Helispektri analüsaator (VU -mõõtur): 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Mis on Muusika? Tehnilisest seisukohast on muusika põhimõtteliselt erineva pinge ja sagedusega signaal. Helispektri analüsaator on seade, mis näitab konkreetse sageduse pingetaset. Seda instrumenti kasutatakse heli analüüsimiseks peamiselt sellistes kohtades nagu salvestusstuudiod.

Kuigi see on instrument, on lõbus vaadata tantsivaid tulesid ja suurepärane viis muusika visualiseerimiseks. Mõni aasta tagasi olin teinud prototüüpimisplaadile väiksema versiooni, millel oli kaks veergu. Palju jootmist ja täielik jama! Seekord tahtsin, et see oleks puhas ja korralik ning silmailu.

Alustame

Tarvikud

Ühe veeru jaoks:

5x LM324 Quad Op-Amp IC

20x rohelised LED -id

Takisti 20x100 oomi

20x 10k takisti

1x 59k takisti

1x 270k takisti

1x 2N2222 NPN transistor

1x 10uF kondensaator

Samm: op-võimendi võrdlusena

Ma ei selgita op-võimendi tööd, pigem näeme selle rakendust. YouTube'is on palju häid videoid, mis selgitavad op-võimendi tööd.

Op-Amp on 3-terminaliline seade.

1. Pööramata tihvt (+)
2. Pööratav tihvt (-)
3. Väljund

Kahe pinge võrdlemiseks kasutame op-võimendit. Pinget Vin inverteeriva tihvti (-) juures võrreldakse pingega Vref mitteinverteeriva tihvti (+) juures.

Ehitame selle demonstreerimiseks vooluringi. Selles näites kasutatakse LM324 IC-d, mis on nelja op-võimendi. Võrdluspinge Vref 2,5 V antakse pinge jagaja vooluahela (+) pingele ja pinge Vin (-) tihvti puhul muudetakse potentsiomeetri abil. Väljundisse on ühendatud LED. Kui Vin 2.5V, muutub väljund kõrgeks ja LED lülitub sisse.

Suurendame seda vooluringi nelja op-ampri abil. Pingejaotusahelat kasutatakse võrdluspinge (1V, 2V, 3V ja 4V) tagamiseks igale võimendile. (-) kõigi op-võimendite tihvtid on omavahel ühendatud. Kui pinge (-) tihvtil muutub suuremaks kui 1 V, muutub esimese op-võimendi väljund kõrgeks. Kuna 1V on väiksem kui teiste op-võimendite võrdluspinged, jäävad nende väljundid madalaks. Kui pinge veelgi suureneb, lülituvad LED -id üksteise järel sisse.

Sama põhimõtet kasutades, kuid rohkemate võimendustega, saame luua helispektri analüsaatori, kuna muusika pole midagi muud kui erineva pingega signaal.

2. samm: plaan

Helisignaal otse telefonist on piisav ainult kõrvaklappide juhtimiseks. Peame amplituudi suurendama helivõimendi abil. Ma kasutan bluetooth kõlarit, kuna sellel on sisseehitatud helivõimendi.

Muusika on segu erinevatest sagedustest. Ma pole mingil juhul hea ekspert. Kiire Google'i otsing andis järgmised tulemused:

20 kuni 60 Hz sub-bass

60 kuni 250 Hz bass

500 Hz kuni 2 kHz keskklassi

4 kuni 6 kHz kohalolek

6 kuni 20 kHz sära

Nende sageduste eraldamiseks kasutatakse ribalaiuse filtreid. Ribalaiuse filter on seade, mis läbib teatud sageduse ja lükkab tagasi muud sagedused. Ekraani veerg näitab selle sageduse amplituudi või pingetaset.

3. samm: ribalaiuse filtrite kavandamine

Kasutades allpool toodud valemit, saate arvutada R ja C väärtused antud sageduse jaoks.

Märkus: Ärge kasutage elektrolüütkondensaatoreid

4. samm: trükkplaatide projekteerimine ja kokkupanek

EasyEDA abil koostasin esmalt skeemi ja teisendasin selle seejärel PCB -ks. EasyEDA sobib suurepäraselt algajatele nagu mina. Muretsemiseks on vähem asju ja seega saame keskenduda ainult trükkplaadi kujundamisele. PCB -sid saate otse tellida JLCPCB -st. Ekraani iga veerg on sama ja seega saab kasutada 10 saadud PCB -d. Olen kasutanud viit erinevat sagedust. Saate ahelat suurendada oma hulluse taseme järgi!

Pärast tellimist sain oma PCBd kätte 5 päeva jooksul. Võtke nüüd triikraud välja, koguge kokku kõik komponendid ja alustage jootmist! Pärast pagana palju jootmist sai valmis 5 veergu.

Samm: asjade kokkupanek

Kujundasin Fusion 360 -s ümbrise elektroonika jaoks ja viie ekraani hoidmiseks. Trükkisin selle Creality Ender 3. abil. Algaja 3D -modelleerimises, kuid see töötas.

Kasutasin audioallikana vana bluetooth -kõlarit, kuna selle sisse on juba ehitatud võimendi. Ma ei selgita seoseid, kuna teie omad on erinevad. Lihtsalt järgige eespool punktis 2 mainitud plokkskeemi. Ühendasin ribalaiuse filtri helisisendi võimendi väljundiga (kõlarite ühendused).

Jootke kuvaritelt tulevad signaali- ja toitejuhtmed ribalaiuse filtriplaadile.

Ülejäänud asjad on teie otsustada. Bluetooth -kõlari trükkplaadil oli indikaator -LED, mille ma lahutasin ja kinnitasin selle esiküljele. Ole loominguline!

6. samm: nautige

See on kõik! Lülitage see sisse ja nautige oma lemmiklaulu!

Aitäh, et lõpuni jäite. Loodan, et teile kõigile meeldib see projekt ja õppisite täna midagi uut. Andke mulle teada, kui teete selle endale. Tellige minu YouTube'i kanal eelseisvate projektide jaoks. Aitäh veelkord!