Πώς να φτιάξετε έναν αναλυτή φάσματος ήχου LED: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Το LED Audio Spectrum Analyzer δημιουργεί το όμορφο μοτίβο φωτισμού ανάλογα με την ένταση της μουσικής. Υπάρχουν πολλά κιτ DIY LED Spectrum διαθέσιμα στην αγορά, αλλά εδώ πρόκειται να φτιάξουμε ένα LED Audio Spectrum Analyzer χρησιμοποιώντας NeoPixel RGB LED Matrix και ARM μικροελεγκτή Το

Μπορείτε να δείτε αυτό το πολύχρωμο μουσικό φάσμα κατά την εργασία στο παρακάτω βίντεο.

Σε αυτό το Instructable, θα σας δείξουμε όλη τη διαδικασία εργασίας του LED Audio Spectrum Analyzer και θα σας παράσχουμε επίσης το πλήρες κύκλωμα, το PCB και τον κώδικα για το έργο.

Βήμα 1: Απαιτούμενα υλικά:

• Ευέλικτο 16x16 NeoPixel RGB LED Matrix *2 (https://www.adafruit.com/products/2547)
• STM32F103RBT6 *1
• Core Board (PCB σχεδιασμένο από EasyEDA)
• Τροφοδοσία μεταγωγής, 5V 40A.
• Γραμμή ήχου *1, 1 λεπτά 2 διεπαφή ήχου *1, Ηχεία *1.

Βήμα 2: Πώς να φτιάξετε έναν αναλυτή φασμάτων LED:

1. Σύνδεση LED

Συνδέστε δύο μήτρες LED 16*16 RGB συνδέοντας τη διεπαφή DOU της πρώτης μήτρας LED με τη διεπαφή DIN της δεύτερης, η οποία δημιουργεί μια μεγαλύτερη μήτρα LED 16*32 RGB.

2. Σύνδεση ρεύματος

Η τάση λειτουργίας του LED μου είναι 5 V, οπότε θα ήθελα να συνδέσω δύο διεπαφές ισχύος LED σε μια πρίζα ισχύος ελέγχου 5V. Λάβετε υπόψη ότι το μέγιστο ρεύμα ενός LED λειτουργίας είναι 18 A, επομένως συνιστάται να χρησιμοποιείτε ισχύ ελέγχου άνω των 40 A και να επιλέγετε ένα αρκετά παχύ καλώδιο για να το συνδέσετε.

Βήμα 3: Πώς να φτιάξετε έναν πίνακα ελέγχου:

Ένας πίνακας ελέγχου λαμβάνει ηχητικά σήματα τα οποία υποβάλλονται σε επεξεργασία με FFT και στη συνέχεια μεταφέρονται για να εμφανιστούν με οθόνη μήτρας LED.

Το ελεγχόμενο LED είναι μια μήτρα κουκκίδων προγραμματισμένη από το WS2812b, του οποίου η συχνότητα ελέγχου σήματος είναι 800KHZ. Και το διάγραμμα χρονισμού-ελέγχου εμφανίζεται όπως παραπάνω.

Κάθε LED ελέγχεται από δεδομένα 24 bit με τη δομή του G7 ~ G0+R7 ~ R0+B7 ~ B0. Τα δεδομένα αποστέλλονται με την αρχή της υψηλότερης θέσης πρώτα και σύμφωνα με την ακολουθία του GRB.

Κατασκευασμένο από LM358 με χρήση αναλογικού κυκλώματος, ένα ενισχυμένο κύκλωμα εμφανίζεται στο παραπάνω διάγραμμα.

