¿Por qué mi circuito MSGEQ7 da lecturas analógicas de Arduino que son tan altas?

Construí el siguiente circuito basado en un diseño de circuito probado basado en MSGEQ7 , que proviene de la hoja de datos y en otras partes de Internet. He construido y codificado este circuito previamente, con una fuente de alimentación de 5V, no hay problema.

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La entrada de audio es una placa de conexión de micrófono electret sparkfun con un circuito de amplificación integrado basado en un amplificador operacional. Esto también lo he usado con éxito en un proyecto anterior conectado al MSGEQ7. Funcionó bien allí, pero en ese momento usé un pin Arduino 3.3v para alimentar esto (aquí tanto el MIC BoB como el MSGEQ7 están en rieles de 3.3V).

La única diferencia entre este circuito y el último que construí (que puedo decir de todos modos) es el hecho de que ahora estoy ejecutando MSGEQ7 y BOB en un riel de 3.3V .

El circuito "algo" funciona, pero las lecturas analógicas no parecen calibradas correctamente.

Aquí hay una muestra de la salida que estoy obteniendo:

RAW EQ      392 406 630 803 842 973 886 
RAW EQ      341 818 936 1022    1022    1022    1021    
RAW EQ      590 812 950 860 1023    1023    1021    
RAW EQ      550 894 1022    1022    1023    1022    1020    
RAW EQ      561 926 953 1023    1023    1022    1006    
RAW EQ      565 805 918 966 1022    1023    1013    
RAW EQ      525 835 1013    999 1023    1023    1022    
RAW EQ      611 862 884 1015    1022    1023    1012    
RAW EQ      541 794 802 849 1023    1023    1012    
RAW EQ      449 759 993 928 1023    1022    1002    
RAW EQ      400 858 1006    1013    1023    1022    1015    
RAW EQ      460 876 934 1023    1022    1023    1013    
RAW EQ      617 845 869 976 1023    1022    1022    
RAW EQ      729 814 981 1023    1023    1022    1015

Como puede ver, ¡las últimas 3/4 bandas están prácticamente al máximo!

Aquí está el código Arduino relevante:

rutina inicial

//initialise MSGEQ7 chip
void initMSGEQ7(int analog, int strobe, int reset)
{
#if defined DEBUG
    Serial.println("MSGEQ init");

    Serial.print("Analog Pin");
    Serial.println(analog);

    Serial.print("Strobbe Pin");
    Serial.println(strobe);

    Serial.print("Reset Pin");
    Serial.println(reset);

#endif
//set up MSGEQ7 pins
pinMode(analog, INPUT);
pinMode(strobe, OUTPUT);
pinMode(reset, OUTPUT);
analogReference(DEFAULT);

//turn off comms to MSGEQ7 to start with
digitalWrite(reset, LOW);
digitalWrite(strobe, HIGH);
//prep the MSGEQ7 to read in the frequency bands
digitalWrite(reset, HIGH);
digitalWrite(reset, LOW);   
}

Código de lectura

//read the EQ
void readEQ(int strobe, int analog, int (&bands)[7])
{
#if defined DEBUG
    Serial.print("RAW EQ\t\t");
#endif

//read in the bands
for (int i = 0; i < 7; i++)
{
    digitalWrite(strobe, LOW);
    bands[i] = analogRead(analog);
    delay(5);
    #if defined DEBUG
        Serial.print(bands[i]);
        Serial.print("\t");
    #endif
    digitalWrite(strobe, HIGH);
}
#if defined DEBUG
    Serial.println();
#endif
}

La pregunta: ¿Cómo hago para que esto me dé lecturas en una mejor distribución de 0 a 1023 a través de las entradas analógicas de Arduino?

He reconstruido el circuito varias veces, usando componentes completamente nuevos (pasivos, IC, cable y BoB), los resultados son los mismos.

También tengo un riel de 3.7V no regulado (de una batería LIPO) que podría usar: el suministro regulado de 3.3V proviene de una edición Arduino Pro Mini 8MHz 3.3V que admite la fuente de alimentación LIPO de 3.7V no regulada.

