CRAZY L.O.L. АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА: 6 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

Сегодня я хотел бы поделиться, как сделать анализатор звукового спектра - 36 полос, объединив 4 LoL Shield вместе. Этот сумасшедший проект использует библиотеку FFT для анализа стереофонического аудиосигнала, преобразования его в частотные диапазоны и отображения амплитуды этих частотных диапазонов на 4 x LoL Shield.

Перед тем как начать, посмотрите видео ниже:

Шаг 1: ЧТО НАМ НУЖНО

Ниже представлены основные электронные компоненты:

• 4шт x Arduino Uno R3.
• 4 шт. Печатных плат LoLShield. PCBWay (полнофункциональная услуга создания прототипов печатных плат) поддержала эти печатные платы LoLShield.
• 504шт x светодиод, 3мм. Для каждого LoLShield требуется 126 светодиодов, и мы можем выбрать 4 разных цвета и типа светодиодов (рассеянный или не рассеянный).
• 1 шт. X портативное зарядное устройство Power Bank Аккумулятор 10000/20000 мАч.
• 4шт x штекер 40pin 2.54мм.
• Кабель USB типа A / B - 2 шт. Один используется для программирования Arduino, другой - для питания Arduino от блока питания.
• 1 шт. X 3,5 мм женский стерео аудиоразъем.
• 1 шт. X 3,5 мм 1 штекер на 2 Женский аудио-сплиттер-адаптер или аудиоразветвитель для нескольких наушников.
• 1 шт. X 3,5 мм стерео аудио разъем штекер-штекер соединительный кабель.

• Радужный ленточный кабель 1 м x 8P.
• Двухжильный силовой кабель 1 м.
• 1шт x Прозрачный акрил, размер A4.

Шаг 2: СХЕМА

LoLShield - это светодиодная матрица с диаграммным уплотнением 9x14 для Arduino, и эта конструкция НЕ включает никаких токоограничивающих резисторов. Светодиоды имеют индивидуальную адресацию, поэтому мы можем использовать их для отображения информации в светодиодной матрице 9 × 14.

LoL Shield оставляет D0 (Rx), D1 (Tx) и аналоговые контакты от A0 до A5 свободными для других приложений. На рисунке ниже показано использование контактов Arduino Uno для этого проекта:

В моем анализаторе звукового спектра 4 шт. (Arduino Uno + LoLShield). Блок питания и стереофонический аудиоразъем 3,5 мм подключаются, как показано на схеме ниже:

Шаг 3: LOL SHIELD PCB & LED SOLDERING

1. Печатная плата LoL SHIELD

Ѽ. Вы можете обратиться к проекту PCB по адресу: https://github.com/jprodgers/LoLshield Джимми П. Роджерс.

Ѽ. PCBWay поддержал меня этими печатными платами LoLShield с быстрой доставкой и высококачественной печатной платой.

2. СВЕТОДИОДНАЯ ПАЙКА

Ѽ. Для каждого LoLShield требуется 126 светодиодов, и я использовал разные типы и цвета для 4x LoLShield следующим образом:

• 1 x LoLShield: рассеянный светодиод, красный цвет, 3 мм.
• 1 x LoLShield: рассеянный светодиод, зеленый цвет, 3 мм.
• 2 x LoLShield: нерассеивающий (прозрачный) светодиод, синий цвет, 3 мм.

Ѽ. Подготовка печатной платы и светодиода LoLShield

Ѽ. Пайка 126 светодиодов на плату LoLShield. Проверять светодиоды по батарее после пайки каждого ряда - 14 светодиодов.

ТОП LoLSHIELD

НИЖНЯЯ ПЛОЩАДКА

Ѽ. Закончите один LoLShield и продолжайте паять 3 оставшихся LoLShield.

Шаг 4: ПОДКЛЮЧЕНИЕ И СБОРКА

Ѽ. Припаиваем блок питания и звуковой сигнал к 4xLoLShield. Стереосигнал использует два аудиоканала: левый и правый, которые подключены к Arduino Uno через аналоговые контакты A4 и A5.

• A4: левый аудиоканал.
• A5: Правый аудиоканал.

Ѽ. Выравнивание и установка 4 x Arduino Uno на акриловую пластину.

Ѽ. Подключение 4 x LoLShield к 4 x Arduino Uno.

Ѽ. Приклейте портативное зарядное устройство power bank и аудиоразъем на акриловую пластину

Ѽ. Выполнено!

Шаг 5: ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Вы должны обратиться к тому, как работает LoLShield на основе метода Charlieplexing и быстрого преобразования Фурье (FFT) по адресу:

en.wikipedia.org/wiki/Charlieplexing

github.com/kosme/fix_fft

Для Charlieplexing мы обращаем внимание на «три состояния» цифровых выводов Arduino: «HIGH» (5V), «LOW» (0V) и «INPUT». Режим «INPUT» переводит вывод Arduino в высокоимпедансное состояние. Ссылка на:

www.arduino.cc/en/Tutorial/DigitalPins

В моем проекте полосы звуковых частот отображаются на 4 x LoL Shield, и они описаны, как показано ниже:

Каждый Arduino считывает аудиосигнал в левом / правом канале и выполняет БПФ.

для (я = 0; я <64; я ++) {Audio_Input = analogRead (RIGHT_CHANNEL); // Считываем аудиосигнал в правом канале A5 - ARDUINO 1 & 2 // Audio_Input = analogRead (LEFT_CHANNEL); // Считываем аудиосигнал в левом канале A4 - ARDUINO 3 и 4 Real_Number = Audio_Input; Мнимое_число = 0; } fix_fft (Реальное_число, Мнимое_номер, 6, 0); // Выполняем быстрое преобразование Фурье с N_WAVE = 6 (2 ^ 6 = 64) для (i = 0; i <32; i ++) {Real_Number = 2 * sqrt (Real_Number * Real_Number + Imaginary_Number) * Мнимое_число ); }

Ѽ. Arduino 1 - отображение диапазонов амплитуды частот 01 ~ 09 правого канала (A5).

for (int x = 0; x <14; x ++) {for (int y = 0; y <9; y ++) {if (x <Real_Number [y]) // Отображение частотных диапазонов с 01 по 09 {LedSign:: Set (13-х, 8-у, 1); // светодиод горит} else {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 0); // светодиод не горит}}}

Ѽ. Arduino 2 - отображение диапазонов частот амплитуды 10 ~ 18 правого канала (A5).

for (int x = 0; x <14; x ++) {for (int y = 0; y <9; y ++) {if (x <Real_Number [9 + y]) // Отображение частотных диапазонов с 10 по 18 {LedSign:: Установить (13-х, 8-у, 1); // светодиод горит} else {LedSign:: Set (13-x, 8-y, 0); // светодиод не горит}}}

Ѽ. Arduino 3 - Отображение диапазонов амплитуды частот 01 ~ 09 левого канала (A4).

Код такой же, как у Arduino 1, и левый канал аудиосигнала подключается к Arduino через аналоговый вывод A4.

Ѽ. Arduino 4 - отображение диапазонов частот амплитуды 10 ~ 18 левого канала.

Код такой же, как у Arduino 2, и левый канал аудиосигнала подключается к Arduino через аналоговый вывод A4.

Шаг 6: ЗАВЕРШИТЬ

Этот портативный анализатор спектра можно напрямую подключать к ноутбуку / настольному компьютеру, мобильному телефону, планшету или другим музыкальным проигрывателям через стереофонический аудиоразъем 3,5 мм. Этот проект кажется безумным, надеюсь, вам понравится!

Спасибо за чтение !!!