Στο διάγραμμα, το IN_CH είναι ένας ακροδέκτης πρόσβασης ήχου ενός υπολογιστή και το PC3 είναι το ενισχυμένο σήμα εξόδου που έχει σταλεί περαιτέρω στο STM 32. Τα C13, R6 και R7 ομαδοποιούνται σε ένα κύκλωμα ενίσχυσης σήματος, το οποίο μπορεί να αυξήσει την τάση σήματος και μετατρέψτε μια αρνητική τάση σε θετική. Το κύκλωμα που ακολουθεί το R8 ενισχύει ένα σήμα, με την ισχύ σήματος του PC 3 να ισούται με R9/R8 φορές το προηγούμενο σήμα πριν από το R8. Το IN 1+ είναι το τέλος για να ορίσετε την ελάχιστη τιμή εξόδου τάσης από το OUT 1.

Βήμα 4: Κύκλωμα ανάλυσης φάσματος ήχου LED και PCB

Εδώ χρησιμοποιούμε το EasyEDA για να σχεδιάσουμε τον πίνακα ελέγχου. Το EasyEDA είναι ένα απλό και αποτελεσματικό διαδικτυακό λογισμικό σχεδιασμού EDA, με το οποίο μπορείτε να σχεδιάσετε ένα διάγραμμα ή να κόψετε ένα μοτίβο με βολικό τρόπο.

Αυτός ο σύνδεσμος είναι το ανταγωνιστικό μου διάγραμμα κυκλώματος και το PCB, όπου μπορείτε να το δείτε πολύ καθαρά.

Μπορείτε επίσης να καταχωρήσετε έναν λογαριασμό εκεί για να μεταφέρετε το κύκλωμά μου απευθείας στον λογαριασμό σας.

Βήμα 5: PCB Prototype Led Spectrum Analyzer

Μετά το τέλος του σχεδιασμού PCB, έχω παραγγείλει μερικά PCB από το EasyEDA. Είμαι αρκετά ευχαριστημένος με τους πίνακες που έλαβα και η τιμή ήταν καλή. Όλα λειτουργούν καλά.

Αν σας αρέσει, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την παραγγελία PCB μου αυτού του αναλυτή φάσματος led.

Βήμα 6: Συγκόλληση και σύνδεση

Αφού συγκολληθούν τα εξαρτήματα με τον τρόπο που εμφανίζεται το παρακάτω στιγμιότυπο οθόνης, ολοκληρώνεται ένας πίνακας ελέγχου. Είναι πολύ απλό.

Συνδέστε το καλώδιο ήχου του υπολογιστή στην έκδοση beta της συγκολλημένης διεπαφής και, στη συνέχεια, ανοίξτε τη μουσική του υπολογιστή. Είναι πιθανό να μην ακούσετε κανέναν ήχο από τη μουσική του υπολογιστή μετά την εισαγωγή της γραμμής ήχου. Υπό τέτοιες συνθήκες, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε έναν σύνδεσμο 1-στροφής-δύο για να μετατρέψουμε την έξοδο ήχου του υπολογιστή σε έξοδο δύο καναλιών. Το ένα κανάλι είναι συνδεδεμένο στην κεντρική πλακέτα ενώ το άλλο σε ένα ηχείο.

Στο διάγραμμα που φαίνεται παραπάνω, μια πλακέτα τροφοδοτείται από USB υπολογιστή και συνδέεται με μια διεπαφή εξόδου ήχου. Η άλλη διεπαφή της εξόδου ήχου του υπολογιστή είναι συνδεδεμένη με ένα εξωτερικό ηχείο. Είναι εφικτό όταν η γραμμή σήματος της διεπαφής ελέγχου πλέγματος είναι συνδεδεμένη με το καλώδιο γείωσης και το δομοστοιχείο DIN και GND.

Βήμα 7: Κατεβάστε το πρόγραμμα

Τώρα απλά πρέπει να ανεβάσετε τον παρακάτω κωδικό προγράμματος στον μικροελεγκτή STM32F103RBT6 ARM και μπορείτε να δείτε το πολύχρωμο μουσικό φάσμα.

Εδώ λοιπόν έχουμε δημιουργήσει το Audio Spectrum Analyzer με RGB LED, ελπίζω να σας αρέσει και μπορείτε επίσης να αλλάξετε το πρόγραμμα για να κάνετε το μουσικό φάσμα πιο υπέροχο.