Audio Spectrum Analyzer (VU Meter): 6 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Wat is musiek? Vanuit 'n tegniese oogpunt is musiek basies 'n sein met verskillende spanning en frekwensie. Audio Spectrum Analyzer is 'n toestel wat die spanningsvlak van 'n spesifieke frekwensie toon. Dit is 'n instrument wat hoofsaaklik gebruik word op plekke soos opnamestudio's om die klank te ontleed.

Alhoewel dit 'n instrument is, is dit lekker om na die dansligte te kyk en 'n uitstekende manier om musiek te visualiseer. 'N Paar jaar terug het ek 'n kleiner weergawe gemaak met twee kolomme op die prototipe bord. Baie soldeer en 'n volledige gemors! Hierdie keer wou ek hê dit moet netjies en netjies wees en 'n bederf vir die oë.

Laat ons begin

Voorrade

Vir een kolom:

5x LM324 Quad Op-Amp IC

20x groen LED's

Weerstand 20x100 ohm

20x 10k weerstand

1x 59k weerstand

1x 270k weerstand

1x 2N2222 NPN Transistor

1x 10uF kondensator

Stap 1: Op-amp as vergelyking

Ek sal nie die werking van 'n Op-Amp verduidelik nie, maar ons sal een van die toepassings daarvan sien. Daar is baie goeie video's op YouTube wat die werking van 'n Op-Amp verduidelik.

'N Op-Amp is 'n 3-terminale toestel.

1. Nie-omkeerpen (+)
2. Omkeerpen (-)
3. Uitset

Ons sal 'n op-amp gebruik om twee spannings te vergelyk. Die spanning Vin by die omkeerpen (-) word vergelyk met die spanning Vref by die nie-omdraaipen (+).

Laat ons 'n kring bou om dit te demonstreer. LM324 IC, 'n quad op-amp, word vir hierdie voorbeeld gebruik. Die verwysingspanning Vref van 2.5V word verskaf op (+) pen met behulp van 'n spanningsverdelerkring en die spanning Vin by (-) pen word met behulp van 'n potensiometer gewissel. 'N LED is aan die uitgang gekoppel. As Vin 2.5V, word die uitset hoog en die LED skakel aan.

Kom ons skaal hierdie stroombaan met behulp van vier op-ampère. 'N Spanningsverdelerkring word gebruik om 'n verwysingspanning (1V, 2V, 3V en 4V) aan elke op-amp te verskaf. (-) pen van al die op-versterkers is aan mekaar gekoppel. Namate die spanning by (-) pen groter as 1V word, word die uitset van die eerste op-amp hoog. Aangesien 1V minder is as die verwysingspannings van ander op-ampère, bly hul uitsette laag. Namate die spanning verder toeneem, skakel die LED's die een na die ander aan.

Met dieselfde beginsel, maar met meer op-versterkers, kan ons 'n Audio Spectrum Analyzer bou, aangesien musiek niks anders is as 'n sein met wisselende spanning nie.

Stap 2: Die plan

Die klanksein direk vanaf u telefoon is net goed genoeg om u koptelefoon aan te dryf. Ons moet die amplitude verhoog met 'n klankversterker. Ek sal 'n bluetooth-luidspreker gebruik, aangesien dit 'n ingeboude klankversterker het.

Musiek is 'n mengsel van verskillende frekwensies. Ek is geensins 'n goeie kenner nie. 'N Vinnige soektog op Google het die volgende resultate gelewer:

20 tot 60 Hz subbas

60 tot 250 Hz bas

500 Hz tot 2 kHz Middelbereik

4 tot 6 kHz Aanwesigheid

6 tot 20 kHz skitterend

Om hierdie frekwensies te skei, word bandpassfilters gebruik. 'N Banddeurlaatfilter is 'n toestel wat 'n bepaalde frekwensie slaag en ander frekwensies verwerp. 'N Kolom op die skerm toon die amplitude of spanningsvlak van die frekwensie.

Stap 3: Ontwerp bandpassfilters

Deur die formule hieronder te gebruik, kan u die waardes van R en C vir 'n gegewe frekwensie bereken.

Let wel: Moenie elektrolitiese kapasitors gebruik nie

Stap 4: Ontwerp en samestelling van PCB

Met EasyEDA het ek eers die skema gemaak en dit toe omgeskakel na PCB. EasyEDA is ideaal vir beginners soos ek. Daar is minder dinge om oor bekommerd te wees, en daarom kan ons net fokus op die ontwerp van die PCB. U kan u PCB's direk by JLCPCB bestel. Elke kolom van die skerm is dieselfde en die 10 PCB's wat ons kry, kan dus gebruik word. Ek het vyf vir vyf verskillende frekwensies gebruik. U kan die kring opskaal volgens u gekheid!

Nadat ek bestel het, het ek my PCB's binne 5 dae ontvang. Haal nou u yster uit, versamel al die komponente en begin soldeer! Na baie soldeer is 5 kolomme voltooi.

Stap 5: Saamvoeg dinge

Ek het 'n kas in Fusion 360 ontwerp vir die elektronika en om die vyf skerms te hou. Ek het dit gedruk met Creality Ender 3. Net 'n beginner in 3D -modellering, maar dit het gewerk.

Ek het 'n ou bluetooth -luidspreker as 'n klankbron gebruik, aangesien dit reeds 'n versterker bevat. Ek sal nie die verbindings verduidelik nie, aangesien u s'n anders sal wees. Volg net die blokdiagram wat vroeër in stap 2. genoem is. Ek het die klankinvoer van die banddeurlaatfilter gekoppel aan die uitset (luidsprekeraansluitings) van die versterker.

Soldeer die sein- en kragdrade wat van die skerms na die bandpass -filterbord kom.

Die res van die dinge hang van u af. Daar was 'n indikator -LED op die printplaat van die bluetooth -luidspreker wat ek losgemaak het en dit aan die voorkant vasgemaak het. Wees kreatief!

Stap 6: Geniet dit

Dis dit! Skakel dit aan en geniet u gunsteling liedjie!

Dankie dat u by die einde bly. Hoop julle hou almal van hierdie projek en het vandag iets nuuts geleer. Laat weet my as u een vir u self maak. Teken in op my YouTube -kanaal vir nog toekomstige projekte. Weereens baie dankie!