طیف آنالایزر: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

این پروژه برای "Creative Electronics" ، واحد مهندسی الکترونیک Beng 4 در دانشگاه مالاگا ، دانشکده مخابرات (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/) بود.

این پروژه توسط کارلوس آلماگرو ، دیه گو خیمنز و الخاندرو سانتانا طراحی و مونتاژ شده است ، ما یک "پخش کننده جعبه موسیقی" ساخته ایم که توسط آردوینو مگا کنترل می شود (ما آن را انتخاب کرده ایم زیرا آردوینو لئوناردو برای ماتریس نئوپیکسلی به اندازه کافی قوی نبود) ، که طیف موسیقی را از طریق ماتریس نئوپیکسلی 8x32 نشان می دهد. ایده اصلی این است که سیگنال صوتی را در 8 میله (یک نوار به منظور نمایش هر بازه فرکانس ، تا 20 کیلوهرتز) نمونه برداری کنید.

سیگنال از طریق درگاه جک 3.5 وارد می شود و به آردوینو و اسپیکرز می رود ، مرحله قبلی تقویت شدن.

مرحله 1: اجزا و مواد

آردوینو مگا (نام تجاری Elegoo)

Placa de soldadura a doble cara

4 مقاومت 220

4 عدد led

2 بلندگوی قدیمی

2 مقاومت 330

2 دکمه فشاری

1 مقاومت 470

1 کندانسور 10uF

1 کندانسور 220uF

1 مقاومت 1K

1 مقاومت 100k

2 UA741

کاج های درج کننده نر و ماده

2 تقویت کننده PAM8403

مرحله 2: سخت افزار

همانطور که می دانیم ، محدوده ولتاژ ورودی به آردوینو در محدوده 0 [V] تا 5 [V] است ، اما محدوده ولتاژ سیگنال صوتی خروجی از پایانه گوشی کامپیوتر شخصی و غیره -0.447 است. [V] تا 0.447 [V].

این بدان معناست که ولتاژ حتی به سمت منفی تغییر می کند و دامنه بسیار کوچک است به طور مستقیم به آردوینو نمی توان سیگنال صوتی را وارد کرد. بنابراین ، در این مدار ، ابتدا ولتاژ 2.5 [V] ، که نصف ولتاژ 5 [V] است ، بالا می رود ، سپس پس از عبور از مدار تقویت کننده ، برای افزایش دامنه به پین آنالوگ آردوینو وارد می شود. پیکربندی شده است سپس ما قصد داریم نمودار مدار را تجزیه و تحلیل کنیم:

1. وسط مدارهای تقویت کننده اضافی / غیرقابل تبدیل X1 و X2 مینی جک های استریو هستند. از آنجا که به سادگی به طور موازی متصل می شود ، می تواند ورودی یا خروجی باشد. ما می بینیم ، تنها یکی از سیگنال های صوتی استریو ضبط شده است. R17 برای تنظیم حساسیت تجزیه و تحلیل طیف است. از طریق C1 ، یک طرف R17 به پتانسیل نقطه میانی متصل می شود. با این کار می توان ولتاژ مربوط به پتانسیل نقطه میانی را در سیگنال صوتی ورودی قرار داد. پس از آن هیچ مدار تقویت کننده برگشت ناپذیری وجود ندارد. علاوه بر این ، لازم است از op amp با خروجی rail-to-rail (خروجی کامل نوسان) استفاده شود.

2. مدار تولید کننده پتانسیل نقطه میانی (شکاف راه آهن) R9 ، R10 ، R11 ولتاژ منبع تغذیه را به نصف تقسیم کرده و آن را به دنبال کننده ولتاژ وارد می کند. R11 برای تنظیم دقیق پتانسیل نقطه میانی است. من فکر می کنم خوب است که در اینجا از یک مقاومت نیمه پیچ چند دور استفاده کنید.

3. منبع تغذیه آنالوگ مدار LPF R6 و C3 یک فیلتر کم گذر با فرکانس قطع بسیار کم را تشکیل می دهند و از آن به عنوان منبع تغذیه تقویت کننده های عملیاتی استفاده می کنند. با انجام این کار ، سر و صدای مخلوط شده از منبع تغذیه اصلی قطع می شود. از آنجا که ولتاژ VCC به زیر 5 ولت می افتد زیرا R6 به صورت سری با منبع تغذیه است ، این ولتاژ به پین ولتاژ مرجع آنالوگ آردوینو وارد می شود. این برنامه منبع ولتاژ مرجع را به صورت خارجی تنظیم می کند.

4. مدار تقسیم کننده ولتاژ SPI برای کنترل کننده پنل LED کنترلر پنل LED را در اینجا وصل کنید ، اما از آنجا که ولتاژی که می توان به کنترلر پنل LED وارد کرد 3.3 ولت است ، مقاومت تقسیم ولتاژ وارد شده است.

در نهایت ما فقط باید پنل neopixel را به پین های دیجیتال I/O آردوینو متصل کنیم.

ما این طرح های سخت افزاری را از اینجا گرفته ایم

ما هیچ اشاره ای به مجوز در این صفحه ندیده ایم ، اما احساس می کنیم نیاز به ذکر و تشکر از آن داریم.

ما یک کنترلر دو دکمه برای تغییر حالت های مختلف ساخته ایم و میزان صدا را با یک مقاومت قابل تغییر تنظیم می کنیم.

مرحله 3: نرم افزار

ما برنامه ای را توسعه داده ایم که تبدیل چهارگانه را به سیگنال ورودی آنالوگ از طریق کتابخانه FFT (که می توانید در IDE آردوینو خود بارگیری کنید) اعمال می کند و سیگنال را برای نشان دادن 8 فاصله زمانی فرکانس نمونه گیری می کند. این می تواند از بین 4 حالت مختلف نمایش نورپردازی را انتخاب کند.

مرحله 4: مورد

طراحی کیس در هر پروژه کاملاً رایگان و متفاوت است ، تنها شرط این است که همه اجزا و مدارها در داخل قرار گرفته و بتوانند ماتریس نئوپیکسل را نشان دهند.