מנתח ספקטרום אודיו (מד VU): 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

מהי מוזיקה? מבחינה טכנית, מוזיקה היא בעצם אות בעל מתח ותדר משתנים. מנתח אודיו ספקטרום הוא מכשיר המציג את רמת המתח של תדר מסוים. זהו מכשיר המשמש בעיקר במקומות כמו אולפני הקלטות לניתוח הצליל.

למרות שמדובר בכלי, זה כיף להביט באורות הריקודים ודרך מצוינת להמחיש מוזיקה. לפני כמה שנים יצרתי גרסה קטנה יותר עם שני עמודים על לוח האב טיפוס. הרבה הלחמות ובלגן מוחלט! הפעם רציתי שיהיה מסודר ומסודר ופינוק לעיניים.

בואו נתחיל

אספקה

לטור אחד:

5x LM324 Quad Op-Amp IC

20x נוריות ירוקות

נגד 20 או 100 אוהם

20x 10k נגד

1x 59k נגד

1x 270k נגד

1x טרנזיסטור NPN 2N2222

קבל 1x10uF

שלב 1: אופ-אמפר כמשווה

לא אסביר את פעולתו של אופ-אמפר, אלא נראה אחד מהיישומים שלו. ישנם המון סרטונים טובים ביוטיוב המסבירים את פעולתו של Op-Amp.

אופ-אמפר הוא מכשיר בעל 3 מסופים.

1. סיכה ללא היפוך (+)
2. סיכה הפוכה (-)
3. תְפוּקָה

אנו נשתמש במגבר אופטי כדי להשוות בין שני מתח. המתח Vin בסיכה ההפוכה (-) מושווה למתח Vref בסיכה הלא-היפנית (+).

הבה נבנה מעגל להדגמתו. LM324 IC שהוא מגבר אופ-מרובע משמש לדוגמה זו. מתח הייחוס Vref של 2.5V מסופק בסיכה (+) באמצעות מעגל מחלק מתח והמתח Vin ב (-) סיכה משתנה באמצעות פוטנציומטר. נורית מחוברת ביציאה. כאשר Vin 2.5V, התפוקה הופכת גבוהה והנורית נדלקת.

תן לנו להגדיל את המעגל הזה באמצעות ארבעה מגברי אופ. מעגל מחלק מתח משמש כדי לספק מתח ייחוס (1V, 2V, 3V ו- 4V) לכל מגבר אופטי. סיכת (-) של כל מגברי ה OP מחוברים זה לזה. ככל שהמתח בסיכה (-) הופך גדול מ- 1V, התפוקה של המגבר הראשון הופכת גבוהה. מאחר ש- 1V נמוך ממתחי ההתייחסות של מגברי אופציה אחרים, התפוקות שלהם נשארות נמוכות. ככל שהמתח עולה עוד יותר, הנורות נדלקות אחת אחרי השנייה.

באמצעות אותו עיקרון אך עם יותר מגברי אופ, אנו יכולים לבנות מנתח ספקטרום אודיו מכיוון שמוזיקה אינה אלא אות בעל מתח משתנה.

שלב 2: התוכנית

אות שמע ישר מהטלפון שלך מספיק טוב רק כדי להניע את האוזניות שלך. עלינו להגדיל את המשרעת באמצעות מגבר אודיו. אני אשתמש ברמקול Bluetooth מכיוון שיש בו מגבר שמע מובנה.

מוזיקה היא תערובת של תדרים שונים. אני לא מומחה לסאונד בשום צורה. חיפוש מהיר בגוגל נתן את התוצאות הבאות:

20-60 הרץ תת-בס

60-250 הרץ בס

500 Hz עד 2 kHz בינוני

נוכחות של 4 עד 6 קילוהרץ

6 עד 20 קילוהרץ זוהר

כדי להפריד תדרים אלה, ישמשו מסנני פס פס. מסנן פס פס הוא מכשיר העובר תדר מסוים ודוחה תדרים אחרים. עמודה בתצוגה מציגה את משרעת או רמת המתח של התדר הזה.

שלב 3: עיצוב מסנני Bandpass

באמצעות הנוסחה המפורטת להלן, אתה יכול לחשב את הערכים של R ו- C עבור תדר נתון.

הערה: אין להשתמש בקבלים אלקטרוליטיים

שלב 4: עיצוב והרכבה של PCB

באמצעות EasyEDA, הכנתי תחילה את הסכימה ולאחר מכן הפכתי אותה ל- PCB. EasyEDA מושלמת למתחילים כמוני. יש פחות דברים לדאוג ולכן נוכל להתמקד רק בעיצוב ה- PCB. אתה יכול להזמין ישירות את ה- PCB שלך מ- JLCPCB. כל עמודה בתצוגה זהה ולכן ניתן לנצל את 10 ה- PCB שאנו מקבלים. השתמשתי בחמישה לחמישה תדרים שונים. אתה יכול להגדיל את המעגל לפי רמת הטירוף שלך!

לאחר ההזמנה קיבלתי את ה- PCB שלי תוך 5 ימים. עכשיו צא מהברזל שלך, אסוף את כל הרכיבים והתחל להלחם! לאחר הרבה הלחמות הושלמו 5 עמודים.

שלב 5: חיבור דברים

עיצבתי מארז ב- Fusion 360 לאלקטרוניקה וכדי להחזיק את חמשת הצגים. הדפסתי אותו באמצעות Creality Ender 3. רק מתחיל בדוגמנות תלת מימד, אבל זה עבד.

השתמשתי ברמקול Bluetooth ישן כמקור שמע מכיוון שיש בו כבר מגבר. אני לא אסביר את הקשרים כיוון שהקשר שלך יהיה שונה. פשוט עקוב אחר תרשים הבלוק שהוזכר קודם לכן בשלב 2. חיברתי את כניסת השמע של מסנן פס הפס לפלט (חיבורי רמקולים) של המגבר.

הלחם את חוטי האות והחשמל המגיעים מהתצוגות ללוח המסנן פס -פס.

שאר הדברים תלויים בך. היה לוח חיווי בלוח המעגלים של רמקול הבלוטות 'שהסרבתי והצלפתי אותו בצד הקדמי. תהיה יצירתי!

שלב 6: תהנה

זהו זה! הפעל אותו ותיהנה מהשיר האהוב עליך!

תודה שנצמדת עד הסוף. מקווה שכולכם אוהבים את הפרויקט הזה ולמדתם משהו חדש היום. ספר לי אם תכין אחד לעצמך. הירשם לערוץ היוטיוב שלי לפרויקטים נוספים הקרובים. תודה לך, שוב!