| Ваш IP: 54.92.190.11 | Online(32) - гости: 20, боты: 12 | Загрузка сервера: 2.92 ::::::::::::

Анализатор спектра аудио сигнала (Arduino)

Для анализатора спектра понадобится Arduino Nano (Uno) и LCD дисплей 1602, на базе контроллера HD44780, так же дополнительно понадобится библиотека FHT.h. В качестве источника для создания анализатора спектра был выбран проект FHTSpectrumAnalyzer, в код были внесены незначительные изменения, подключение дисплея по I2C было изменено на 4-х битный режим, опорное напряжение АЦП было переключено на внутреннее 1,1 В.

Звуковой сигнал непосредственно через конденсатор 47 нФ подается на аналоговый вход А1, анализатор спектра имеет автоматическое усиление входного сигнала, что улучшает визуальную картинку анализатора спектра.

#define AUTO_GAIN 1       // автонастройка по громкости (экспериментальная функция)
#define VOL_THR 35        // порог тишины (ниже него отображения на матрице не будет)
#define LOW_PASS 30        // нижний порог чувствительности шумов (нет скачков при отсутствии звука)
#define DEF_GAIN 80       // максимальный порог по умолчанию (при GAIN_CONTROL игнорируется)
#define FHT_N 256          // ширина спектра х2
// вручную забитый массив тонов, сначала плавно, потом круче
byte posOffset[16] = {2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 30, 35, 60, 80, 100};

#define LOG_OUT 1
#include <FHT.h>          
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))
#define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))

byte v1[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11011};
byte v2[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11011, 0b11011};
byte v3[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11011, 0b11011, 0b11011};
byte v4[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011};
byte v5[8] = {0b00000, 0b00000, 0b00000, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011};
byte v6[8] = {0b00000, 0b00000, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011};
byte v7[8] = {0b00000, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011};
byte v8[8] = {0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011, 0b11011};

byte gain = DEF_GAIN;   
unsigned long gainTimer;
byte maxValue, maxValue_f;
float k = 0.1;

void setup() { 
  lcd.begin(16, 2);// LCD 16X2
  sbi(ADCSRA, ADPS2);
  cbi(ADCSRA, ADPS1);
  sbi(ADCSRA, ADPS0);
  analogReference(INTERNAL);
  lcd.createChar(0, v1);
  lcd.createChar(1, v2);
  lcd.createChar(2, v3);
  lcd.createChar(3, v4);
  lcd.createChar(4, v5);
  lcd.createChar(5, v6);
  lcd.createChar(6, v7);
  lcd.createChar(7, v8);
}

void loop() {
  analyzeAudio();   // функция FHT, забивает массив fht_log_out[] величинами по спектру

  for (int pos = 0; pos < 16; pos++) {   // для окошек дисплея с 0 по 15
    // найти максимум из пачки тонов
    if (fht_log_out[posOffset[pos]] > maxValue) maxValue = fht_log_out[posOffset[pos]];

    lcd.setCursor(pos, 0);

    // преобразовать значение величины спектра в диапазон 0..15 с учётом настроек
    int posLevel = map(fht_log_out[posOffset[pos]], LOW_PASS, gain, 0, 15);
    posLevel = constrain(posLevel, 0, 15);

    if (posLevel > 7) {               // если значение больше 7 (значит нижний квадратик будет полный)
      lcd.write((uint8_t)posLevel - 8);    // верхний квадратик залить тем что осталось
      lcd.setCursor(pos, 1);          // перейти на нижний квадратик
      lcd.write((uint8_t)7);        // залить его полностью
  } 
    else {                          // если значение меньше 8
      lcd.print(" ");                 // верхний квадратик пустой
      lcd.setCursor(pos, 1);          // нижний квадратик
      lcd.write((uint8_t)posLevel);        // залить полосками
   }
  }  

  if (AUTO_GAIN) {
    maxValue_f = maxValue * k + maxValue_f * (1 - k);
    if (millis() - gainTimer > 1500) {      // каждые 1500 мс
      // если максимальное значение больше порога, взять его как максимум для отображения
      if (maxValue_f > VOL_THR) gain = maxValue_f;

      // если нет, то взять порог побольше, чтобы шумы вообще не проходили
      else gain = 100;
      gainTimer = millis();
    }
  }
}

void analyzeAudio() {
  for (int i = 0 ; i < FHT_N ; i++) {
    int sample = analogRead(A0);
    fht_input[i] = sample; // put real data into bins
  }
  fht_window();  // window the data for better frequency response
  fht_reorder(); // reorder the data before doing the fht
  fht_run();     // process the data in the fht
  fht_mag_log(); // take the output of the fht
}

Добавить комментарий

Случайные статьи

  • К5300ЕХ025 — СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С РАСШИРЕННЫМИ ФУНКЦИЯМИ УПРАВЛЕНИЯ

    К5300ЕХ025 — СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С РАСШИРЕННЫМИ ФУНКЦИЯМИ УПРАВЛЕНИЯ

    К5300ЕХ025 – микросхема, предназначенная для использования в качестве линейного стабилизатора напряжения. Характеристики: Входное напряжение до 45В. Выходное напряжение 11,0 В Ток нагрузки: до 60 мА. Защита от короткого замыкания. Тепловая защита. Рабочий температурный диапазон от минус 60 °С до +125 °С Дополнительная регулировка внешним резистором выходного напряжения в диапазоне 11,0-15,0 В. Настраиваемый порог включения стабилизатора по …Подробнее...
  • УНЧ на TDA1904

    УНЧ на TDA1904

    Напряжение питания 4…20В Макс. потребляемый ток 2А Выходная мощность при Rн=4Ом, КНИ=10%: Uп=14В 4Вт Uп=12В 3,1Вт Uп=9В 1,8Вт Uп=6В 0,7Вт КНИ при Uп=9В мощность менее 1,2Вт и Rн=4Ом =0,3% Ток покоя 8…18мАПодробнее...
  • Hi-Fi усилитель для наушников

    Hi-Fi усилитель для наушников

    На рисунке показана схема Hi-Fi усилителя для наушников (моно) с выходной мощность 1 Вт. КНИ усилителя не более 0,1%. Частота пропускания от 10 до 30000 Гц. Усилитель обеспечивает выходную мощность 1 Вт на нагрузке 8 Ом при входном сигнале 500 мВ. Выходные транзисторы усилителя должны быть установлены на небольшие радиаторы. Источник …Подробнее...
  • Цифровой термометр на МК

    Цифровой термометр на МК

    Цифровой ИТ на МК с датчиком на интегральной микросхеме LM35, которая позволяет получить высокую линейность температурной зависимости протекающего через нее тока, разработан Р. Хименесом, Р. Салазаром и М. Улисесом (Electronic Design, July 2002). В основе схемы — микроконтроллер PIC16F872, программу которого можно скачать на сайте http://www.elecdesign.com/Files/29/2476/2476.zip. Индикатором служит сборка из …Подробнее...
  • Источник питания 0…30В 5А

    На рисунке показана схема источника питания с выходным напряжением от 0 до 30 В и максимальным током нагрузки 5А. В схеме используется микросхема LM723 и 4-е транзистора, два из которых силовые 2N3055.      Транзисторы 2N3055 должны быть установлены на радиаторы. Регулировка выходного напряжения осуществляется при помощи потенциометра VR1. Трансформатор должен иметь …Подробнее...