ARDUINO Цветомузыка на MSGEQ7 и на фильтрах
- Автор темы technotrasher
- Дата начала
@technotrasher, в моем случае будет ардуина + реализация, если настроение будет то ещё и описание добавлю 
, фильтров не будет. Собственно весь код УЖЕ есть, работает, оттестирован, так что много времени это не займет
, фильтров не будет. Собственно весь код УЖЕ есть, работает, оттестирован, так что много времени это не займет
Собственно, накидал несколько вариантов реализации:
Примечания. В расчётах обращайте внимание на столбцы, обозначенные "практические", если в строке дублируются одни и те же обозначения.
Самым простым вариантом использования является набор из 7 полосовых фильтров с выпрямителями и интеграторами с разными τ, линейного входного усилителя (версия 1) и АРУ. Расчёт приведён в разделе "Линейная передаточная функция". В этом случае АРУ управляется цифровыми пинами. Подача на эти пины импульса увеличивает или уменьшает опорное напряжение Ардуино AREF с τ=10мс, подстраивая его под амплитуду входного сигнала. Для работы АРУ нужно, чтобы максимальный сигнал по амплитуде после усиления никогда не превышал 5В. Во всей полосе частот сохраняется линейная АЧХ. Конденсатор разряжается с τ = 2с.
Первым усложнением является возможность подать на AREF амплитуду входного сигнала после усиления (АРУ сигнал версия 1.1). τ интегратора в этом случае увеличено до 2 секунд.
Вторым вариантом является автоматический выбор полосы с максимальной амплитудой (АРУ сигнал версия 1.2, в семи экземплярах). С тем же временем интегратора τ.
В обоих вариантах сохраняется возможность влияния на АРУ с помощью цифровых пинов.
Более сложным вариантом является подстройка под спектральную кривую музыкального сигнала DIN. Полностью использовать DIN не стоит, потому что картинка будет неинтересная, но "помочь" АЦП в визуализации НЧ и ВЧ можно. Опять же привёл два из множества возможных способов это сделать. Первый - использование входного усилителя с режекторным фильтром низкой добротности - Входной усилитель с режекторным фильтром (версия 2). Второй - использование полосовых фильтров с скорректированным усилением (в расчётах - в разделе "Передаточная функция коррекции DIN").
Предполагается использование счетверённых ОУ. Сами ОУ - самые простые, с двухполярным питанием и частотой единичного усиления больше 2-3 МГц. Также возможна интеграция диодов (бывают по 2-3 и более в корпусе).
Питание сейчас не проблема: DC/DC преобразователи есть всех мастей, дешёвые, маленькие. Ток потребления - примерно 20мА. Можно сделать по принципу вер. 2 часов Гайвера, с управлением от Ардуино, обе половинки питания. Естественно, уровень питания можно повышать и понижать, 10В выбрано исключительно с целью получения некоторого запаса по уровню напряжения.
Примечания. В расчётах обращайте внимание на столбцы, обозначенные "практические", если в строке дублируются одни и те же обозначения.
Самым простым вариантом использования является набор из 7 полосовых фильтров с выпрямителями и интеграторами с разными τ, линейного входного усилителя (версия 1) и АРУ. Расчёт приведён в разделе "Линейная передаточная функция". В этом случае АРУ управляется цифровыми пинами. Подача на эти пины импульса увеличивает или уменьшает опорное напряжение Ардуино AREF с τ=10мс, подстраивая его под амплитуду входного сигнала. Для работы АРУ нужно, чтобы максимальный сигнал по амплитуде после усиления никогда не превышал 5В. Во всей полосе частот сохраняется линейная АЧХ. Конденсатор разряжается с τ = 2с.
Первым усложнением является возможность подать на AREF амплитуду входного сигнала после усиления (АРУ сигнал версия 1.1). τ интегратора в этом случае увеличено до 2 секунд.
Вторым вариантом является автоматический выбор полосы с максимальной амплитудой (АРУ сигнал версия 1.2, в семи экземплярах). С тем же временем интегратора τ.
