Audio Spectrum Analyzer Arduino
Apa itu Spectrum Analyzer
Spectrum Analyzer Adalah alat ini berfungsi sebagai sebuah alat ukur yang digunakan untuk mengetahui jumlah distribusi energi dari suatu spektrum frekuensi yang dihasilkan oleh sinyal listrik. Dengan mengetahui distribusi energi sepanjang spektrum frekuensi, maka akan diperoleh informasi yang lainnya seperti :
- Lebar bidang frekuensi (bandwidth),
- Efek berbagai jenis modulasi,
- Pembangkitan sinyal yang palsu
Apa kegunaan Spectrum Analyzer
Spectrum Analyzer juga sangat bermanfaat dalam perencanaan dan pengujian rangkaian frekuensi radio. Kebutuhan akan penggunaan alat ukur Spectrum Analyzer di Indonesia masih cukup tinggi, terutama pada perusahaan-perusahaan yang bergerak dibidang jasa telekomunikasi seperti:
- Operator selular
- Operator satelit
- Lembaga penelitian/laboratorium elektronika dan telekomunikasi
- Balai pengujian perangkat telekomunikasi
- Lembaga pemerintah yang mempunyai wewenang untuk memonitor penggunaan frekuensi seperti Postel (Pos Telekomunikasi) dan DisHub (Dinas Perhubungan).
Disamping itu harga Spectrum Analyzer masih cukup mahal berkisar antara tiga ratus jutaan sampai dengan satu miliar rupiah, sehingga ini menjadi salah satu masalah bagi perusahaan yang memerlukan banyak alat ukur Spectrum Analyzer. Tujuan dari pembuatan sistem perangkat lunak client server untuk alat ukur Spectrum Analyzer ini adalah untuk meningkatkan daya saing alat ukur, dengan cara memberi nilai tambah pada alat ukur tersebut. Cara yang digunakan adalah dengan menambah perangkat lunak agar Spectrum Analyzer tersebut bisa digunakan oleh banyak pengguna (operator) pada waktu yang bersamaan sekaligus dapat mengatur parameter yang berbeda-beda, sehingga secara logika sistem perangkat lunak ini dapat menduplikasikan jumlah alat ukur tersebut. Spectrum Analyzer memiliki fungsi utama untuk mengukur sinyal transmisi,
Pada kesempatan kali ini mari bahas tentang Audio Spectrum Analyzer berfungsi sebagai indikator frekuensi sinyal dari suara yang bisa di gunakan pada amplifier.
SEBELUMNYA jangan lupa library FFT untuk arduino Disini. dan untuk library lcd atau liquid crystal bisa dicari sendiri di mbah google
#include <LiquidCrystal.h> #include <fix_fft.h> #define DEBUG 0 #define L_IN 1 // Audio input A0 Arduino #define R_IN 0 // Audio input A1 Arduino const int Yres = 8; const int gain = 3; float peaks[64]; char im[64], data[64]; char Rim[64], Rdata[64]; char data_avgs[64]; int debugLoop; int i; int load; LiquidCrystal lcd(11, 10, 7, 6, 5, 4); // pins to LCD // Custom CHARACTERS byte v1[8] = { B00000, B00000, B00000, B00000, B00000, B00000, B00000, B11111 }; byte v2[8] = { B00000, B00000, B00000, B00000, B00000, B00000, B00000, B11111 }; byte v3[8] = { B00000, B00000, B00000, B00000, B00000, B11111, B11111, B11111 }; byte v4[8] = { B00000, B00000, B00000, B00000, B11111, B11111, B11111, B11111 }; byte v5[8] = { B00000, B00000, B00000, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111 }; byte v6[8] = { B00000, B00000, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111 }; byte v7[8] = { B00000, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111 }; byte v8[8] = { B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111 }; void setup() { if (DEBUG) { Serial.begin(9600); // hardware serial Serial.print("Debug ON"); Serial.println(""); } lcd.begin(16, 2); lcd.clear(); lcd.createChar(1, v1); lcd.createChar(2, v2); lcd.createChar(3, v3); lcd.createChar(4, v4); lcd.createChar(5, v5); lcd.createChar(6, v6); lcd.createChar(7, v7); lcd.createChar(8, v8); for (i=0;i<80;i++) { for (load = 0; load < i / 5; load++) { lcd.setCursor(load, 1); lcd.write(5); } if (load < 1) { lcd.setCursor(0, 1); lcd.write(5); } lcd.setCursor(load + 1, 1); lcd.write((i - i / 5 * 5) + 1); for (load = load + 2; load < 16; load++) { lcd.setCursor(load, 1); lcd.write(9); } lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("LOADING........."); delay(50); } lcd.clear(); delay(500); } void loop() { for (int i = 0; i < 64; i++) { // 64 bins = 32 bins of usable spectrum data data[i] = ((analogRead(L_IN) / 4 ) - 128); // chose how to interpret the data from analog in im[i] = 0; // imaginary component Rdata[i] = ((analogRead(R_IN) / 4 ) - 128); // chose how to interpret the data from analog in Rim[i] = 0; // imaginary component } fix_fft(data, im, 6, 0); // Send Left channel normalized analog values through fft fix_fft(Rdata, Rim, 6, 0); // Send Right channel normalized analog values through fft // At this stage, we have two arrays of [0-31] frequency bins deep [32-63] duplicate // calculate the absolute values of bins in the array - only want positive values for (int i = 0; i < 32; i++) { data[i] = sqrt(data[i] * data[i] + im[i] * im[i]); Rdata[i] = sqrt(Rdata[i] * Rdata[i] + Rim[i] * Rim[i]); // COPY the Right low-band (0-15) into the Left high-band (16-31) for display ease if (i < 16) { data_avgs[i] = data[i]; } else { data_avgs[i] = Rdata[i - 16]; } // Remap values to physical display constraints... that is, 8 display custom character indexes + "_" data_avgs[i] = constrain(data_avgs[i], 0, 9 - gain); //data samples * range (0-9) = 9 data_avgs[i] = map(data_avgs[i], 0, 9 - gain, 0, Yres); // remap averaged values } Two16_LCD(); decay(1); } void Two16_LCD() { lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("L"); // Channel ID replaces bin #0 due to hum & noise lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("R"); // ditto for (int x = 1; x < 16; x++) { // init 0 to show lowest band overloaded with hum int y = x + 16; // second display line if (data_avgs[x] > peaks[x]) peaks[x] = data_avgs[x]; if (data_avgs[y] > peaks[y]) peaks[y] = data_avgs[y]; lcd.setCursor(x, 0); // draw first (top) row Left if (peaks[x] == 0) { lcd.print("_"); // less LCD artifacts than " " } else { lcd.write(peaks[x]); } lcd.setCursor(x, 1); // draw second (bottom) row Right if (peaks[y] == 0) { lcd.print("_"); } else { lcd.write(peaks[y]); } } debugLoop++; if (DEBUG && (debugLoop > 99)) { Serial.print( "Free RAM = " ); Serial.println( freeRam(), DEC); Serial.println( millis(), DEC); debugLoop = 0; } } int freeRam () { extern int __heap_start, *__brkval; int v; return (int) &v - (__brkval == 0 ? (int) &__heap_start : (int) __brkval); } void decay(int decayrate) { int DecayTest = 1; // reduce the values of the last peaks by 1 if (DecayTest == decayrate) { for (int x = 0; x < 32; x++) { peaks[x] = peaks[x] - 1; // subtract 1 from each column peaks DecayTest = 0; } } DecayTest++; }
