Анализатор на аудио спектър (VU метър): 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Какво е музика? От техническа гледна точка музиката е основно сигнал с различно напрежение и честота. Анализаторът на аудио спектър е устройство, което показва нивото на напрежение на определена честота. Това е инструмент, който се използва главно на места като звукозаписни студия за анализ на звука.

Въпреки че е инструмент, забавно е да се взирате в танцуващите светлини и чудесен начин да визуализирате музиката. Няколко години назад бях направил по -малка версия с две колони на дъската за прототипи. Много запояване и пълна бъркотия! Този път исках да е спретнато и подредено и лакомство за очите.

Да започваме

Консумативи

За една колона:

5x LM324 Quad Op-Amp IC

20x зелени светодиоди

20x 100 ома резистор

20x 10k резистор

1x 59k резистор

1x 270k резистор

1x 2N2222 NPN транзистор

1x 10uF кондензатор

Стъпка 1: Op-Amp като компаратор

Няма да обяснявам работата на Op-Amp, а ще видим едно от приложенията му. В YouTube има много добри видеоклипове, обясняващи работата на Op-Amp.

Op-Amp е 3 терминално устройство.

1. Неинвертиращ щифт (+)
2. Инвертиращ щифт (-)
3. Изход

Ще използваме оп-усилвател за сравняване на две напрежения. Напрежението Vin на инвертиращия щифт (-) се сравнява с напрежението Vref на неинвертиращия щифт (+).

Нека изградим верига, която да го демонстрира. LM324 IC, който е четириядрен усилвател, се използва за този пример. Референтното напрежение Vref от 2.5V се осигурява на (+) щифт с помощта на верига на делител на напрежение и напрежението Vin на (-) щифт се променя с помощта на потенциометър. На изхода е свързан светодиод. Когато Vin 2.5V, изходът става висок и светодиодът се включва.

Нека разширим тази схема, като използваме четири операционни усилвателя. Делител на напрежение се използва за осигуряване на референтно напрежение (1V, 2V, 3V и 4V) към всеки оп-усилвател. (-) щифт на всички оп-усилватели са свързани заедно. Тъй като напрежението на (-) щифта става по-голямо от 1V, изходът на първия оп-усилвател става висок. Тъй като 1V е по-малко от референтните напрежения на други оп-усилватели, техните изходи остават ниски. С увеличаването на напрежението светодиодите се включват един след друг.

Използвайки същия принцип, но с повече операционни усилватели, можем да изградим анализатор на аудио спектър, тъй като музиката не е нищо друго освен сигнал с променливо напрежение.

Стъпка 2: Планът

Аудиосигналът направо от телефона ви е достатъчно добър, само за да управлявате слушалките си. Трябва да увеличим амплитудата с помощта на аудио усилвател. Ще използвам Bluetooth високоговорител, тъй като има вграден аудио усилвател.

Музиката е смесица от различни честоти. В никакъв случай не съм експерт по звука. Бързо търсене в Google даде следните резултати:

Под-бас от 20 до 60 Hz

60 до 250 Hz бас

500 Hz до 2 kHz Средна честота

4 до 6 kHz Наличие

6 до 20 kHz Brilliance

За разделяне на тези честоти ще се използват лентови филтри. Лентов филтър е устройство, което преминава през определена честота и отхвърля други честоти. Колона на дисплея показва амплитудата или нивото на напрежение на тази честота.

Стъпка 3: Проектиране на лентови филтри

Използвайки формулата, дадена по -долу, можете да изчислите стойностите на R и C за дадена честота.

Забележка: Не използвайте електролитни кондензатори

Стъпка 4: Проектиране и монтаж на печатни платки

Използвайки EasyEDA, първо направих схемата и след това я преобразувах в печатна платка. EasyEDA е идеален за начинаещи като мен. Има по -малко неща, за които да се притеснявате и затова можем да се съсредоточим само върху проектирането на печатни платки. Можете директно да поръчате вашите печатни платки от JLCPCB. Всяка колона на дисплея е една и съща, така че 10 -те печатни платки, които получаваме, могат да бъдат използвани. Използвал съм пет за пет различни честоти. Можете да увеличите веригата според вашето ниво на лудост!

След поръчката получих печатни платки в рамките на 5 дни. Сега извадете ютията си, съберете всички компоненти и започнете да запоявате! След адски много запояване бяха завършени 5 колони.

Стъпка 5: Сглобяване на нещата

Проектирах калъф във Fusion 360 за електрониката и да побере петте дисплея. Отпечатах го с Creality Ender 3. Просто начинаещ в 3D моделирането, но се получи.

Използвах стар Bluetooth високоговорител като източник на звук, тъй като той вече има вграден усилвател. Няма да обяснявам връзките, тъй като вашите ще бъдат различни. Просто следвайте блок -схемата, спомената по -рано в Стъпка 2. Свързах аудио входа на лентовия филтър към изхода (връзките на високоговорителите) на усилвателя.

Запоявайте сигналните и захранващите проводници, идващи от дисплеите, към лентовата лента на филтъра.

Останалите неща зависят от вас. На платката на Bluetooth високоговорителя имаше индикатор, който разпаях и го прикрепих от предната страна. Бъди креативен!

Стъпка 6: Насладете се

Това е! Включете го и се насладете на любимата си песен!

Благодаря, че се придържате към края. Надявам се, че всички обичате този проект и научихте нещо ново днес. Кажете ми, ако направите такъв за себе си. Абонирайте се за канала ми в YouTube за още предстоящи проекти. Благодаря ти още веднъж!