В обоих вариантах сохраняется возможность влияния на АРУ с помощью цифровых пинов.
Более сложным вариантом является подстройка под спектральную кривую музыкального сигнала DIN. Полностью использовать DIN не стоит, потому что картинка будет неинтересная, но "помочь" АЦП в визуализации НЧ и ВЧ можно. Опять же привёл два из множества возможных способов это сделать. Первый - использование входного усилителя с режекторным фильтром низкой добротности - Входной усилитель с режекторным фильтром (версия 2). Второй - использование полосовых фильтров с скорректированным усилением (в расчётах - в разделе "Передаточная функция коррекции DIN").
Предполагается использование счетверённых ОУ. Сами ОУ - самые простые, с двухполярным питанием и частотой единичного усиления больше 2-3 МГц. Также возможна интеграция диодов (бывают по 2-3 и более в корпусе).
Питание сейчас не проблема: DC/DC преобразователи есть всех мастей, дешёвые, маленькие. Ток потребления - примерно 20мА. Можно сделать по принципу вер. 2 часов Гайвера, с управлением от Ардуино, обе половинки питания. Естественно, уровень питания можно повышать и понижать, 10В выбрано исключительно с целью получения некоторого запаса по уровню напряжения.
Изменено:
@poty, смотрю есть подвижки, замечательно.
Значит для 8 каналов потребуется 8 аналоговых+1+2 пинов? При этом если, допустим за базовую взять 2400Гц из расчета, то какие пределы работы фильтра, без существенного завала частоты сверху/снизу?
А еще лучше - нарисуйте ориентировочный график АЧХ работы всех фильтров от 20Гц до 20кГц
Значит для 8 каналов потребуется 8 аналоговых+1+2 пинов? При этом если, допустим за базовую взять 2400Гц из расчета, то какие пределы работы фильтра, без существенного завала частоты сверху/снизу?
Вопрос относительно данного момента ^^
А еще лучше - нарисуйте ориентировочный график АЧХ работы всех фильтров от 20Гц до 20кГц
@technotrasher, я - сторонник разумной достаточности. Считаю, что версия 2 с режекторным фильтром и АРУ версии 1.2 будет самым оптимальным вариантом. Тем более, что параметры режекторного фильтра можно изменить, подстроив под реальность.
АЧХ моделирования
Стоит заметить, что для моделирования (и в таблице в графах "практические значения" я округлял значения до ряда E24 (5%), применение деталей из рядов E48/96 значительно увеличит точность. Я считаю, что в таком применении точность никого не интересует, поэтому E24 - дёшево и сердито. Любители точности могут сами выбрать номиналы, теоретические значения оставлены в расчётах.
У меня рассчитаны 7 каналов (7 аналоговых входов), + аналоговый референс (AREF), + опционально 1 или 2 цифровых пина.
АЧХ моделирования
Линейная
Режекторный фильтр
Обратная IEC/DIN с уменьшенным диапазоном
Режекторный фильтр
Обратная IEC/DIN с уменьшенным диапазоном
Меня точность не интересовала вообще, приведенных графиков более чем достаточно. Я просто хотел прикинуть чего ожидать от подобного решения
. Ну в общем буду ждать воплощения в железе, т.к. мой скепсис в силе - использование схемотехники где-то 30-40 летней давности (по своей идеологии, а не элементарной базе) во время цифровых решений видится несколько странным... Впрочем пока что обожду с выводами, чуть раскидаюсь с текущими задачами и перенесу обещанное на нану, так будет проще любому желающему потестировать, т.к. элементов потребуется нааааамного меньше и лишь один аналоговый пин.
а вот и нет. тут еще вопрос. хватит ли ресурсов нано для и обработки и для остальных эффектов. два контроллера? а вот фильтры на оу решение более овеществленное. и мне более понятное.
