Spektrumanalysator: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Dette projekt var til 'Creative Electronics', et Beng Electronics Engineering 4. års modul på University of Málaga, School of Telecommunications (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Projektet er designet og samlet af Carlos Almagro, Diego Jiménez og Alejandro Santana, vi har lavet en "box musikafspiller" styret af en Arduino Mega (vi har valgt det, fordi Arduino Leonardo ikke var kraftfuld nok til neopixelmatrixen), der viser gennem en 8x32 neopixel matrix spektret af musik. Hovedideen er at prøve lydsignalet i 8 bar (en bar for at repræsentere hvert frekvensinterval, indtil 20 kHz).

Signalet kommer ind gennem en jack 3.5 -port og går til arduino og speakears, tidligere trin med at blive forstærket.

Trin 1: Komponenter og materialer

Arduino Mega (mærkeElegoo)

Placa de soldadura a doble cara

4 modstande af 220

4 lysdioder

2 gamle højttalere

2 modstande på 330

2 indsættelsesknapper

1 modstand på 470

1 kondensator på 10uF

1 kondensator på 220uF

1 modstand på 1K

1 modstand på 100k

2 UA741

Insertion Pines han og hun

2 forstærkere PAM8403

Trin 2: Hardware

Som vi ved, er spændingsområdet, der kan input til Arduino, i området 0 [V] til 5 [V], men spændingsområdet for lydsignalet, der udsendes fra øretelefonterminalen på den personlige computer osv., Er -0.447 [V] til 0,447 [V].

Det betyder, at spændingen svinger selv til minus -siden, og amplituden er for lille Direkte til Arduino Audio -signalet kan ikke indlæses. Derfor trækkes spændingen i dette kredsløb først med 2,5 [V], hvilket er halvdelen af spændingen på 5 [V], derefter input til den analoge pin af Arduino efter at have passeret gennem forstærkerkredsløbet for at øge amplituden Det er konfigureret. Derefter skal vi analysere kredsløbsdiagrammet:

1. Midtpunktspotentiale overlejrende / ikke -inverterende forstærkerkredsløb X1 og X2 er stereo mini -stik. Da det simpelthen er forbundet parallelt, kan det enten være input eller output. Vi kan se, at kun et af stereolydsignalerne fanges. R17 er til justering af følsomheden af spektrumanalysatoren. Gennem C1 er den ene side af R17 forbundet med midtpunktspotentialet. Ved at gøre det er det muligt at overlejre en spænding, der svarer til midtpunktspotentialet, til det indførte lydsignal. Derefter er der ikke noget irreversibelt forstærkerkredsløb. Derudover er det nødvendigt at bruge op-forstærker med rail-to-rail output (fuld swing output).

2. Midtpunktspotentiale -genereringskredsløb (skinnedeler) R9, R10, R11 deler strømforsyningsspændingen i halvdelen og indtaster den til spændingsfølgeren. R11 er til finjustering af midtpunktspotentialet. Jeg synes, at det er godt at bruge en multi-turn halvfast modstand her.

3. Analog strømforsyning LPF kredsløb R6 og C3 udgør et lavpasfilter med ekstremt lav afbrydelsesfrekvens og bruger det som strømforsyning til driftsforstærkere. Ved at gøre dette afbrydes støj blandet fra hovedstrømforsyningen. Da spændingen på VCC falder under + 5V, fordi R6 er i serie med strømforsyningen, indføres denne spænding til den analoge referencespændingsstift på Arduino. Programmet indstiller referencespændingskilden eksternt.

4. SPI -spændingsdelerkredsløb til LED -panelcontrolleren Tilslut LED -panelcontrolleren her, men da spændingen, der kan indføres til LED -panelkontrollen, er 3,3 V, indsættes spændingsdelingsmodstanden.

Endelig skal vi kun forbinde neopixelpanelet til arduinoens digitale pins I/O.

Vi har taget dette hardwaredesign herfra

vi har ikke set nogen omtale om licens på denne side, men vi føler behov for omtale og tak for det.

Vi har lavet en to knapper controller til ændring af de forskellige tilstande, og vi regulerer lydstyrken med en tilgængelig modstand.

Trin 3: Software

Vi har udviklet et program, der anvender fourier -transformen til det analoge indgangssignal gennem FFT -biblioteket (som du kan downloade i din egen arduino IDE), og det prøver signalet til at vise 8 frekvensintervaller. Det kan vælge mellem 4 forskellige belysningstilstande.

Trin 4: Sagen

Sagsdesignet er helt gratis og forskelligt i hvert projekt, det eneste krav er, at alle komponenter og kredsløb passer ind og kan vise neopixelmatrixen.