Innehållsförteckning:
2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-13 06:58
Vad är musik? Ur teknisk synvinkel är musik i grunden en signal med varierande spänning och frekvens. Audio Spectrum Analyzer är en enhet som visar spänningsnivån för en viss frekvens. Det är ett instrument som främst används på platser som inspelningsstudior för att analysera ljudet.
Även om det är ett instrument är det roligt att stirra på dansljusen och ett bra sätt att visualisera musik. För några år sedan hade jag gjort en mindre version med två kolumner på prototyperna. Mycket lödning och en fullständig röra! Den här gången ville jag att det skulle vara snyggt och snyggt och en behandling för ögonen.
Låt oss börja
Tillbehör
För en kolumn:
5x LM324 Quad Op-Amp IC
20x gröna lysdioder
20x 100 ohm motstånd
20x 10k motstånd
1x 59k motstånd
1x 270k motstånd
1x 2N2222 NPN -transistor
1x 10uF kondensator
Steg 1: Op-Amp som komparator
Jag kommer inte att förklara hur en Op-Amp fungerar, vi får se en av dess applikationer. Det finns massor av bra videor på YouTube som förklarar hur en Op-Amp fungerar.
En Op-Amp är en 3-terminalenhet.
- Icke-inverterande stift (+)
- Vändstift (-)
- Produktion
Vi kommer att använda en op-amp för att jämföra två spänningar. Spänningen Vin vid inverteringsstiftet (-) jämförs med spänningen Vref vid den icke-inverterande stiftet (+).
Låt oss bygga en krets för att demonstrera det. LM324 IC som är en quad op-amp används för detta exempel. Referensspänningen Vref på 2,5V tillhandahålls vid (+) stift med en spänningsdelarkrets och spänningen Vin vid (-) stift varieras med en potentiometer. En lysdiod är ansluten vid utgången. När Vin 2,5V blir uteffekten hög och lysdioden tänds.
Låt oss skala upp denna krets med fyra op-ampere. En spänningsdelarkrets används för att tillhandahålla en referensspänning (1V, 2V, 3V och 4V) till varje op-amp. (-) stift på alla op-förstärkare är anslutna tillsammans. När spänningen vid (-) stift blir större än 1V blir utgången från den första op-amparen hög. Eftersom 1V är mindre än referensspänningarna för andra op-ampere förblir deras utgångar låga. När spänningen ökar ytterligare tänds lysdioderna en efter en.
Med samma princip men med fler op-ampere kan vi bygga en Audio Spectrum Analyzer eftersom musik inte är annat än en signal med varierande spänning.
Steg 2: Planen
Ljudsignalen direkt från din telefon är tillräckligt bra bara för att driva dina hörlurar. Vi måste öka amplituden med hjälp av en ljudförstärkare. Jag kommer att använda en bluetooth-högtalare eftersom den har inbyggd ljudförstärkare.
Musik är en blandning av olika frekvenser. Jag är ingen ljudexpert på något sätt. En snabb Google -sökning gav följande resultat:
20 till 60 Hz subbas
60 till 250 Hz bas
500 Hz till 2 kHz mellanregister
4 till 6 kHz Närvaro
6 till 20 kHz briljans
För att separera dessa frekvenser används bandpassfilter. Ett bandpassfilter är en enhet som passerar en viss frekvens och avvisar andra frekvenser. En kolumn på displayen visar amplituden eller spänningsnivån för den frekvensen.
Steg 3: Designa bandpassfilter
Med hjälp av formeln nedan kan du beräkna värdena för R och C för en given frekvens.
Obs: Använd inte elektrolytkondensatorer
Steg 4: Design och montering av kretskort
Med EasyEDA gjorde jag först schemat och konverterade det sedan till PCB. EasyEDA är perfekt för nybörjare som jag. Det finns färre saker att oroa sig för och så kan vi fokusera bara på att designa kretskortet. Du kan direkt beställa dina kretskort från JLCPCB. Varje kolumn i displayen är densamma och så kan de 10 PCB som vi får användas. Jag har använt fem för fem olika frekvenser. Du kan skala upp kretsen enligt din galenskapsnivå!
Efter beställning fick jag mina PCB inom 5 dagar. Ta ut ditt strykjärn, samla alla komponenter och börja lödning! Efter en hel del lödning slutfördes 5 kolumner.
Steg 5: Att sätta ihop saker
Jag designade ett fodral i Fusion 360 för elektroniken och för de fem skärmarna. Jag skrev ut den med Creality Ender 3. Bara en nybörjare i 3D -modellering, men det fungerade.
Jag använde en gammal bluetooth -högtalare som ljudkälla eftersom den redan har en förstärkare inbyggd. Jag kommer inte att förklara kopplingarna eftersom dina kommer att vara annorlunda. Följ bara blockdiagrammet som nämndes tidigare i steg 2. Jag kopplade bandpassfilterets ljudingång till förstärkarens utgång (högtalaranslutningar).
Löd signal- och strömkablarna från skärmarna till bandpassfilterkortet.
Resten av sakerna är upp till dig. Det fanns en indikator -LED på bluetooth -högtalarens kretskort som jag avlödde och fäst den på framsidan. Vara kreativ!
Steg 6: Njut
Det är allt! Slå på den och njut av din favoritlåt!
Tack för att du håller dig till slutet. Hoppas ni alla älskar det här projektet och lärde er något nytt idag. Låt mig veta om du gör en själv. Prenumerera på min YouTube -kanal för fler kommande projekt. Tack igen!