Как сделать светодиодный анализатор спектра звука: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

LED Audio Spectrum Analyzer генерирует красивый образец освещения в соответствии с интенсивностью музыки. На рынке доступно множество наборов DIY LED Music Spectrum, но здесь мы собираемся сделать светодиодный анализатор спектра звука с использованием светодиодной матрицы NeoPixel RGB и микроконтроллера ARM..

Вы можете увидеть этот красочный музыкальный спектр в работе в видео ниже.

В этом руководстве мы покажем вам весь рабочий процесс светодиодного анализатора спектра звука, а также предоставим полную схему, печатную плату и код для проекта.

Шаг 1: Необходимые материалы:

• Гибкая светодиодная матрица NeoPixel RGB 16x16 * 2 (https://www.adafruit.com/products/2547)
• STM32F103RBT6 * 1
• Основная плата (печатная плата, разработанная EasyEDA)
• Импульсный источник питания, 5В 40А.
• Аудиолиния * 1, 1 мин. 2 аудиоинтерфейс * 1, динамики * 1.

Шаг 2: Как сделать АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА СИД:

1. Подключение светодиодов

Подключите две светодиодные матрицы 16 * 16 RGB, подключив интерфейс DOU первой светодиодной матрицы к интерфейсу DIN второй, в результате чего получится большая светодиодная матрица 16 * 32 RGB.

2. Подключение питания

Рабочее напряжение моего светодиода составляет 5 В, поэтому я хотел бы подключить два интерфейса питания светодиодов к розетке управляющего питания 5 В. Обратите внимание, что максимальный ток рабочего светодиода составляет 18 А, поэтому рекомендуется использовать управляющую мощность более 40 А и выбирать достаточно толстый провод для его подключения.

Шаг 3: Как создать панель управления:

Панель управления должна принимать аудиосигналы, которые обрабатываются методом БПФ, а затем передаются для отображения на светодиодном матричном дисплее.

Управляемый светодиод представляет собой точечную матрицу, запрограммированную WS2812b, частота управляющего сигнала которой составляет 800 кГц. Диаграмма управления синхронизацией показана выше.

Каждый светодиод управляется 24-битными данными со структурой G7 ~ G0 + R7 ~ R0 + B7 ~ B0. Данные отправляются по принципу высшего места в первую очередь и в соответствии с последовательностью GRB.

Схема с усилением, созданная LM358 с использованием аналоговой схемы, показана на диаграмме выше.

На схеме IN_CH - это терминал доступа к аудио на компьютере, а PC3 - это усиленный выходной сигнал, который затем был отправлен в STM 32. C13, R6 и R7 сгруппированы в схему усиления сигнала, которая может повышать напряжение сигнала и превратить отрицательное напряжение в положительное. Схема, следующая за R8, является схемой усиления сигнала, с силой сигнала PC 3, равной R9 / R8 раз по сравнению с предыдущим сигналом перед R8. IN 1+ - это конец для установки минимального значения напряжения на выходе из OUT 1.

Шаг 4: Схема и печатная плата светодиодного анализатора спектра звука

Здесь мы используем EasyEDA для разработки панели управления. EasyEDA - это простая и эффективная программа для онлайн-проектирования EDA, с помощью которой вы можете удобно нарисовать схему или вырезать узор.

Эта ссылка - моя законченная принципиальная схема и печатная плата, где вы можете это очень ясно увидеть.

Вы также можете зарегистрировать там учетную запись, чтобы направить мою схему прямо в вашу учетную запись.

Шаг 5: Прототип печатной платы светодиодного анализатора спектра

После завершения проектирования печатной платы я заказал несколько печатных плат у EasyEDA. Я очень доволен полученными досками, и цена была хорошей. Все они работают хорошо.

Если вам это нравится, вы можете использовать мой заказ на печатную плату для этого светодиодного анализатора спектра.

Шаг 6: Сварка и соединение

После сварки компонентов, как показано на следующем снимке экрана, панель управления готова. Все очень просто.

Подключите компьютерный аудиокабель к бета-версии сварного интерфейса, а затем откройте компьютерную музыку. Возможно, вы не услышите звук компьютерной музыки после вставки аудиолинии. В таких обстоятельствах мы можем использовать разъем на два витка для преобразования аудиовыхода компьютера в двухканальный выход. Один канал подключен к основной плате, а другой - к динамику.

На схеме, показанной выше, основная плата питается от USB-порта компьютера и подключается через интерфейс аудиовыхода. Другой интерфейс аудиовыхода компьютера подключен к внешнему динамику. Это возможно, когда сигнальная линия интерфейса управления решеткой соединена с заземляющим проводом и точечной матрицей DIN и GND.

Шаг 7: Загрузите программу

Теперь вам просто нужно загрузить приведенный ниже программный код в микроконтроллер ARM STM32F103RBT6, и вы можете увидеть красочный музыкальный спектр.

Итак, мы создали анализатор аудиоспектра со светодиодами RGB, надеюсь, вам он понравится, и вы также можете изменить программу, чтобы сделать музыкальный спектр более великолепным.