Diseño de circuito de detección de frecuencia

Quiero crear un circuito que pueda detectar frecuencias de audio y parpadear LED RGB de diferentes colores según la frecuencia detectada. El rango de frecuencia será de 20 Hz a 12 kHz, después de mirar la tabla a continuación.

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(fuente: independentrecording.net )

Entonces mi pregunta es: ¿qué diseño de circuito debo elegir para hacer un buen detector de frecuencia? supongo que necesitaría

  1. Preamplificador para el micrófono (¿es necesario para el ADC?)
  2. Filtros de paso de banda (¿activos o pasivos?)
  3. Un microcontrolador con un ADC integrado que tiene una frecuencia de muestreo de al menos 24 kHz.

Antes de emocionarme demasiado, ¿hay algún circuito que ya haga esto?

Patente de EE.UU. No. 4429609 hace más o menos esto. Y es de 1984, así que puedes usarlo como quieras. Es posible que solo funcione para notas individuales tocadas de forma aislada. Seleccionar tonos de una señal musical compleja es un trabajo más complicado.
Estoy pensando que esto es un problema de DSP. No soy un experto, pero definitivamente buscaría un DSP para esto.
Gracias por el enlace de la patente. Voy a echar un vistazo a su proceso de diseño! Y creo que esto involucrará en gran medida a DSP.
Eso muestra lo que podrías hacer con la tecnología de hace 30 años. Para cosas actuales, mira Autotune.
Puede encontrar útil MSGEQ7 , suponiendo que los rangos coincidan con sus frecuencias.

Respuestas (3)

No necesita un DSP u otras soluciones sofisticadas; en este caso, un circuito analógico sencillo funciona.

Parece que lo que necesitas es un órgano de luz clásico , también conocido como órgano de color. Se originaron en la década de 1970 y se utilizaron para impulsar focos en lugar de LED.

Jameco vende un kit para esto. También publican el esquema en línea para aquellos que quieren hacer bricolaje. Toma la entrada de audio, la ejecuta a través de un preamplificador de amplificador operacional y luego la divide en tres bandas de frecuencia. Las salidas se utilizan para impulsar bancos de LED.

He construido dos de estos (para estéreo) y funcionan bien. No tengo conexión con Jameco. Puede obtener kits similares en otros lugares.

Si bien me gusta el órgano de luz como detector de frecuencia, también quiero usar LED RGB y diferentes PWM para controlar su color, lo que requiere algo de programación. Además, ¿qué tan buenos son los órganos de luz para detectar cambios de volumen? Por ejemplo, quiero que el audio suave resulte en LED notablemente más tenues.
Los LED RGB deberían funcionar bien, siempre que haya cables individuales para cada color. No estoy seguro de dónde sería aplicable PWM, a menos que esté tratando de controlar el volumen mediante programación; en ese caso, usaría un EEPOT como Analog Devices AD5291 en lugar de R24-R26 en el esquema al que me vinculé. Ese circuito es muy sensible y los LED son muy tenues para un audio suave.

Si desea jugar con un chip enlatado, está este (el ecualizador gráfico de 7 bandas MSGEQ7 de integración de señal mixta), y probablemente otros. Sparkfun lo vende en cantidades para aficionados. Fácil de combinar con un micro que tiene un ADC integrado.

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Si desea crear el suyo propio, un DSP o dsPIC es sin duda una forma, pero creo que también consideraría un procesador ARM.

Editar: no permita que el nombre del chip "ecualizador gráfico" confunda a nadie: es el cerebro de una pantalla para un ecualizador gráfico, no un ecualizador.

@tcrosley Oh, por favor. ¿Incluso echaste un vistazo a la hoja de datos a la que me vinculé? Tiene un detector de picos con una salida de CC multiplexada, por lo que puede usarse fácilmente para la función requerida.
Sí, miré la hoja de datos, francamente, me perdí la multiplexación de CC (pensé que era un ecualizador analógico), así que retiré mi comentario. Dice "Ecualizador gráfico de siete bandas" en el título de la hoja de datos. Veo que ha actualizado su respuesta para abordar esto. Sin embargo , a menos que el OP quiera controlar exactamente siete LED, será difícil combinar las siete bandas en tres o cinco, por ejemplo. Además, no existe ninguna disposición para ajustar el volumen de cada banda, que suele ser una característica de este tipo de circuito.
Gracias, este parece ser un componente del que se aprovechan muchos proyectos DIY LED Organ.

Eso parece bastante razonable. Querrá buscar la implementación de una FFT o un banco de filtros digitales para averiguar qué frecuencias está recibiendo. La cantidad de 'contenedores' que desee determinará qué método tiene más sentido. Quizás la mejor idea sería tomar una FFT y luego encontrar el pico más grande y luego mapear la frecuencia de ese pico en un color, luego usar varias salidas PWM para encender el LED con el color correspondiente. Y definitivamente querrá un amplificador de algún tipo para controlar el ADC.

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