laatikkomusiikkisoittimen”, jota ohjaa Arduino Mega (olemme valinneet sen, koska Arduino Leonardo ei ollut tarpeeksi tehokas neopikselimatriisiin), joka näyttää 8x32 neopikselimatriisin kautta musiikin spektrin. Pääidea on ottaa näytteitä äänisignaalista 8 baarissa (yksi palkki jokaisen taajuusvälin edustamiseksi aina 20 kHz: iin asti).

Signaali tulee jack 3.5 -portin kautta ja menee arduinoon ja Speakearsiin, edellinen vahvistusvaihe.

Vaihe 1: Komponentit ja materiaalit

Arduino Mega (merkkiElegoo)

Placa de soldadura a doble cara

4 resistencias de 220

4 lediä

2 vanhaa kaiutinta

2 vastusta 330

2 lisäyspainiketta

1 vastus 470

1 kondensaattori 10uF

1 kondensaattori 220uF

1 vastus 1K

1 vastus 100k

2 UA741

Lisäys Pines uros ja naaras

2 vahvistinta PAM8403

Vaihe 2: Laitteisto

Kuten tiedämme, jännitealue, joka voidaan syöttää Arduinoon, on välillä 0 [V] -5 [V], mutta henkilökohtaisen tietokoneen jne. Kuulokeliittimestä tulevan audiosignaalin jännitealue on -0,447 [V] - 0,447 [V].

Tämä tarkoittaa, että jännite heilahtaa jopa miinuspuolelle ja amplitudi on liian pieni Suoraan Arduino -audiosignaalia ei voida syöttää. Siksi tässä piirissä jännite vedetään ensin 2,5 [V]: llä, joka on puolet jännitteestä 5 [V], ja syötetään sitten Arduinon analogiseen nastaan vahvistinpiirin läpi amplitudin lisäämiseksi. määritetty. Sitten analysoimme piirikaaviota:

1. Keskipisteen mahdolliset päällekkäiset / kääntämättömät vahvistinpiirit X1 ja X2 ovat stereominiliittimiä. Koska se on yksinkertaisesti kytketty rinnakkain, se voi olla joko tulo tai lähtö. Voimme nähdä, että vain yksi stereoäänisignaaleista kaapataan. R17 on spektrianalysaattorin herkkyyden säätö. C1: n kautta R17: n toinen puoli on kytketty keskipistepotentiaaliin. Näin tekemällä on mahdollista asettaa keskipistepotentiaalia vastaava jännite tuloäänisignaaliin. Tämän jälkeen ei ole peruuttamatonta vahvistinpiiriä. Lisäksi on käytettävä op-vahvistinta, jossa on kisko-kisko-lähtö (täysi vauhti-lähtö).

2. Keskipisteen potentiaalinmuodostuspiiri (kiskonjakaja) R9, R10, R11 jakaa virtalähteen jännitteen puoleen ja syöttää sen jännitteen seuraajalle. R11 on keskipistepotentiaalin hienosäätö. Mielestäni tässä on hyvä käyttää monikierrosta puolikiinteää vastusta.

3. Analoginen virtalähde LPF -piiri R6 ja C3 muodostavat alipäästösuodattimen, jonka katkaisutaajuus on erittäin alhainen, ja käyttävät sitä operaatiovahvistimien virtalähteenä. Näin päävirtalähteestä sekoittuva melu vähenee. Koska VCC: n jännite putoaa alle + 5 V, koska R6 on sarjassa virtalähteen kanssa, tämä jännite syötetään Arduinon analogiseen referenssijännitteeseen. Ohjelma asettaa vertailujännitelähteen ulkoisesti.

4. SPI -jännitteenjakajapiiri LED -paneeliohjaimelle Liitä LED -paneelin ohjain tähän, mutta koska jännite, joka voidaan syöttää LED -paneelin ohjaimeen, on 3,3 V, jännitteen jakovastus asetetaan paikalleen.

Lopuksi meidän on vain liitettävä neopikselipaneeli arduinon digitaalisiin nastoihin I/O.

Olemme ottaneet tämän laitteistomallin täältä

Emme ole nähneet mitään mainintaa lisenssistä tällä sivulla, mutta tunnemme tarpeen mainita ja kiittää sitä.

Olemme tehneet kahden painikkeen ohjaimen eri tilojen vaihtamiseen ja säätelemme äänenvoimakkuutta vaihtelevalla vastuksella.

Vaihe 3: Ohjelmisto

Olemme kehittäneet ohjelman, joka soveltaa Fourier -muunnosta analogiseen tulosignaaliin FFT -kirjaston kautta (jonka voit ladata omasta arduino IDE: stä), ja se ottaa näytteen signaalista 8 taajuusvälin näyttämiseksi. Se voi valita neljästä eri valaistusnäytöstä.

Vaihe 4: Asia

Kotelon suunnittelu on täysin ilmainen ja erilainen jokaisessa projektissa, ainoa vaatimus on, että kaikki komponentit ja piirit mahtuvat sisälle ja voivat näyttää neopikselimatriisin.