Penganalisis Spektrum Audio (Meter VU): 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Apa itu Muzik? Dari sudut teknikal, muzik pada dasarnya adalah isyarat dengan voltan dan frekuensi yang berbeza-beza. Audio Spectrum Analyzer adalah peranti yang menunjukkan tahap voltan frekuensi tertentu. Ini adalah instrumen yang digunakan terutamanya di tempat-tempat seperti studio rakaman untuk menganalisis suara.

Walaupun merupakan alat musik, sangat menyenangkan untuk menatap lampu menari dan cara yang bagus untuk menggambarkan muzik. Beberapa tahun yang lalu, saya telah membuat versi yang lebih kecil dengan dua lajur di papan prototaip. Banyak pematerian dan kekacauan lengkap! Kali ini saya mahu ia kemas dan rapi dan merawat mata.

Mari kita mulakan

Bekalan

Untuk satu lajur:

5x LM324 Quad Op-Amp IC

20x LED Hijau

Perintang 20x100 ohm

Perintang 20x 10k

Perintang 1x 59k

Perintang 1x 270k

Transistor 1x 2N2222 NPN

Kapasitor 1x 10uF

Langkah 1: Op-Amp Sebagai Perbandingan

Saya tidak akan menjelaskan cara kerja Op-Amp sebaliknya kita akan melihat salah satu aplikasinya. Terdapat banyak video bagus di YouTube yang menerangkan cara kerja Op-Amp.

Op-Amp adalah peranti terminal 3.

1. Pin Tidak Membalikkan (+)
2. Pin pembalik (-)
3. Pengeluaran

Kami akan menggunakan op-amp untuk membandingkan dua voltan. Voltan Vin pada pin pembalik (-) dibandingkan dengan voltan Vref pada pin bukan pembalik (+).

Marilah kita membina litar untuk menunjukkannya. LM324 IC yang merupakan quad op-amp digunakan untuk contoh ini. Voltan rujukan Vref 2.5V disediakan pada pin (+) menggunakan rangkaian pembahagi voltan dan voltan Vin pada pin (-) diubah menggunakan potensiometer. LED disambungkan pada output. Apabila Vin 2.5V, output menjadi tinggi dan LED menyala.

Marilah kita meningkatkan litar ini menggunakan empat op-amp. Litar pembahagi voltan digunakan untuk memberikan voltan rujukan (1V, 2V, 3V dan 4V) kepada setiap op-amp. (-) pin semua op-amp disambungkan bersama. Oleh kerana voltan pada pin (-) menjadi lebih besar daripada 1V, output op-amp pertama menjadi tinggi. Oleh kerana 1V lebih rendah daripada voltan rujukan op-amp lain, outputnya tetap rendah. Apabila voltan semakin meningkat, LED menyala satu demi satu.

Dengan menggunakan prinsip yang sama tetapi dengan lebih banyak op-amp, kita dapat membina Analisis Spektrum Audio kerana muzik tidak lain hanyalah isyarat dengan voltan yang berbeza-beza.

Langkah 2: Rancangan

Isyarat audio yang keluar dari telefon anda cukup baik hanya untuk menggerakkan fon telinga anda. Kita perlu meningkatkan amplitud dengan menggunakan Audio Amplifier. Saya akan menggunakan pembesar suara bluetooth kerana ia dilengkapi penguat audio.

Muzik adalah gabungan pelbagai frekuensi. Saya bukan pakar suara dengan apa cara. Pencarian google pantas memberikan hasil berikut:

Sub-bass 20 hingga 60 Hz

60 hingga 250 Hz Bass

Julat Pertengahan 500 Hz hingga 2 kHz

Kehadiran 4 hingga 6 kHz

Kecemerlangan 6 hingga 20 kHz

Untuk memisahkan frekuensi ini, penapis jalur lebar akan digunakan. Penapis jalur lebar adalah peranti yang melewati frekuensi tertentu dan menolak frekuensi lain. Lajur paparan menunjukkan tahap amplitud atau voltan frekuensi tersebut.

Langkah 3: Merancang Penapis Bandpass

Dengan menggunakan formula yang diberikan di bawah, anda boleh mengira nilai R dan C untuk frekuensi yang ditentukan.

Catatan: Jangan gunakan kapasitor elektrolitik

Langkah 4: Perancangan dan Pemasangan PCB

Menggunakan EasyEDA, saya mula-mula membuat skema dan kemudian menukarnya ke PCB. EasyEDA sangat sesuai untuk pemula seperti saya. Terdapat lebih sedikit perkara yang perlu dikhawatirkan dan oleh itu kami dapat menumpukan perhatian hanya pada merancang PCB. Anda boleh memesan PCB secara langsung dari JLCPCB. Setiap lajur paparannya sama dan 10 PCB yang kami dapat dapat dimanfaatkan. Saya telah menggunakan lima untuk lima frekuensi yang berbeza. Anda dapat meningkatkan litar mengikut tahap kegilaan anda!

Selepas membuat pesanan, saya menerima PCB saya dalam masa 5 hari. Sekarang keluarkan seterika anda, kumpulkan semua komponen dan mulakan pematerian! Setelah banyak pematerian, 5 tiang selesai.

Langkah 5: Menggabungkan Perkara

Saya merancang casing di Fusion 360 untuk elektronik dan memegang lima paparan. Saya mencetaknya menggunakan Creality Ender 3. Hanya pemula dalam pemodelan 3D, tetapi berjaya.

Saya menggunakan pembesar suara bluetooth lama sebagai sumber audio kerana ia mempunyai penguat yang sudah ada di dalamnya. Saya tidak akan menjelaskan hubungannya kerana hubungan anda akan berbeza. Ikuti rajah blok yang disebutkan sebelumnya pada Langkah 2. Saya menyambungkan Input Audio penapis jalur lebar ke output (sambungan pembesar suara) penguat.

Memateri isyarat dan kabel kuasa dari paparan ke papan penapis jalur lebar.

Perkara-perkara selebihnya terpulang kepada anda. Terdapat LED penunjuk pada papan litar pembesar suara bluetooth yang saya susun dan pasangkannya di bahagian depan. Jadilah kreatif!

Langkah 6: Nikmati

Itu sahaja! Kuasa dan nikmati lagu kegemaran anda!

Terima kasih kerana berpegang pada akhir. Semoga anda semua menyukai projek ini dan belajar sesuatu yang baru hari ini. Beritahu saya jika anda membuatnya sendiri. Langgan saluran YouTube saya untuk lebih banyak projek yang akan datang. Terima kasih sekali lagi!