Audio spektra analizators (VU mērītājs): 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:54

Kas ir Mūzika? No tehniskā viedokļa mūzika būtībā ir signāls ar dažādu spriegumu un frekvenci. Audio spektra analizators ir ierīce, kas parāda noteiktas frekvences sprieguma līmeni. Tas ir instruments, ko galvenokārt izmanto tādās vietās kā ierakstu studijas, lai analizētu skaņu.

Lai gan tas ir instruments, ir jautri skatīties deju gaismās un lielisks veids, kā vizualizēt mūziku. Dažus gadus atpakaļ es biju izveidojis mazāku versiju ar divām kolonnām uz prototipēšanas dēļa. Daudz lodēšanas un pilnīgs haoss! Šoreiz es gribēju, lai tas būtu glīts un kārtīgs un kārums acīm.

Sāksim

Piegādes

Vienai kolonnai:

5x LM324 Quad Op-Amp IC

20x zaļas gaismas diodes

20x 100 omu rezistors

20x 10k rezistors

1x 59k rezistors

1x 270k rezistors

1x 2N2222 NPN tranzistors

1x 10uF kondensators

1. darbība. Op-Amp kā salīdzinātājs

Es nepaskaidrošu Op-Amp darbību, drīzāk mēs redzēsim vienu no tā pielietojumiem. Vietnē YouTube ir daudz labu videoklipu, kas izskaidro Op-Amp darbību.

Op-Amp ir 3 termināla ierīce.

1. Neinvertējoša tapa (+)
2. Apgriežamā tapa (-)
3. Izeja

Mēs izmantosim op-amp, lai salīdzinātu divus spriegumus. Spriegumu Vin pie invertējošās tapas (-) salīdzina ar spriegumu Vref pie neinvertējošās tapas (+).

Izveidosim ķēdi, lai to parādītu. Šajā piemērā tiek izmantots LM324 IC, kas ir četrkāršs op-amp. Atsauces spriegums Vref 2,5 V tiek nodrošināts pie (+) tapas, izmantojot sprieguma dalītāja ķēdi, un spriegums Vin pie (-) tapas tiek mainīts, izmantojot potenciometru. Pie izejas ir pievienota gaismas diode. Kad Vin 2.5V, izeja kļūst augsta un gaismas diode ieslēdzas.

Palielināsim šo ķēdi, izmantojot četrus op-amp. Sprieguma dalītāja ķēde tiek izmantota, lai nodrošinātu atskaites spriegumu (1V, 2V, 3V un 4V) katram op-amp. (-) visu op-amp pastiprinātājs ir savienots kopā. Tā kā spriegums pie (-) tapas kļūst lielāks par 1 V, pirmā op-amp izeja kļūst augsta. Tā kā 1V ir mazāks par citu op-amp pastiprinātāju atsauces spriegumiem, to izejas paliek zemas. Pieaugot spriegumam, gaismas diodes ieslēdzas viena pēc otras.

Izmantojot to pašu principu, bet ar vairāk op-amp, mēs varam izveidot audio spektra analizatoru, jo mūzika ir nekas cits kā signāls ar dažādu spriegumu.

2. solis: plāns

Audio signāls tieši no tālruņa ir pietiekami labs tikai, lai vadītu austiņas. Mums ir jāpalielina amplitūda, izmantojot audio pastiprinātāju. Es izmantošu Bluetooth skaļruni, jo tajā ir iebūvēts audio pastiprinātājs.

Mūzika ir dažādu frekvenču sajaukums. Es nekādā ziņā neesmu labs eksperts. Ātrā Google meklēšana deva šādus rezultātus:

20 līdz 60 Hz zemie basi

60 līdz 250 Hz bass

500 Hz līdz 2 kHz vidējais diapazons

4 līdz 6 kHz klātbūtne

6 līdz 20 kHz spožums

Lai atdalītu šīs frekvences, tiks izmantoti joslas caurlaidības filtri. Joslas caurlaides filtrs ir ierīce, kas izlaiž noteiktu frekvenci un noraida citas frekvences. Displeja kolonna parāda šīs frekvences amplitūdu vai sprieguma līmeni.

3. darbība: joslas filtru izstrāde

Izmantojot zemāk sniegto formulu, jūs varat aprēķināt R un C vērtības noteiktai frekvencei.

Piezīme: Nelietojiet elektrolītiskos kondensatorus

4. solis: PCB projektēšana un montāža

Izmantojot EasyEDA, es vispirms izveidoju shēmu un pēc tam pārveidoju to par PCB. EasyEDA ir ideāli piemērots iesācējiem kā es. Ir jāuztraucas mazāk, tāpēc mēs varam koncentrēties tikai uz PCB izstrādi. Jūs varat tieši pasūtīt PCB no JLCPCB. Katra displeja kolonna ir vienāda, un tāpēc var iegūt 10 iegūtos PCB. Esmu izmantojis piecas piecas dažādas frekvences. Jūs varat palielināt ķēdi atbilstoši savam trakuma līmenim!

Pēc pasūtīšanas es saņēmu savus PCB 5 dienu laikā. Tagad izvelciet gludekli, savāciet visas sastāvdaļas un sāciet lodēt! Pēc elles daudz lodēšanas tika pabeigtas 5 kolonnas.

5. darbība: lietu salikšana kopā

Es izstrādāju korpusu Fusion 360 elektronikai un piecu displeju turēšanai. Es to izdrukāju, izmantojot Creality Ender 3. Tikai iesācējs 3D modelēšanā, bet tas strādāja.

Kā audio avotu es izmantoju vecu Bluetooth skaļruni, jo tajā jau ir iebūvēts pastiprinātājs. Es neizskaidrošu savienojumus, jo jūsu būs atšķirīgi. Vienkārši izpildiet 2. solī minēto blokshēmu. Es pievienoju joslas caurlaides filtra audio ieeju pie pastiprinātāja izejas (skaļruņu savienojumiem).

Lodējiet signālu un barošanas vadus, kas nāk no displejiem, uz joslas filtra plāksni.

Pārējās lietas ir jūsu ziņā. Uz Bluetooth skaļruņa shēmas plates bija indikatora gaismas diode, kuru es atvienoju un pievienoju priekšpusē. Esi radošs!

6. solis: izbaudiet

Tieši tā! Ieslēdziet to un izbaudiet savu iecienīto dziesmu!

Paldies, ka pieturējāties līdz galam. Ceru, ka jums visiem patīk šis projekts un šodien uzzinājāt kaut ko jaunu. Ļaujiet man zināt, vai jūs to izgatavojat sev. Abonējiet manu YouTube kanālu, lai uzzinātu vairāk par gaidāmajiem projektiem. Paldies vēlreiz!