طیف صوتی آنالیزور (VU Meter): 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

موسیقی چیست؟ از نظر فنی ، موسیقی اساساً یک سیگنال با ولتاژ و فرکانس متفاوت است. طیف صوتی آنالیز دستگاهی است که سطح ولتاژ یک فرکانس خاص را نشان می دهد. این ساز عمدتا در مکانهایی مانند استودیوهای ضبط برای تجزیه و تحلیل صدا استفاده می شود.

اگرچه این یک ساز است ، خیره شدن به چراغ های رقص بسیار سرگرم کننده است و راهی عالی برای تجسم موسیقی است. چند سال پیش ، من نسخه کوچکتری با دو ستون روی صفحه نمونه اولیه ساخته بودم. لحیم کاری زیاد و خرابی کامل! این بار می خواستم مرتب و مرتب و برای چشم ها مزه ای باشد.

بیایید شروع کنیم

تدارکات

برای یک ستون:

5 برابر IC LM324 Quad Op-Amp

20 برابر LED سبز

مقاومت 20x 100 اهم

مقاومت 20x 10k

1x مقاومت 59k

1x مقاومت 270k

1x 2N2222 NPN ترانزیستور

1x 10uF خازن

مرحله 1: Op-Amp به عنوان مقایسه کننده

من در مورد کار Op-Amp توضیح نمی دهم بلکه یکی از کاربردهای آن را خواهیم دید. تعداد زیادی ویدئوی خوب در YouTube وجود دارد که نحوه کار Op-Amp را توضیح می دهد.

Op-Amp یک دستگاه 3 پایانه است.

1. پین غیر معکوس (+)
2. پین معکوس (-)
3. خروجی

ما برای مقایسه دو ولتاژ از یک op-amp استفاده می کنیم. ولتاژ Vin در پین معکوس (-) با ولتاژ Vref در پین غیر معکوس (+) مقایسه می شود.

اجازه دهید یک مدار برای نشان دادن آن بسازیم. LM324 IC که یک quad op-amp است برای این مثال استفاده می شود. ولتاژ مرجع Vref 2.5V در پین (+) با استفاده از مدار تقسیم ولتاژ و ولتاژ Vin در (-) پین با استفاده از پتانسیومتر تغییر می کند. یک LED در خروجی وصل شده است. وقتی Vin 2.5V ، خروجی زیاد می شود و LED روشن می شود.

اجازه دهید این مدار را با استفاده از چهار آمپر تقویت کنیم. یک مدار تقسیم ولتاژ برای ارائه ولتاژ مرجع (1V ، 2V ، 3V و 4V) برای هر op-amp استفاده می شود. (-) پین همه آمپرهای آمپلی فایر به هم متصل هستند. با افزایش ولتاژ در پین (-) بیشتر از 1 ولت ، خروجی اولین op-amp زیاد می شود. از آنجا که 1 ولت کمتر از ولتاژهای مرجع سایر آمپرها است ، خروجی آنها کم است. با افزایش بیشتر ولتاژ ، LED ها یکی پس از دیگری روشن می شوند.

با استفاده از اصل یکسان اما با آمپرهای بیشتر ، می توانیم یک طیف صوتی آنالایزر بسازیم زیرا موسیقی چیزی نیست جز سیگنالی با ولتاژ متغیر.

مرحله 2: برنامه

سیگنال صوتی مستقیم از تلفن شما فقط برای هدایت هدفون شما خوب است. ما باید دامنه را با استفاده از تقویت کننده صوتی افزایش دهیم. من از بلندگوی بلوتوث استفاده می کنم زیرا دارای تقویت کننده صدا است.

موسیقی ترکیبی از فرکانس های مختلف است. من به هیچ وجه متخصص صدا نیستم. یک جستجوی سریع در گوگل نتایج زیر را نشان داد:

ساب بیس 20 تا 60 هرتز

باس 60 تا 250 هرتز

500 هرتز تا 2 کیلوهرتز میان رده

حضور 4 تا 6 کیلوهرتز

برلیانس 6 تا 20 کیلوهرتز

برای جداسازی این فرکانس ها از فیلترهای باند باند استفاده می شود. فیلتر باند وسیله ای است که فرکانس خاصی را عبور می دهد و فرکانس های دیگر را رد می کند. یک ستون از صفحه نمایش دامنه یا سطح ولتاژ آن فرکانس را نشان می دهد.

مرحله 3: طراحی فیلترهای Bandpass

با استفاده از فرمول زیر می توانید مقادیر R و C را برای یک فرکانس معین محاسبه کنید.

توجه: از خازن های الکترولیتی استفاده نکنید

مرحله 4: طراحی و مونتاژ PCB

با استفاده از EasyEDA ، ابتدا طرح کلی را ایجاد کردم و سپس آن را به PCB تبدیل کردم. EasyEDA برای مبتدیانی مانند من مناسب است. چیزهای کمتری برای نگرانی وجود دارد و بنابراین ما می توانیم فقط روی طراحی PCB تمرکز کنیم. شما می توانید PCB های خود را مستقیماً از JLCPCB سفارش دهید. هر ستون صفحه نمایش یکسان است و بنابراین از 10 PCB که به دست می آوریم می توان استفاده کرد. من از پنج برای پنج فرکانس مختلف استفاده کرده ام. شما می توانید مدار را بر اساس میزان دیوانگی خود افزایش دهید!

پس از سفارش ، PCB های خود را ظرف 5 روز دریافت کردم. حالا اتو را بیرون بیاورید ، همه اجزا را جمع کرده و لحیم کاری را شروع کنید! پس از لحیم کاری بسیار ، 5 ستون تکمیل شد.

مرحله 5: کنار هم قرار دادن اشیا

من یک قاب در Fusion 360 برای وسایل الکترونیکی و پنج صفحه نمایش طراحی کردم. من آن را با استفاده از Creality Ender 3 چاپ کردم. این فقط یک مبتدی در مدل سازی سه بعدی بود ، اما کار کرد.

من از بلندگوی بلوتوث قدیمی به عنوان منبع صوتی استفاده کردم زیرا دارای یک تقویت کننده در داخل آن است. من اتصالات را توضیح نخواهم داد زیرا ارتباطات شما متفاوت خواهد بود. فقط بلوک دیاگرام را که قبلاً در مرحله 2 ذکر شد ، دنبال کنید. من ورودی صوتی فیلتر باند را به خروجی (اتصالات بلندگو) تقویت کننده متصل کردم.

سیم های سیگنال و برق را که از نمایشگرها می آیند را به برد فیلتر بند باند بچسبانید.

بقیه موارد بستگی به شما دارد. روی برد مدار بلندگوی بلوتوث یک نشانگر LED وجود داشت که من آن را جدا کردم و آن را در قسمت جلویی وصل کردم. خلاق بودن!

مرحله ششم: لذت ببرید

خودشه! آن را فعال کنید و از آهنگ مورد علاقه خود لذت ببرید!

متشکرم که تا انتها پایبند بودید. امیدوارم همه شما این پروژه را دوست داشته باشید و امروز چیز جدیدی آموخته باشید. اگر یکی را برای خود درست کردید به من اطلاع دهید. برای پروژه های بیشتر در کانال YouTube من مشترک شوید. باز هم ممنون!