16x16 LED矩阵上的DIY简单FFT频谱分析仪

描述

这次我将向您展示如何制作一个视觉上漂亮的频谱分析仪，它还可以用作音频 VU 表和瀑布分析仪。该设备由 16x16 LED 矩阵制成，二极管上带有 WS2812 芯片，成本约为 12 美元。

当我们使用线路输入时，输入的立体声信号首先使用两个 10K 电阻转换为单声道，然后通过一个 100nF 的电容器来阻挡直流。然后信号被两个 100k 电阻偏置到 3.3V / 2 = 1.65V 以供 ADC 读取。使用 Microfon 板比 line-in 方法简单得多，但您将受限于麦克风灵敏度可以检测到的频率。矩阵由一个按钮控制。有五种操作模式，其中三种是频谱分析仪、一种音频 VU 表和一种瀑布分析仪。

按钮功能如下：

• 单击：改变图案
• 长按：改变亮度
• 2 秒内按 3 次按钮：设置为自动更改模式
• 2 秒内按 5 次按钮：关闭显示

原始代码由 Scott Marley 在 GitHub 上编写，正如作者所说，该代码对 G6EJD 最初编写的示例进行了大量修改。我在一个现成的 16x16 矩阵上制作了这个项目，它简化了制作方式，我还对这个案例的代码进行了非常小的调整，你可以在下面下载它。

该设备制作简单，包含几个组件：

• ESP32 微控制器
• 16x16 WS2812 LED 矩阵
• 包含前置放大器芯片的小型麦克风板
• 五电阻
• 一个电容器
• 和一键

 

如果您希望设备看起来与此相同，那么您还需要一台 3D 打印机。为获得更好的视觉效果，矩阵二极管应采用隔板隔开。为此，在 3D 打印机上打印了一个网格。我创建了一个需要更少材料和打印时间的自定义网格。您可以通过以下链接下载 STL 文件。应将描图纸放在网格上以扩散光线。

 

在设备描述期间，设备在麦克风模式下运行。要通过线路输入运行 Analyzer，我们需要插入音频信号。我们可以根据源信号的强度更改代码中的灵敏度。通过单键按下，我们改变了模式。长按用于改变亮度。亮度分为三个级别。在 2 秒内按下 3 次按钮，我们将设备设置为自动更改模式。在 2 秒内按下 5 次按钮，wi 将关闭显示。一个有趣的例子是当我们输入一个具有特定频率的正弦信号时。为此，我使用了 Tone Generator。可以看出，这是一款用于频域分析的频谱分析仪。通过这种方式，该设备可以用作实验室频率分析的简单工具，主要用于学习。

最后，将设备装入合适的由 PVC 板制成并涂有自粘彩色标签的盒子中。