Как Звуковой Сигнал Преобразовать В Цифровой?

[Губитель]

Вообщем делаю я свое первое самостоятельное устройство на МК(Что-то похожее на СДУ) с возможностью цветомузыки. И тут тупик. Саму цветомузыку на схеме хотел реализовать так: с выхода, например компьютера мы принимаем звуковой сигнал, затем преобразовываем синосоиду в прямоугольный сигнал, а микроконтроллер просто считывает количество импульсов за определенный промежуток времени и мы получаем частоту, а дальше в зависимости от частоты зажигаю определеный цвет, ну или еще чего придумаю. С программной частью вопросов пока нет, думаю справлюсь. А вот с преобразованием затык. Полез в итернет, нашел почти то, что нужно, вот : http://krasivo-korotko.livejournal.com/pics/catalog/295/489 , но с двумя недостатками:

1 Там автор использует питание от 19 вольт, а у меня 5 вольт и стабилизатор мне в схеме не нужен. Автор упоминает что преобразование идет за счет конденсаторов. Я сейчас скажу какие у меня мысли, поправите если это не так. Вообщем преобразование идет за счет конденсаторов С1 и С2, а остальные работают на стабилизатор, либо сглаживают ток. Так- чтоли? Какие элементы можно убрать, чтобы питание было от 5В, но сама работа схемы не нарушилась?

2 Конечно уже прихоть, но как доработать эту схему под стерео? просто добавить еще одну цепь из 2 конденсаторов, резюка, и транзистора? или не все так просто?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Электронщик]

Так а чё если принимать внутреним АЦП МК звуковой сигнал и когда сигнал попадёт в аккумулятор МК, написать прогу если сигнал положителен ( положительная полуволна синусоиды)выставлять на одном выводе порта МК 1, если отрицательный то на выходе 0, помоемудля этого можно как - то флаговый регистр задействовать

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Губитель]

Ну предпочтительнее все же подсчитывать импульсы,т.к я начинающий, с АЦП не умею работать, плюс неизвестно, можно ли методом, который вы описали вычислить частоту. Хотя стоп, кажется я понял, что вы имели ввиду. Вы хотели сказать, что вместо преобразования сигнала, за импульс считать каждый положительный и отрицательный период? Ну тогда и программа усложнится, а так чего стоит установить счетчик считать по нарастающему фронту и все)

Изменено 10 января, 2013 пользователем Губитель

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[КЭС]

А зачем что-то придумывать чтобы "спрямоуголить" сигнал? Если порт МК настроен как цифровой, он сам будет воспринимать только 2 значения:0 и 1. Надо просто чтобы амплитуда сигнала на входе порта была около 5В. Ну и стабилитрон не помешает для защиты.

[Goodefine]

Одна идея лучше другой. Возьмите за основу спектроанализатор, есть с исходниками, и допилите - вместо дисплея лампочки

[Геннадий]

Парни, вы форму гармоничекого сигнала видели хоть одним глазком? Что толку преобразовывать его одноуровневым компаратором. Как вы будете анализировать уровни частотных составляющих? Пока вы сильно "плаваете" даже в логике работы ЦМУ.

[kalbi4i]

1 Там автор использует питание от 19 вольт, а у меня 5 вольт и стабилизатор мне в схеме не нужен. Автор упоминает что преобразование идет за счет конденсаторов. Я сейчас скажу какие у меня мысли, поправите если это не так. Вообщем преобразование идет за счет конденсаторов С1 и С2, а остальные работают на стабилизатор, либо сглаживают ток. Так- чтоли? Какие элементы можно убрать, чтобы питание было от 5В, но сама работа схемы не нарушилась?

2 Конечно уже прихоть, но как доработать эту схему под стерео? просто добавить еще одну цепь из 2 конденсаторов, резюка, и транзистора? или не все так просто?

