CRAZY L.O.L SPECTRUM ANALYZER: 6 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Dnes bych se chtěl podělit o to, jak vytvořit analyzátor zvukového spektra - 36 pásem kombinací 4 štítů LoL dohromady. Tento šílený projekt využívá knihovnu FFT k analýze stereofonního zvukového signálu, jeho převodu do frekvenčních pásem a zobrazení amplitudy těchto frekvenčních pásem na 4 x LoL Shields.

Než začnete, podívejte se na video níže:

Krok 1: VĚCI, KTERÉ POTŘEBUJEME

Hlavní elektronické komponenty jsou uvedeny níže:

• 4ks x Arduino Uno R3.
• 4ks x LoLShield PCB. PCBWay (plná funkce vlastní prototypové služby PCB) mi pomohl tyto desky plošných spojů LoLShield.
• 504 ks x LED, 3 mm. Každý LoLShield potřebuje 126 LED diod a můžeme si vybrat 4 různé barvy a typy LED diod (rozptýlené nebo nedifuzní).
• 1ks x přenosná nabíječka Power Bank baterie 10 000/20 000 mAh.
• 4ks x zástrčka 40pin 2,54 mm.
• 2ks x kabel USB typu A/B. Jeden slouží k programování Arduina, druhý slouží k napájení Arduina z powerbanky.
• 1pcs x 3,5mm samice stereo audio jack.
• 1ks x 3,5 mm 1 adaptér na rozdělovač zvuku pro muže a 2 ženy nebo zvukový rozbočovač pro více sluchátek.
• 1ks x 3,5 mm stereofonní audio konektor s konektorem typu male-male.

• 1m x 8P duhový stužkový kabel.
• 1m x napájecí kabel se dvěma jádry.
• 1ks x čirý akryl, velikost A4.

Krok 2: SCHÉMA

LoLShield je matice LED 9x14 charlieplexing pro Arduino a tento design NEZAHRNUJE žádné odpory omezující proud. LED diody jsou individuálně adresovatelné, takže je můžeme použít k zobrazení informací v matici LED 9 × 14.

LoL Shield ponechává D0 (Rx), D1 (Tx) a analogové piny A0 až A5 volné pro jiné aplikace. Níže uvedený obrázek ukazuje použití pinů Arduino Uno pro tento projekt:

Můj analyzátor zvukového spektra má 4 x (Arduino Uno + LoLShield). Napájecí zdroj a stereofonní zvukový konektor 3,5 mm jsou zapojeny podle schématu níže:

Krok 3: LOL SHIELD PCB & LED SOLDERING

1. LoL SHIELD PCB

Ѽ. Na návrh DPS se můžete podívat na: https://github.com/jprodgers/LoLshield od Jimmie P. Rodgers.

Ѽ. PCBWay mi pomohlo tyto desky plošných spojů LoLShield s rychlým dodáním a vysoce kvalitní PCB.

2. LED PÁJENÍ

Ѽ. Každý LoLShield potřebuje 126 LED a pro 4x LoLShields jsem použil jiný druh a barvy následovně:

• 1 x LoLShield: difuzní LED, červená barva, 3 mm.
• 1 x LoLShield: difuzní LED, zelená barva, 3 mm.
• 2 x LoLShield: nedifuzní (čirý) LED, modrá barva, 3 mm.

Ѽ. Příprava PCB a LED LoLShield

Ѽ. Pájení 126 LED na PCB LoLShield. Po pájení každé řady bychom měli kontrolovat LED pomocí baterie - 14 LED

NEJLEPŠÍ LoLSHIELD

SPODNÍ LoLSHIELD

Ѽ. Dokončete jeden LoLShield a pokračujte v pájení 3 zbývajících LoLShield.

Krok 4: PŘIPOJENÍ A MONTÁŽ

Ѽ. Pájecí napájecí zdroj a zvukový signál na 4xLoLShield. Stereo signál využívá dva zvukové kanály: levý a pravý, které jsou připojeny k Arduino Uno na analogových pinech A4 a A5.

• A4: Levý zvukový kanál.
• A5: Pravý zvukový kanál.

Ѽ. Vyrovnání a montáž 4 x Arduino Uno na akrylovou desku.

Ѽ. Připojení 4 x LoLShield na 4 x Arduino Uno.

Ѽ. Přilepte přenosnou nabíjecí power banku a audio jack na akrylovou desku

Ѽ. Hotovo!

Krok 5: PROGRAMOVÁNÍ

Měli byste se podívat na to, jak LoLShield funguje na základě metody Charlieplexing a Fast Fourier Transform (FFT):

en.wikipedia.org/wiki/Charlieplexing

github.com/kosme/fix_fft

U Charlieplexingu věnujeme pozornost „třem stavům“digitálních pinů Arduino: „HIGH“(5V), „LOW“(0V) a „INPUT“. Režim „INPUT“uvádí pin Arduino do stavu s vysokou impedancí. Odkaz na:

www.arduino.cc/en/Tutorial/DigitalPins

V mém projektu jsou zvuková frekvenční pásma zobrazena na 4 x LoL Shield a jsou popsána níže:

Každé Arduino čte zvukový signál na levém/ pravém kanálu a provádí FFT.

pro (i = 0; i <64; i ++) {Audio_Input = analogRead (RIGHT_CHANNEL); // Čtení zvukového signálu na pravém kanálu A5 - ARDUINO 1 & 2 // Audio_Input = analogRead (LEFT_CHANNEL); // Čtení zvukového signálu na levém kanálu A4 - ARDUINO 3 & 4 Real_Number = Audio_Input; Imaginary_Number = 0; } fix_fft (Real_Number, Imaginary_Number, 6, 0); // Proveďte rychlou Fourierovu transformaci s N_WAVE = 6 (2^6 = 64) pro (i = 0; i <32; i ++) {Real_Number = 2 * sqrt (Real_Number * Real_Number +Imaginary_Number * Imaginary_Number ); }

Ѽ. Arduino 1 - Zobrazení frekvenčních pásem amplitudy 01 ~ 09 pravého kanálu (A5).

for (int x = 0; x <14; x ++) {for (int y = 0; y <9; y ++) {if (x <Real_Number [y]) // Zobrazení frekvenčních pásem 01 až 09 {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 1); // LED svítí} else {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 0); // LED nesvítí}}}

Ѽ. Arduino 2 - Zobrazení frekvenčních pásem amplitudy 10 ~ 18 pravého kanálu (A5).

for (int x = 0; x <14; x ++) {for (int y = 0; y <9; y ++) {if (x <Real_Number [9+y]) // Zobrazení frekvenčních pásem 10 až 18 {LedSign:: Sada (13-x, 8-y, 1); // LED svítí} else {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 0); // LED nesvítí}}}

Ѽ. Arduino 3 - Zobrazení frekvenčních pásem amplitudy 01 ~ 09 levého kanálu (A4).

Kód je stejný jako Arduino 1 a zvukový signál levého kanálu připojte k Arduinu na analogovém pinu A4.

Ѽ. Arduino 4 - Zobrazení frekvenčních pásem amplitudy 10 ~ 18 levého kanálu.

Kód je stejný jako Arduino 2 a audio signál připojte levý kanál k Arduinu na analogový pin A4.

Krok 6: DOKONČIT

Tento přenosný analyzátor spektra se může připojit přímo k notebooku/ stolnímu počítači, mobilnímu telefonu, tabletu nebo jiným hudebním přehrávačům prostřednictvím 3,5mm stereofonního audio konektoru. Tento projekt vypadá šíleně, doufám, že se vám bude líbit!

Děkujeme za přečtení !!!