CRAZY L.O.L SPECTRUM ANALYZER: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

I dag vil jeg dele hvordan jeg lager et lydspektrumanalysator - 36 bånd ved å kombinere 4 LoL Shields sammen. Dette sprø prosjekt bruker et FFT -bibliotek for å analysere et stereolydsignal, konvertere det til frekvensbånd og vise amplituden til disse frekvensbåndene på 4 x LoL Shields.

Før du begynner, kan du se videoen nedenfor:

Trinn 1: Ting vi trenger

De viktigste elektroniske komponentene er som følger:

• 4 stk x Arduino Uno R3.
• 4 stk x LoLShield PCB. PCBWay (tilpasset PCB -prototypetjeneste med full funksjon) støttet meg disse LoLShield -kretskortene.
• 504 stk x LED, 3 mm. Hver LoLShield trenger 126 lysdioder, og vi kan velge 4 forskjellige LED-farger og -typer (diffust eller ikke-diffust).
• 1 stk x bærbar lader Power Bank batteri 10000/20000mAh.
• 4 stk x Hannhodet 40pin 2.54mm.
• 2 stk x USB Type A/B -kabel. Den ene brukes til Arduino -programmering, den andre er til å drive Arduino fra en powerbank.
• 1 stk x 3,5 mm kvinnelig stereolydkontakt.
• 1 stk x 3,5 mm 1 mann til 2 kvinnelige lyd splitter adapter eller multi hodetelefon lyd splitter.
• 1 stk x 3,5 mm stereo lydkontakt mann-hann-kontaktkabel.

• 1m x 8P regnbue båndkabel.
• 1 m x to kjerner strømkabel.
• 1 stk x Klar akryl, størrelse A4.

Trinn 2: Skjematisk

LoLShield er en 9x14 charlieplexing LED -matrise for Arduino, og denne designen inneholder IKKE noen strømbegrensende motstander. Lysdiodene er individuelt adresserbare, så vi kan bruke den til å vise informasjon i en 9 × 14 led -matrise.

LoL -skjoldet gir D0 (Rx), D1 (Tx) og analoge pinner A0 til A5 fri for andre applikasjoner. Bildet nedenfor viser bruk av Arduino Uno pins for dette prosjektet:

Lydspekteranalysatoren min har 4 x (Arduino Uno + LoLShield). Strømforsyningen og stereolydkontakten 3,5 mm er koblet som skjematisk nedenfor:

Trinn 3: LOL SHIELD PCB & LED SOLDERING

1. LoL SHIELD PCB

Ѽ. Du kan referere til PCB -design på: https://github.com/jprodgers/LoLshield av Jimmie P. Rodgers.

Ѽ. PCBWay støttet meg disse LoLShield -kretskortene med rask levering og PCB av høy kvalitet.

2. LED SOLDING

Ѽ. Hver LoLShield trenger 126 lysdioder, og jeg brukte forskjellige typer og farger for 4x LoLShields som følger:

• 1 x LoLShield: diffust led, rød farge, 3 mm.
• 1 x LoLShield: diffust led, grønn farge, 3 mm.
• 2 x LoLShield: ikke-diffus (klar) led, blå farge, 3 mm.

Ѽ. Forbereder LoLShield PCB og LED

Ѽ. Lodding 126 LED på LoLShield PCB. Vi bør sjekke lysdiodene etter batteri etter lodding hver rad - 14 lysdioder

TOPP LOLSHIELD

BUNN LoLSHIELD

Ѽ. Fullfør ett LoLShield og fortsett å lodde 3 gjenværende LoLShield.

Trinn 4: TILKOBLING OG MONTERING

Ѽ. Loddestrømforsyning og lydsignal til 4xLoLShield. Et stereosignal bruker to lydkanaler: venstre og høyre som er koblet til Arduino Uno på analoge pinner A4 og A5.

• A4: Venstre lydkanal.
• A5: Høyre lydkanal.

Ѽ. Justering og montering 4 x Arduino Uno på akrylplaten.

Ѽ. Koble 4 x LoLShield til 4 x Arduino Uno.

Ѽ. Lim bærbar ladestrømbank og lydkontakt på akrylplate

Ѽ. Ferdig!

Trinn 5: PROGRAMMERING

Du bør referere til hvordan LoLShield fungerer basert på Charlieplexing -metoden og Fast Fourier Transform (FFT) på:

en.wikipedia.org/wiki/Charlieplexing

github.com/kosme/fix_fft

For Charlieplexing tar vi hensyn til de "tre tilstandene" til Arduino digitale pinner: "HIGH" (5V), "LOW" (0V) og "INPUT". "INPUT" -modusen setter Arduino-pinnen i høyimpedans-tilstand. Referanse på:

www.arduino.cc/en/Tutorial/DigitalPins

I mitt prosjekt vises lydfrekvensbåndene på 4 x LoL Shield, og de er beskrevet som vist nedenfor:

Hver Arduino leser lydsignal på venstre/ høyre kanal og utfører FFT.

for (i = 0; i <64; i ++) {Audio_Input = analogRead (RIGHT_CHANNEL); // Les lydsignal på høyre kanal A5 - ARDUINO 1 & 2 // Audio_Input = analogRead (LEFT_CHANNEL); // Les lydsignal på venstre kanal A4 - ARDUINO 3 & 4 Real_Number = Audio_Input; Imaginary_Number = 0; } fix_fft (Real_Number, Imaginary_Number, 6, 0); // Utfør Fast Fourier Transform med N_WAVE = 6 (2^6 = 64) for (i = 0; i <32; i ++) {Real_Number = 2 * sqrt (Real_Number * Real_Number +Imaginary_Number * Imaginary_Number ); }

Ѽ. Arduino 1 - Vis amplitudefrekvensbånd 01 ~ 09 på høyre kanal (A5).

for (int x = 0; x <14; x ++) {for (int y = 0; y <9; y ++) {if (x <Real_Number [y]) // Vis frekvensbånd 01 til 09 {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 1); // LED ON} else {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 0); // LED AV}}}

Ѽ. Arduino 2 - Vis amplitudefrekvensbånd 10 ~ 18 på høyre kanal (A5).

for (int x = 0; x <14; x ++) {for (int y = 0; y <9; y ++) {if (x <Real_Number [9+y]) // Vis frekvensbånd 10 til 18 {LedSign:: Sett (13-x, 8-y, 1); // LED ON} else {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 0); // LED AV}}}

Ѽ. Arduino 3 - Vis amplitudefrekvensbånd 01 ~ 09 på venstre kanal (A4).

Koden er den samme som Arduino 1 og lydsignalets venstre kanal kobles til Arduino på analog pin A4.

Ѽ. Arduino 4 - Vis amplitudefrekvensbånd 10 ~ 18 på venstre kanal.

Koden er den samme som Arduino 2 og lydsignalets venstre kanal kobles til Arduino på analog pin A4.

Trinn 6: SLUTT

Denne bærbare spektrumanalysatoren kan kobles direkte til en bærbar PC/ stasjonær datamaskin, mobiltelefon, nettbrett eller andre musikkspillere via 3,5 mm stereolydkontakt. Dette prosjektet virker gal, jeg håper du liker det!

Takk for at du leser !!!