1.Все которые стоят до КРЕНа

2.Зачем? Ну если надо то добавь ещё один конденсатор С1 на второй канал и подключи к рез.R4. Кстати лучше поставить его переменным на 10ком.

[Губитель]

Спасибо, и правда, чего раньше об этом не подумал. Поискал в интернете. Нашел одно решение которое мне понравилось: http://radiokot.ru/c...audio/other/19/ . Но такую микросхему я наверное не найду. Есть еще один вариант: http://radioshema.uc...odakh/33-1-0-63 но я не понял как она работает. Мне не так важен результат, я не тороплюсь, для меня главное понять как работает. Я подумал, Может есть у кого информация по этому поводу, а точнее реализация спектроанализатора или ЦМУ на МК.

[Alexeyslav]

первая схема работает по принципа аналогового разделения полос а контроллер оцифровывает амплитуды и выводит в виде столбиков перед этим используя логарифмическое преобразование.

Второй использует чистую математику - реализацию ДПФ - математическое разложение оцифрованного сигнала на составляющие. И затем точно так же как в прошлом варианте выводит амплитуды составляющих на полоски светодиодов.

Ваша же задумка провалится, ибо измеряя частоту у вас всегда будет гореть только один светодиод, причем не всегда правильно. Хоть как-то исправить положение может только измерение периода - а дальше сортировать по периоду по каналам - чем больше количество измеренных периодов попадает в диапазон выделенный для определенного канала тем больше он должен гореть. Как-то так.

Но сама задача может потребовать довольно больших ресурсов, либо отказаться от яркости и ввести зажигание светодиодов при превышении определенного порога.

Но опять же, тут будет такая гадость как низкочастотный сигнал просто уведет высокочастотную составляющую вне пределов порога срабатывания компаратора и будет детектироваться программой преимущественно только НЧ составляющая, например ударники на частоте 20Гц все забъют. Надо какой-то ВЧ фильтр вводить на входе или разделять по частотным каналам... но тогда чем схема будет лучше аналоговой ЦМУ?

[Губитель]

Может мы друг друга не поняли? Я не собираюсь пока делать анализатор спектра. А сам прибор у меня ведь не только ЦМУ, а также Есть эффекты. Почему будет гореть только один светодиод? Допустим посчитал я импульсы и получил чистоту к примеру 1Кгц, и программа исходя из этого условия зажжет желтый цвет, другая частота-другой цвет. Может я просто не упомянул что очень похоже на световую пушку и их будет 4, и расположены они будут по углам комнаты. Кстати у людей ведь заработало. Вы сильно не пинайте, что я тут не соглашаюсь с вами. Я тут подумал, а что если за основу взять частотомер? Например из книги АВР вводный курс, там есть учебный проект, где для высоких частот используется метод описанный мною выше, а для низких частот измерение интервала времени между нарастающими фронтами входного сигнала.

[Alexeyslav]

Потому что результат измерения частотомера - одно число. Как на его основе зажечь несколько диодов?

Реальные сигналы довольно сложны. Что будет с частотомером если подать на него смесь сигналов

20гц амплитудой 2В, 270Гц амплитудой 0.5В и 1000Гц амплитудой 0.2В. Так сразу навскидку сказать какую частоту он измерит невозможно, скорей всего что-то близкое к 20Гц.

[Губитель]

До меня дошло. Звук же это наложение гармоник друг на друга. Ну тут тогда только на основе спектроанализатора выкрутится можно, нету исходников на ассемблере( ДПФ для меня сложновато, 9 класс еще, я такие формулы которые там приводятся, даже прочесть не могу. А вот если допустим взять 8 ног у Мк и к каждому выводу фильтр сделать? такое возможно же? Я вот посмотрел аналоговый спектроанализатор на AN6884, там фильтры на ОУ, но вот я никогда не имел с биполярным напряжением дела, можно ли сделать пассивный полосовой фильтр на звуковые частоты, а то при поиске мне выводит высокочастотные , начиная от 1 Мгц.

