מנתח ספקטרום: 4 שלבים

2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-23 14:46

פרויקט זה נועד עבור 'יצירת אלקטרוניקה', מודול הנדסת אלקטרוניקה של בנג בשנה הרביעית באוניברסיטת מאלגה, בית הספר לתקשורת (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

הפרויקט תוכנן והורכב על ידי קרלוס אלמגרו, דייגו ג'ימנז ואלחנדרו סנטנה, הכנו "נגן מוזיקת קופסא" הנשלט על ידי ארדואינו מגה (בחרנו בו מכיוון שארדואינו לאונרדו לא היה מספיק חזק למטריצת הניאופיקסל), שמראה באמצעות מטריצת ניופיקסל 8x32 את ספקטרום המוסיקה. הרעיון המרכזי הוא לדגום את אות הקול ב -8 ברים (סרגל אחד על מנת לייצג כל מרווח קדחות, עד 20 קילוהרץ).

האות נכנס דרך יציאת שקע 3.5 ועובר אל הארדואינו והרמקולים, שלב קודם של הגברה.

שלב 1: רכיבים וחומרים

Arduino Mega (brandElegoo)

פלאסה דה סולדאדורה דו קארה

4 התנגדות של 220

4 נוריות

2 רמקולים ישנים

2 התנגדויות של 330

2 לחצני לחיצה

התנגדות 1 של 470

מעבה אחד של 10uF

מעבה אחד של 220uF

התנגדות 1 של 1K

התנגדות 1 של 100k

2 UA741

הכנסת אורנים זכר ונקבה

2 מגברים PAM8403

שלב 2: חומרה

כידוע, טווח המתח שניתן להזין ל- Arduino הוא בטווח של 0 [V] עד 5 [V], אך טווח המתח של אות השמע שמוצא ממסוף האוזניות של המחשב האישי וכו 'הוא -0.447 [V] עד 0.447 [V].

המשמעות היא שהמתח מתנדנד אפילו לצד המינוס והמשרעת קטנה מדי לא ניתן להזין אות Arduino Audio. לכן, במעגל זה, תחילה, המתח נמשך ב -2.5 [V], שהוא חצי מהמתח של 5 [V], ולאחר מכן הכנס לסיכה האנלוגית של Arduino לאחר שעבר במעגל המגבר כדי להגדיל את המשרעת. מוגדר. לאחר מכן אנו הולכים לנתח את תרשים המעגלים:

1. מעגלי מגבר פוטנציאליים של מעגל מגבר X1 ו- X2 המגדירים / לא הופכים הם שקעי מיני סטריאו. מכיוון שהוא פשוט מחובר במקביל, הוא יכול להיות קלט או פלט. אנו יכולים לראות, רק אחד מאותות האודיו הסטריאו נלכד. R17 מיועד להתאמת הרגישות של מנתח הספקטרום. דרך C1, צד אחד של R17 מחובר לפוטנציאל נקודת האמצע. על ידי כך, ניתן להעלות מתח המתאים לפוטנציאל נקודת האמצע לאות השמע הקלט. לאחר מכן אין מעגל מגבר בלתי הפיך. בנוסף, יש צורך להשתמש במגבר אופ עם פלט רכבת למסילה (תפוקת נדנדה מלאה).

2. מעגל יצירת פוטנציאל אמצע (מפצל מסילה) R9, R10, R11 מחלקים את מתח אספקת החשמל לשניים ומכניסים אותו למעקב המתח. R11 מיועד להתאמה עדינה של פוטנציאל נקודת האמצע. אני חושב שטוב להשתמש כאן בנגד קבוע למחצה רב-סיבובי.

3. אספקת חשמל אנלוגית מעגל LPF R6 ו- C3 מהווים מסנן מעבר נמוך עם תדר ניתוק נמוך במיוחד ומשתמשים בו כספק כוח למגברים תפעוליים. על ידי כך, רעש מעורב מאספקת החשמל הראשית מנותק. מכיוון שהמתח של VCC יורד מתחת ל- + 5V מכיוון ש- R6 תואם את ספק הכוח, מתח זה נכנס לסיכת מתח הייחוס האנלוגי של Arduino. התוכנית מגדירה את מקור מתח הייחוס כלפי חוץ.

4. מעגל מחלק מתח SPI לבקר לוח הלדים חבר את בקר לוח הלדים לכאן, אך מכיוון שהמתח שניתן להזין לבקר לוח הלד הוא 3.3 וולט, הנגד מחלק המתח מוכנס.

לבסוף עלינו רק לחבר את לוח הניאופיקסל לפיני/פלט הדיגיטליים של הארדואינו.

לקחנו את עיצובי החומרה מכאן

לא ראינו אזכור לרישיון בדף זה, אך אנו מרגישים צורך להזכיר ולהודות על כך.

עשינו בקר שני כפתורים לשינוי המצבים השונים ואנו מסדירים את עוצמת השמע בהתנגדות זמינה.

שלב 3: תוכנה

פיתחנו תוכנית המחילה את הטרנספורמציה פורייה על אות הכניסה האנלוגי באמצעות ספריית ה- FFT (שניתן להוריד אותה ב- arduino IDE), והיא דוגמת את האות להצגת 8 מרווחי פריקואנס. הוא יכול לבחור בין 4 מצבי תצוגה שונים של תאורה.

שלב 4: התיק

עיצוב המארז הוא לגמרי בחינם ושונה בכל פרויקט, הדרישה היחידה היא שכל הרכיבים והמעגלים יתאימו פנימה ויוכלו להציג את מטריצת הניאופיקסל.