¿Cuál es su sorteo actual entre el Pro Mini, el BoB y el MSGEQ7? El Pro Mini tiene un regulador mic5205, 150 mA máx. (Más cualquier LED que pueda estar usando fuera del mismo riel)
Mis LED están en el riel no regulado de 3,7 V, conmutados por MOSFET IRLML2502. No estoy seguro de la respuesta a su pregunta... ¿Cómo me ayudará el saberlo a resolver el problema? La hoja de datos MSGEQ7 dice una unidad de salida de 1 mA y una "corriente de suministro" típica de 0,8 mA. El BoB me remite a las hojas de datos tanto para el amplificador operacional integrado SMD como para el micrófono en sí; parece que la corriente extraída no supera los 0,5 mA (aunque podría estar malinterpretando las hojas de datos)...
¿Pusiste a tierra tu entrada de audio? Estaba teniendo el mismo problema con un conector de audio de 5 pines. Conecté el quinto pin a tierra y funcionó.
Acabo de conectar un MSEQ7 a un Teensy3.0 en el riel de 5 V con un Sparkfun BOB-09964 como entrada y obtengo que todas las bandas muestran el mismo valor (pero no saturadas en 1023; los valores aumentan y disminuyen, pero cada lea que todos los canales están a +/- 3 uno del otro). ¿Tiene un esquema de lo que terminó, @brad?

Respuestas (1)

Observaciones de los datos:

  • La primera fila de datos parece ser un valor atípico estadístico y se puede rechazar: todas las lecturas son más bajas que el perfil de las filas posteriores, probablemente debido al comportamiento de arranque.
  • La última banda no se está saturando, varía de 1002 a 1022, por lo que está capturando datos válidos
  • Las bandas 4, 5 y 6 están casi saturadas, pero no están "pegadas al riel", muestran alguna variación, por lo que no están en un estado fallido o pegado a Vcc.

Esto indica que la señal generada por el micrófono electret preamplificado es muy alta en las bandas de frecuencia representadas por las salidas 4, 5 y 6. Esto se puede verificar utilizando un diodo de avalancha con polarización inversa o un diodo zener (V zener > 7 voltios ) como fuente de ruido blanco reemplazando el micrófono electret en el preamplificador del BoB y verificando la salida usando un osciloscopio en modo de análisis de espectro.

Esto no es sorprendente en absoluto, ya que los micrófonos electret no son muy lineales y el preamplificador en la placa de salida no tiene ninguna ecualización incorporada, según el esquema de SparkFun. Por lo tanto, se espera que el resultado neto sea un perfil de salida bastante no lineal.

La respuesta de frecuencia de MSGEQ7 , por otro lado, es bastante lineal en todas las bandas:

Respuesta de banda

Si el problema consiste simplemente en conseguir que los niveles de señal para todas las bandas estén dentro del rango utilizable, un simple divisor de tensión de resistencia para atenuar la señal entrante a quizás un 50 o un 75 % debería ser la solución, en todas las bandas. El 50 % dejará mucho margen para capturar picos de señal en cualquier banda, como ocurre invariablemente con el audio normal.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Si también es necesario ecualizar la señal de manera que las bandas de rango medio y tweeter se atenúen mientras que las bandas de woofer relativamente débiles no se vean afectadas, entonces se puede usar un circuito como un filtro de supresión de banda , con un Q muy bajo , y el frecuencia de polo entre las frecuencias de la banda 5 (~ 2200 Hz) y la banda 6 (~ 6000 Hz). En efecto, esto será más un filtro de "atenuación de banda", para las bandas problemáticas, con algún efecto también en las bandas más bajas y más altas:

Filtro de rechazo de banda ( fuente )

Dicho filtro no es trivial y tal vez merezca una pregunta por separado si es necesario.

como siempre, una gran respuesta. Trabajó un placer!
¿Por qué mi circuito MSGEQ7 da lecturas analógicas de Arduino que son tan altas?
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