Изменено 11 января, 2013 пользователем Губитель

[Alexeyslav]

Все можно. Можно использовать колебательные контура, индуктивность-емкость, подобрать можно на звуковые частоты - токи там маленькие. А если ввести резистор между индуктивностью и емкостью - расширится полоса контура(иначе изначально он довольно узкополосный получится)

[Губитель]

Вот дополнил схему активными фильтрами. Может кто сможет проверить на правильность?

Изменено 13 января, 2013 пользователем Губитель

[Goodefine]

А зачем выходы фильтров заводить на простые ноги 2313? Лог. 0 и лог. 1 для оценки выхода фильтра будет слишком грубо. Лучше взять мегу8 и использовать входы АЦП.

[Falconist]

Губитель, Вы хотите сделать ЦМУ или "поиграться" с микроконтроллером? Это всё-таки две большие разницы и обе разные (как говорят в славном городе Одессе).

Тем более, что полосовые фильтры у Вас у же введены в схему.

Я сделал несколько ЦМУ, но на логике. Аналоговый сигнал преобразуется в цифру и дальше она управляет осветителями. Могу скинуть схему - гляньте, как это устроено и переведите на МК.

[Губитель]

Goodfine, Я с АЦП ни разу ничего не делал, и честно не представляю еще , как можно программно обрабатывать сигнал, но думаю вы правы, я уже думал об этом, 1 и 0 будет грубо. надо читать про АЦП, попробовать какой нить учебный проект собрать на макетке.

Falconist, вы верно заметили, само ЦМУ для меня не является приоритетом, нет, конечно, я бы не отказался бы в итоге получить неплохое устройство, но для меня главное опыт и знания, а на таком устройстве я могу получить и опыт в программировании и в составлении схем. как-то так. От схемы я бы не отказался.

Изменено 13 января, 2013 пользователем Губитель

[Falconist]

Тогда вряд ли моя схема сильно поможет. Дело в том, что для анализа частотных составляющих звукового сигнала на МК надо будет применить нехилую математическую обработку ("цифровые фильтры"). Для начинающего - сильно сложно. А если переложить эту задачу на внешние аналоговые устройства - тогда возникает сильное сомнение в необходимости МК в принципе. Получается "из пушки по воробьям". Я же смог всё это сварганить на логике! Алгоритм-то примитивнейший.

Немного освобожусь - напишу статью.

[Губитель]

Falconist , по математической обработкой вы имеете ввиду ДПФ и БПФ?

[Falconist]

Ничего я не имею в виду, т.к. подобными вещами просто не занимаюсь. Знаю, что существуют цифровые фильтры, а как их программировать - полный пас.

[terminal]

Если взялись за МК. То конечно БПФ. Ни чего там особо сложного нет. Смысл Быстрого Преобразования Фурье, что если взять сигнал, к примеру, синус, известной частоты и сложить его с не известным сигналом, получим всплеск на величину присутствия этой частоты в сигнале. (Сумма синуса равна нулю, понимаете?) Вот писал сто лет назад тока на IBM http://www.terminal-kom.narod.ru/asmprog.html

Изменено 16 января, 2013 пользователем terminal

[Sacha]

До меня дошло. Звук же это наложение гармоник друг на друга. Ну тут тогда только на основе спектроанализатора выкрутится можно, нету исходников на ассемблере( ДПФ для меня сложновато, 9 класс еще, я такие формулы которые там приводятся, даже прочесть не могу. А вот если допустим взять 8 ног у Мк и к каждому выводу фильтр сделать? такое возможно же? Я вот посмотрел аналоговый спектроанализатор на AN6884, там фильтры на ОУ, но вот я никогда не имел с биполярным напряжением дела, можно ли сделать пассивный полосовой фильтр на звуковые частоты, а то при поиске мне выводит высокочастотные , начиная от 1 Мгц.

