CRAZY L.O.L SPECTRUM ANALYZER: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Dnes by som sa chcel podeliť o to, ako vytvoriť analyzátor zvukového spektra - 36 pásiem kombináciou 4 štítov LoL dohromady. Tento bláznivý projekt používa knižnicu FFT na analýzu stereo zvukového signálu, jeho konverziu do frekvenčných pásiem a zobrazenie amplitúdy týchto frekvenčných pásiem na 4 x LoL Shields.

Predtým, ako začnete, si pozrite nasledujúce video:

Krok 1: VECI, KTORÉ POTREBUJEME

Hlavné elektronické súčiastky sú uvedené nižšie:

• 4ks x Arduino Uno R3.
• 4 ks x DPS LoLShield. PCBWay (plná služba vlastných prototypových služieb plošných spojov) mi podporila tieto dosky plošných spojov LoLShield.
• 504 ks x LED, 3 mm. Každý LoLShield potrebuje 126 LED diód a môžeme si vybrať 4 rôzne farby a typy LED diód (rozptýlené alebo nedifúzne).
• 1ks x prenosná nabíjačka batéria powerbanky 10 000/20 000 mAh.
• 4 ks x zástrčka 40pin 2,54 mm.
• 2 ks x kábel USB typu A/B. Jeden slúži na programovanie Arduino, druhý slúži na napájanie Arduina z powerbanky.
• 1 x 3,5 mm ženský stereofónny zvukový konektor.
• 1 kus x 3,5 mm 1 adaptér na zástrčku zvuku na 2 samice na 2 ženy alebo zvukový rozdeľovač na viac slúchadiel.
• 1 x 3,5 mm stereofónny zvukový konektor, konektor typu male-male.

• 1m x 8P dúhový stužkový kábel.
• 1 m x dvojžilový napájací kábel.
• 1ks x číry akryl, veľkosť A4.

Krok 2: SCHÉMA

LoLShield je matica LED charlieplexovania LED 9x14 pre Arduino a tento dizajn NEZAH includeŇA žiadne rezistory obmedzujúce prúd. LED diódy sú jednotlivo adresovateľné, takže ich môžeme použiť na zobrazenie informácií v matici s LED 9 × 14.

LoL Shield ponecháva D0 (Rx), D1 (Tx) a analógové kolíky A0 až A5 voľné pre iné aplikácie. Nasledujúci obrázok zobrazuje použitie pinov Arduino Uno pre tento projekt:

Môj analyzátor zvukového spektra má 4 x (Arduino Uno + LoLShield). Napájací zdroj a stereofónny zvukový konektor 3,5 mm sú zapojené podľa nižšie uvedenej schémy:

Krok 3: LOL SHIELD PCB & LED SOLDERING

1. LoL SHIELD PCB

Ѽ. Na návrh DPS sa môžete odvolať na: https://github.com/jprodgers/LoLshield od Jimmie P. Rodgers.

Ѽ. PCBWay mi podporilo tieto dosky plošných spojov LoLShield s rýchlym dodaním a vysoko kvalitnou doskou s plošnými spojmi.

2. LED PÁJANIE

Ѽ. Každý LoLShield potrebuje 126 LED a na 4x LoLShields som použil iný druh a farby nasledovne:

• 1 x LoLShield: difúzna LED, červená farba, 3 mm.
• 1 x LoLShield: difúzna LED, zelená farba, 3 mm.
• 2 x LoLShield: nedifúzny (číry) LED, modrá farba, 3 mm.

Ѽ. Príprava DPS a LED diódy LoLShield

Ѽ. Spájkovanie 126 LED na dosku LoLShield PCB. Po spájkovaní každého radu by sme mali skontrolovať LED diódy pomocou batérie - 14 LED diód

NAJLEPŠÍ LoLSHIELD

SPODNÉ LoLSHIELD

Ѽ. Dokončite jeden LoLShield a pokračujte v spájkovaní 3 zostávajúcich LoLShield.

