Arduino 制作的音量计

zoologist

根据上一次的LM386的设计【参考1】，以及网上的设计【参考2】，用Arduino做一个音量计。首先，音频从MIC进入，经过LM386的放大后接入到Arduino的模拟输入上，经过 DAC 量化之后显示在 1602上。

电路方面，和【参考1】差别在于我们不再使用喇叭而是直接将放大后的OUT信号接入到 Arduino的A5上。

显示方面，我们使用【参考3】提到的方法来自定义字符充当强度指示。

下面的图片与其说是原理图不如说是连接图更合适

1. 
   
2. 
   
3. //www.lab-z.com
   
4. //在 1602 上显示音量的小程序
   
5. 
   
6. #include <Wire.h>
   
7. #include "LiquidCrystal_I2C.h"
   
8. 
   
9. int value=100;
   
10. 
    
11. // custom charaters
    
12. 
    
13. LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
    
14. 
    
15. //定义进度块
    
16. byte p1[8] = {
    
17.                 0x10,
    
18.                 0x10,
    
19.                 0x10,
    
20.                 0x10,
    
21.                 0x10,
    
22.                 0x10,
    
23.                 0x10,
    
24.                 0x10};
    
25. 
    
26. byte p2[8] = {
    
27.                 0x18,
    
28.                 0x18,
    
29.                 0x18,
    
30.                 0x18,
    
31.                 0x18,
    
32.                 0x18,
    
33.                 0x18,
    
34.                 0x18};
    
35. 
    
36. byte p3[8] = {
    
37.                 0x1C,
    
38.                 0x1C,
    
39.                 0x1C,
    
40.                 0x1C,
    
41.                 0x1C,
    
42.                 0x1C,
    
43.                 0x1C,
    
44.                 0x1C};
    
45. 
    
46. byte p4[8] = {
    
47.                 0x1E,
    
48.                 0x1E,
    
49.                 0x1E,
    
50.                 0x1E,
    
51.                 0x1E,
    
52.                 0x1E,
    
53.                 0x1E,
    
54.                 0x1E};
    
55. 
    
56. byte p5[8] = {
    
57.                 0x1F,
    
58.                 0x1F,
    
59.                 0x1F,
    
60.                 0x1F,
    
61.                 0x1F,
    
62.                 0x1F,
    
63.                 0x1F,
    
64.                 0x1F};
    
65. 
    
66. void setup() {
    
67.                lcd.init();           //初始化LCD
    
68.                lcd.backlight();                 //打开背光
    
69.                                
    
70.                         //将自定义的字符块发送给LCD
    
71.                         //P1 是第一个，P2 是第二个，以此类推
    
72.                 lcd.createChar(0, p1);                         
    
73.                 lcd.createChar(1, p2);
    
74.                 lcd.createChar(2, p3);
    
75.                 lcd.createChar(3, p4);
    
76.                 lcd.createChar(4, p5);
    
77.             //MIC输入放大之后在 A0 输入Arduino   
    
78.                 pinMode(A0, INPUT);
    
79. }
    
80. 
    
81. //显示音量强度
    
82. //从左到右一共有 5 * 16 =80 点,一共是 80+1=81 个状态
    
83. void showprg(int value)
    
84. {
    
85.         //第一行显示当前VU值
    
86.                 lcd.setCursor(0,0);
    
87.                 lcd.print("     VU=");
    
88.                 lcd.print(value);
    
89. 
    
90.                
    
91.                 //移动光标到第二行
    
92.                 lcd.setCursor(0,1);
    
93. 
    
94.         //显示全黑的块
    
95.                 for (int i=1;i<value / 5;i++) {
    
96.                                 lcd.write(4);
    
97.                         } //for (int i=1;i<a;i++)
    
98. 
    
99. 
    
100.                 // drawing charater's colums
     
101.                 // 显示除去全黑块之后的零头
     
102.                 switch (value % 5) {
     
103.                   case 0:
     
104.                         break;
     
105.                   case 1:
     
106.                         lcd.write(0);
     
107.                         break;
     
108.                   case 2:
     
109.                         lcd.write(1);
     
110.                         break;
     
111.                   case 3:
     
112.                         lcd.write(2);
     
113.                         break;
     
114.                   case 4:
     
115.                         lcd.write(3);
     
116.                         break;
     
117.                   } //switch (peace)
     
118. 
     
119.                // 用空格填充剩下的位置
     
120.               for (int i =0;i<(16-value / 5);i++) {
     
121.                 lcd.print(" ");   }
     
122. }
     
123. 
     
124. void loop()
     
125. {
     
126.      //输入的是0-1023，用函数将这个值对应到[0,80]上
     
127.         showprg(map(analogRead(A0),0,1023,0,80));
     
128.                 delay(100);
     
129.               
     
130. }

复制代码

测试方法，在右边用一个手机播放声音，MIC将音频信号转化为电平信号，经过LM386放大后，通过Arduino A5进行量化，最终显示在LCD1602上。




工作视频：



这个还只是一个模型，很粗糙，对于VU的动态显示范围不大，如果想让人类更容易理解需要考虑将现在的线性显示改为非线性的。

另外，工作时我发现比较奇怪的事情，就是如果静音的时候，会显示UV 大约 35左右，但是如果有动态声音播放的时候反而会出现 16 这样值，不清楚原因。

另外的另外，研究了一下前面那个口哨开关的模拟输出。下面是电路图，右下角红色框起来的是模拟输出电路部分



查了一下，发现这种用法是电压跟随器，下图来自【参考4】。


电压跟随器，顾名思义，是实现输出电压跟随输入电压的变化的一类电子元件。也就是说，电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1【参考5】。
多少输入就是多少输出…….这也就是为什么这个模块驱动能力很差带不动喇叭的原因。
参考：

1. http://www.lab-z.com/lm386-with-mic/    LM386 with MIC
2.http://www.arduino-hacks.com/ard ... crophone-condenser/ Arduino VU meter – LM386+electret microphone condenser
3. http://www.lab-z.com/1602progressbar/ 用 1602实现进度条
4. http://www.geek-workshop.com/thread-551-1-1.html LM358双运算放大器
5. http://baike.baidu.com/link?url= ... GxnAYakSmmjM-9nhsz_ 电压跟随器

suoma

谢谢分享学习一下