Как по мне,так лучше возьми браслет,второе вродe как лучше пересмотреть схему-ee предётся разгружать.Частично указаные понятия и определения реализованны в Точечном сварочном аппарате.

Ничего я не имею в виду, т.к. подобными вещами просто не занимаюсь. Знаю, что существуют цифровые фильтры, а как их программировать - полный пас.

Программируются по спектрограмме путём расчёта линейности.

[Губитель]

Извеняюсь за долгий перерыв, экзамены однако. Вообщем вот что я пока сделал. Вопросы внизу.

Итак, составил алгоритм работы, это конечно еще не окончательный вариант, думаю его более подробным сделать.

Так-же составил новую схему. Изменения коснулись кристалла, аудио входа и сдвиговых регистров со светодиодами. Mega8 была выбрана из-за того, что есть операция умножения. В ходе эксперементов со светодиодами, отпало желание делать каждый светильник из около 50 обычных сверхъярких светодиодов, т.к. свет рассеивается, и предпологаемых четких точек я не увидел. В итоге выбор пал на 10W светодиоды. в каждый из 4 светильников помещается по красному,зеленому,синему цветов для смешения. Кстати, сдвиговых регистров потребуется на порядок меньше, что компенсирует затраты на мощные светодиоды. Вот схема:

Вот такие предполагаю использовать светодиоды:

По поводу алгоритма. Думаю взять вот отсюда: http://lightportal.at.ua/publ/spektroanalizatory/12_kanalnyj_analizator_spektra_na_atmega16_na_osnove_diskretnogo_preobrazovanija_fure_dpf_i_uolsha/18-1-0-55 и переписать на ассемблере.

Вопросы:

1)светодиоды 10W и питаются от примерно 10В, как запитать их в схеме?( Наверно глупый вопрос)

2)есть ли изъяны в алгоритме?

3) Нужна ли обвязка для аудио входа? Если даже не обязательна, то что она делает? У меня только одно предположение: усилить сигнал.

4) Насколько сложно будет переписать этот алгоритм?

[Alexeyslav]

Просто наполеоновские планы...

Переписать на ассемблере... угу, удачи. Загрязнешь в болоте не ступив и двух шагов. С твоими-то знаниями.

Во вторых -весь алгоритм один большой изъян... одно только "есть сигнал на АЦП"... боюсь "сигнал" на АЦП будет всегда, даже если ничего на вход не подавать и замкнуть на землю. Что есть сигнал? напряжение на входе АЦП - это уже сигнал, и его не может не быть.

"ДПФ для 12 частот" - тоже от незнания предметной области. ДПФ не выгодно проводить для отдельных частот, для этих целей проще использовать цифровые фильтры.

В третьих... толку использовать светодиоды разных цветов - нерационально. Есть же 50Вт RGB - три в одном, и дешевле чем 3 отдельные.

Регистром сдвига управлять диодами... теоретически возможно, но потребует огромных ресурсов только на реализацию ШИМ да еще через регистры - слишком ного накладных расходов, уж проще использовать специализированные м/с - есть такие реализуют 10 бит ШИМ на 16 каналов аппаратно, с индивидуальной цифровой коррекцией тока каждого диода, правда не пойдет для 10Вт диодов поэтому коррекция без толку - всеравно м/с будет управлять драйверами мощных светодиодов, а драйверу входной ток отразится только на длительности фронтов открытия/закрытия транзисторов.

[Губитель]

Пока только смогу ответить только по поводу светодиодов. 50W RGB мне не подойдут, они дороже, и напряжение больше. Купить 15 светодиодов 10W выходит дешевле, чем 5 50W. Сдвиговые регистры можно убрать, мне главное реализация ШИМ. Выводов у mega8 хватит. Про ДПФ, да я не силен еще. http://avrall.com.ua/?p=131 понравилась вот эта реализация фильтра. Может посоветуете, по фильтрам. А сигнал в алгоритме я имел ввиду звуковой.

Изменено 7 марта, 2013 пользователем Губитель