Однозначно не хватит, я про это и говорил изначально. Т.е. в моей схеме предлагается - один контроллер для обработки сигналов, другой - ведущий. В качестве ведущего может быть как та же нано, так и другой контроллер. Обмен по SPI или RS232. Если речь идет о том, чтобы обойтись одним контроллером - то ИМХО и контроллер нужно брать подходящий))), более того, это уже реализовано.а вот и нет. тут еще вопрос. хватит ли ресурсов нано для и обработки и для остальных эффектов. два контроллера? а вот фильтры на оу решение более овеществленное. и мне более понятное.
* Хотя... если использовать динамические буферы и правильную организацию кода, то можно разнести выделение памяти под разложение гармоник и собственно вывод на ленту - таким образом уместив даже в одном контроллере... Но это не предполагается основным вариантом.
Предлагаю проснуться. Этот вариант уже давно есть и не обсуждается в данной теме.
Изменено:
Жалко, что никто так и не удосужился проанализировать основную причину преимущества внешней обработки - крайне низкую информативность оцифровки полного аналогового сигнала, независимо от пред и постобработки. В этом - основное преимущество. Всё остальное - лишь прилагательное.
Фраза непонятная. При 256 выборках будут 256 гармоник, т.е. потенциально 256 полосы, естественно столько не нужно, хотя можно и все отобразить, но для той же лампы я сворачиваю 256 в 16 или 8 полос.
Если же вы о низкой информативности варианта с фильтрами - то это как бы да, но он и предполагался изначально как чисто аналоговое решение - лампочками посветить, во времена когда процессоры были большими, с полкомнаты
@kDn, да, похоже, Вы так и не разобрались. Какие значения у Вас будут в "выборках"? Сколько бит в теоретическом пределе и сколько - с учётом реально разного динамического диапазона? Каков шум квантования и будет ли он меньше полезного сигнала или больше? Вы зациклились на обработке идеального сигнала, а Вам приходит дерьмо.
Вы говорите бред. У меня есть готовая реализация, которую я прогонял через генератор по всему диапазону и лично писал мапинг полос. При этом в имеющейся реализации можно выбирать как разное семплирование, так и разные диапазоны частот. Вот когда вы осилите понять что сделано и как - тогда поговорим. Если у вас из того что вы делаете выходит дерьмо - то ищите проблему у себя, я же сделал ровно то, что хотел.
Повторяю еще раз - цветомузыка сделано уже крайне давно и прекрасно работает и не только лишь по пиковым значениями, но и тот же частотный анализатор в нескольких исполнениях есть, при этом он еще и масштабируется под размер матрицы.
Ну да, ну да)))
На всякую чушь, которую вы писали я отвечать и не собирался. Вы это... давайте паяйте фильтры - затем сравним.
Невежество ещё никогда не соглашалось на то, что оно невежество. А паять фильтры я не собирался, тем более - не собирался соревноваться с Вами. Я помогал конкретному человеку в конкретном запросе. Обосновал свою позицию не нахрапистым пренебрежением, а конкретными аргументами. Поэтому - гоняйте свою цветомузыку на генераторах и смотрите, как хорошо "маппируются" полосы в лампочки.
А паять фильтры я не собирался, тем более - не собирался соревноваться с Вами. Я помогал конкретному человеку в конкретном запросе. Обосновал свою позицию не нахрапистым пренебрежением, а конкретными аргументами. Поэтому - гоняйте свою цветомузыку на генераторах и смотрите, как хорошо "маппируются" полосы в лампочки.Вот это то, что отличает балабола от того, кто делает. Я-то как раз собираюсь сделать объявленное ранее))). А вы продолжайте картинки рисовать и теоретически рассуждать.
Предлагаю успокоиться и выдохнуть. Ваш вариант проверят, рисуйте шура, рисуйте.
ок, замечательно))) тогда вам итоговые выводы и делатьтак. паять и тестить я буду.
так. выдохните. к цели есть несколько дорог. проверим разные. и кстати скажу - когда тестирую с частотным генератором все идеально. только подаю звук - все сразу не так становится. но это на микросхемах. интересно как сделано в приборах, что работают на концертах. что в них.