Spektrumanalysator: 4 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

Dette prosjektet var for 'Creative Electronics', en Beng Electronics Engineering 4. års modul ved University of Málaga, School of Telecommunications (https://www.uma.es/etsi-de-telecomunicacion/).

Prosjektet er designet og satt sammen av Carlos Almagro, Diego Jiménez og Alejandro Santana, vi har laget en "boksmusikkspiller" kontrollert av en Arduino Mega (vi har valgt det fordi Arduino Leonardo ikke var kraftig nok for neopikselmatrisen), som viser en spektrum av musikk gjennom en 8x32 neopiksel -matrise. Hovedideen er å prøve lydsignalet i 8 bar (en bar for å representere hvert frekvensintervall, inntil 20 kHz).

Signalet kommer inn gjennom en jack 3.5 -port og går til arduinoen og speakerene, forrige trinn for å bli forsterket.

Trinn 1: Komponenter og materialer

Arduino Mega (merkeElegoo)

Placa de soldadura a doble cara

4 motstander av 220

4 lysdioder

2 gamle høyttalere

2 motstander på 330

2 innsettingsknapper

1 motstand på 470

1 kondensator på 10uF

1 kondensator på 220uF

1 motstand på 1K

1 motstand på 100k

2 UA741

Innsetting furu hann og hunn

2 forsterkere PAM8403

Trinn 2: Maskinvare

Som vi vet, er spenningsområdet som kan legges inn til Arduino i området 0 [V] til 5 [V], men spenningsområdet til lydsignalet som sendes ut fra øretelefonkontakten på PC -en osv. Er -0.447 [V] til 0,447 [V].

Det betyr at spenningen svinger selv til minus -siden og amplituden er for liten Direkte til Arduino Audio -signalet kan ikke skrives inn. Derfor, i denne kretsen, trekkes spenningen først opp med 2,5 [V], som er halvparten av spenningen på 5 [V], deretter inngang til den analoge pinnen til Arduino etter å ha passert gjennom forsterkerkretsen for å øke amplituden. konfigurert. Deretter skal vi analysere kretsdiagrammet:

1. Midtpunktspotensial overlejrende / ikke -inverterende forsterkerkretser X1 og X2 er stereo mini -kontakter. Siden den ganske enkelt er parallellkoblet, kan den enten være inngang eller utgang. Vi kan se, bare ett av stereolydsignalene blir fanget opp. R17 er for å justere følsomheten til spektrumanalysatoren. Gjennom C1 er den ene siden av R17 koblet til midtpunktspotensialet. Ved å gjøre det, er det mulig å legge en spenning som tilsvarer midtpunktspotensialet til inngangssignalet. Etter det er det ingen irreversibel forsterkerkrets. I tillegg er det nødvendig å bruke op-forsterker med skinne-til-skinne-utgang (full swing-utgang).

2. Midtpunktspotensialgenereringskrets (skinneskiller) R9, R10, R11 deler strømforsyningsspenningen i to og legger den til spenningsfølgeren. R11 er for finjustering av midtpunktspotensialet. Jeg tror at det er bra å bruke en multi-turn halvfast motstand her.

3. Analog strømforsyning LPF -krets R6 og C3 utgjør et lavpassfilter med ekstremt lav cutoff -frekvens og bruker det som en strømforsyning for operasjonelle forsterkere. Ved å gjøre dette, blir støy blandet fra hovedstrømforsyningen kuttet. Siden spenningen til VCC faller under + 5V fordi R6 er i serie med strømforsyningen, blir denne spenningen ført til den analoge referansespenningstappen til Arduino. Programmet angir referansespenningskilden eksternt.

4. SPI -spenningsdelerkrets for LED -panelkontrolleren Koble LED -panelkontrolleren til her, men siden spenningen som kan settes inn på LED -panelkontrolleren er 3,3 V, settes spenningsdelingsmotstanden inn.

Til slutt trenger vi bare å koble neopikselpanelet til de digitale pinnene I/O på arduinoen.

Vi har tatt denne maskinvaredesignene herfra

Vi har ikke sett noen omtale for lisens på denne siden, men vi føler behov for å nevne og takke det.

Vi har laget en to -knappers kontroller for å endre de forskjellige modusene, og vi regulerer lydvolumet med en tilgjengelig motstand.

Trinn 3: Programvare

Vi har utviklet et program som bruker fourier -transformasjonen til det analoge inngangssignalet gjennom FFT -biblioteket (som du kan laste ned i din egen arduino IDE), og det prøver signalet for å vise 8 frekvensintervaller. Den kan velge mellom 4 forskjellige belysningsshow.

Trinn 4: Saken

Saksdesignen er helt gratis og forskjellig i hvert prosjekt, det eneste kravet er at alle komponentene og kretsene får plass inni og kan vise neopikselmatrisen.