Krok 4: PRIPOJENIE A MONTÁŽ

Ѽ. Spájkovací zdroj a zvukový signál na 4xLoLShield. Stereo signál používa dva zvukové kanály: ľavý a pravý, ktoré sú pripojené k Arduino Uno na analógových kolíkoch A4 a A5.

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

Ѽ. Zarovnanie a montáž 4 x Arduino Uno na akrylovú dosku.

Ѽ. Pripojenie 4 x LoLShield k 4 x Arduino Uno.

Ѽ. Prilepte prenosnú nabíjačku a zvukový konektor na akrylovej doske

Ѽ. Hotový!

Krok 5: PROGRAMOVANIE

Mali by ste sa informovať o tom, ako LoLShield funguje na základe metódy Charlieplexing a rýchlej Fourierovej transformácie (FFT):

en.wikipedia.org/wiki/Charlieplexing

github.com/kosme/fix_fft

Pri Charlieplexingu dávame pozor na „tri stavy“digitálnych pinov Arduino: „HIGH“(5V), „LOW“(0V) a „INPUT“. Režim „VSTUP“prepne pin Arduino do stavu s vysokou impedanciou. Odkaz na:

www.arduino.cc/en/Tutorial/DigitalPins

V mojom projekte sú frekvenčné pásma zvuku zobrazené na 4 x LoL Shield a sú popísané nasledovne:

Každé Arduino číta zvukový signál na ľavom/ pravom kanáli a vykoná FFT.

pre (i = 0; i <64; i ++) {Audio_Input = analogRead (RIGHT_CHANNEL); // Čítanie zvukového signálu na pravom kanáli A5 - ARDUINO 1 & 2 // Audio_Input = analogRead (LEFT_CHANNEL); // Čítanie zvukového signálu na ľavom kanáli A4 - ARDUINO 3 & 4 Real_Number = Audio_Input; Imaginary_Number = 0; } fix_fft (Real_Number, Imaginary_Number, 6, 0); // Vykonajte rýchlu Fourierovu transformáciu s N_WAVE = 6 (2^6 = 64) pre (i = 0; i <32; i ++) {Real_Number = 2 * sqrt (Real_Number * Real_Number +Imaginary_Number * Imaginary_Number ); }

Ѽ. Arduino 1 - Zobrazuje frekvenčné pásma amplitúdy 01 ~ 09 pravého kanála (A5).

for (int x = 0; x <14; x ++) {for (int y = 0; y <9; y ++) {if (x <Real_Number [y]) // Zobraz frekvenčné pásma 01 až 09 {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 1); // LED svieti} else {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 0); // LED nesvieti}}}

Ѽ. Arduino 2 - Zobrazí frekvenčné pásma amplitúdy 10 ~ 18 pravého kanála (A5).

for (int x = 0; x <14; x ++) {for (int y = 0; y <9; y ++) {if (x <Real_Number [9+y]) // Zobraz frekvenčné pásma 10 až 18 {LedSign:: Sada (13-x, 8-y, 1); // LED svieti} else {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 0); // LED nesvieti}}}

Ѽ. Arduino 3 - Zobrazuje frekvenčné pásma amplitúdy 01 ~ 09 ľavého kanála (A4).

Kód je rovnaký ako Arduino 1 a ľavý kanál zvukového signálu sa pripája k Arduinu na analógovom kolíku A4.

Ѽ. Arduino 4 - Zobrazuje frekvenčné pásma amplitúdy 10 ~ 18 ľavého kanála.

Kód je rovnaký ako Arduino 2 a ľavý kanál zvukového signálu sa pripája k Arduinu na analógovom kolíku A4.

Krok 6: DOKONČTE

Tento prenosný analyzátor spektra sa môže pripojiť priamo k notebooku/ stolnému počítaču, mobilnému telefónu, tabletu alebo iným prehrávačom hudby prostredníctvom 3,5 mm stereofónneho zvukového konektora. Tento projekt sa zdá byť šialený, dúfam, že sa vám bude páčiť!

Ďakujem za prečítanie !!!