محلل طيف الصوت (VU Meter): 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

ما هي الموسيقى؟ من وجهة نظر فنية ، الموسيقى هي في الأساس إشارة ذات جهد وتردد متفاوتين. محلل الطيف الصوتي هو جهاز يعرض مستوى الجهد لتردد معين. إنها أداة تستخدم بشكل أساسي في أماكن مثل استوديوهات التسجيل لتحليل الصوت.

على الرغم من أنها آلة موسيقية ، إلا أنه من الممتع التحديق في أضواء الرقص وطريقة رائعة لتصور الموسيقى. قبل بضع سنوات ، كنت قد صنعت نسخة أصغر بعمودين على لوحة النماذج الأولية. الكثير من اللحام وفوضى كاملة! هذه المرة أردت أن تكون نظيفة ومرتبة وعلاجًا للعيون.

هيا بنا نبدأ

اللوازم

لعمود واحد:

5x LM324 رباعي الأمبير IC

20x المصابيح الخضراء

20x 100 أوم المقاوم

20x 10 كيلو المقاوم

1x 59 كيلو المقاوم

1x 270 كيلو المقاوم

1x 2N2222 NPN الترانزستور

1x 10 فائق التوهج مكثف

الخطوة 1: Op-Amp كمقارن

لن أشرح عمل Op-Amp بل سنرى أحد تطبيقاته. هناك الكثير من مقاطع الفيديو الجيدة على YouTube تشرح طريقة عمل Op-Amp.

جهاز Op-Amp هو 3 جهاز طرفي.

1. دبوس غير مقلوب (+)
2. دبوس عكسي (-)
3. انتاج |

سنستخدم op-amp لمقارنة جهدين. تتم مقارنة الجهد Vin عند الدبوس المقلوب (-) مع الجهد Vref عند الدبوس غير المقلوب (+).

دعونا نبني دائرة لإثبات ذلك. يتم استخدام LM324 IC وهو عبارة عن رباعي أمبير في هذا المثال. يتم توفير الجهد المرجعي Vref البالغ 2.5 فولت عند (+) دبوس باستخدام دائرة مقسم الجهد ويتنوع الجهد Vin عند (-) دبوس باستخدام مقياس الجهد. يتم توصيل مؤشر LED عند الإخراج. عندما يكون Vin 2.5V ، يصبح الناتج مرتفعًا ويتم تشغيل LED.

دعونا نوسع نطاق هذه الدائرة باستخدام أربعة أمبير. تُستخدم دائرة مقسم الجهد لتوفير جهد مرجعي (1 فولت ، 2 فولت ، 3 فولت و 4 فولت) لكل جهاز أمبير. (-) يتم توصيل دبوس جميع أجهزة op-Amps معًا. عندما يصبح الجهد عند (-) دبوسًا أكبر من 1 فولت ، يصبح خرج أول جهاز op-amp مرتفعًا. نظرًا لأن 1V أقل من الفولتية المرجعية لمكبرات الصوت الأخرى ، تظل مخرجاتها منخفضة. مع زيادة الجهد بشكل أكبر ، يتم تشغيل مصابيح LED واحدة تلو الأخرى.

باستخدام نفس المبدأ ولكن مع المزيد من المكبرات الصوتية ، يمكننا بناء محلل طيف الصوت لأن الموسيقى ليست سوى إشارة ذات جهد متغير.

الخطوة الثانية: الخطة

تعد الإشارة الصوتية الصادرة مباشرة من هاتفك جيدة بما يكفي فقط لتشغيل سماعات الأذن. نحتاج إلى زيادة السعة باستخدام مضخم الصوت. سأستخدم مكبر صوت بلوتوث لأنه يحتوي على مكبر صوت مدمج.

الموسيقى عبارة عن مزيج من الترددات المختلفة. أنا لست خبيرًا في الصوت بأي حال من الأحوال. أعطى بحث جوجل السريع النتائج التالية:

من 20 إلى 60 هرتز

60 إلى 250 هرتز جهير

500 هرتز إلى 2 كيلو هرتز النطاق المتوسط

من 4 إلى 6 كيلو هرتز

من 6 إلى 20 كيلوهرتز تألق

لفصل هذه الترددات ، سيتم استخدام مرشحات تمرير النطاق. مرشح تمرير النطاق هو جهاز يمرر ترددًا معينًا ويرفض الترددات الأخرى. يُظهر عمود من الشاشة السعة أو مستوى الجهد لذلك التردد.

الخطوة الثالثة: تصميم مرشحات ممر الموجة

باستخدام الصيغة الواردة أدناه ، يمكنك حساب قيم R و C لتردد معين.

ملاحظة: لا تستخدم المكثفات الإلكتروليتية

الخطوة 4: تصميم وتجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور

باستخدام EasyEDA ، قمت أولاً بعمل التخطيطي ثم قمت بتحويله إلى ثنائي الفينيل متعدد الكلور. EasyEDA مثالي للمبتدئين مثلي. هناك عدد أقل من الأشياء التي يجب أن تقلق بشأنها ولذا يمكننا التركيز فقط على تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يمكنك طلب PCBs مباشرة من JLCPCB. كل عمود من أعمدة العرض هو نفسه وبالتالي يمكن استخدام 10 ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي نحصل عليها. لقد استخدمت خمسة لخمس ترددات مختلفة. يمكنك رفع مستوى الدائرة وفقًا لمستوى الجنون الخاص بك!

بعد الطلب ، استلمت مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور في غضون 5 أيام. الآن أخرج المكواة ، اجمع كل المكونات وابدأ في اللحام! بعد الكثير من اللحام ، تم الانتهاء من 5 أعمدة.

الخطوة 5: وضع الأشياء معًا

لقد صممت علبة في Fusion 360 للإلكترونيات ولحمل الشاشات الخمسة. لقد طبعته باستخدام Creality Ender 3. مجرد مبتدئ في النمذجة ثلاثية الأبعاد ، لكنها نجحت.

لقد استخدمت مكبر صوت بلوتوث قديم كمصدر صوتي لأنه يحتوي على مكبر صوت تم بناؤه بالفعل بداخله. لن أشرح الاتصالات لأن اتصالاتك ستكون مختلفة. ما عليك سوى اتباع مخطط الكتلة المذكور سابقًا في الخطوة 2. لقد قمت بتوصيل إدخال الصوت لمرشح ممر النطاق بإخراج (توصيلات السماعة) لمكبر الصوت.

قم بتلحيم الإشارة وأسلاك الطاقة القادمة من شاشات العرض إلى لوحة مرشح النطاق الترددي.

بقية الأشياء متروك لك. كان هناك مؤشر LED على لوحة دائرة مكبر الصوت التي تعمل بالبلوتوث والتي قمت بإزالتها وربطها على الجانب الأمامي. كن مبدعا!

الخطوة 6: استمتع

هذا كل شيء! قم بتشغيله واستمتع بأغنيتك المفضلة!

شكرا لك على التمسك بالنهاية. أتمنى أن تحبوا هذا المشروع جميعًا وتعلمت شيئًا جديدًا اليوم. اسمح لي أن أعرف إذا قمت بعمل واحد لنفسك. اشترك في قناتي على يوتيوب لمزيد من المشاريع القادمة. شكرا لك مرة أخرى!