ᐅ Индикатор уровня аудио сигнала

2018-07-27 в 13:48 (последнее изменение 2020-03-02 в 23:39)

Представляю вашему вниманию индикатор уровня аудио сигнала, так называемый VU Meter. Работает он на платформе Arduino и LCD индикаторе ST7920. Ранее я уже знакомил вас со способом вывода картинки на такой дисплей. Теперь же немного усложним задачу.

Подготовка фонового рисунка

Фоном у нас считается шкала индикатора. Рисуем его, как и в предыдущем примере работы с индикатором, в Paint. Распечатываем пример обычных индикаторов и просто срисовываем. Да, попиксельно.

шкала индикатора аудио сигнала

Итоговый фон получается таким.

шкала индикатора arduino

Разработка программного кода

Картинку преобразовываем в код по инструкции, которую указывал вначале. Сложная задача здесь заключается в построении стрелки индикатора уровня. Необходимо, чтобы она изменяла свое положение в зависимости от уровня аудио сигнала. Здесь основной строкой является рисование линии "u8g.drawLine". Эта линия постоянно "прыгает" по дисплею. С помощью определенных математических функций мы ей задаем места, куда нужно "прыгать", то есть места, где она начинается и где заканчивается. Вот как раз эти значения и меняются относительно уровня звука. В итоге общий код получается таким.

Код

#include "U8glib.h"

U8GLIB_ST7920_128X64_1X u8g( 13, 11, 10);

int analogInput = A0;                 // analog input for outside audio source
int hMeter = 65;                      // horizontal center for needle animation
int vMeter = 85;                      // vertical center for needle animation (outside of dislay limits)
int rMeter = 80;                      // length of needle animation or arch of needle travel

const int sampleWindow = 50; // sample window width in mS (50 mS = 20Hz)
unsigned int sample;

static unsigned char VUMeter[] {
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xF0, 0x01, 0x00, 0x0F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xC0, 0x07, 0x10, 0x00, 0x00, 0x10, 0xC0, 0x01, 0x00, 0x3C, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0xC0, 0x1C, 0x00, 0x04, 0x10, 0x00, 0x00, 0x10, 0x20, 0x02, 0x00, 0x40, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x80, 0x22, 0x00, 0x02, 0x10, 0x00, 0x00, 0x10, 0x20, 0x02, 0x00, 0x40, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x80, 0x22, 0x00, 0x02, 0xF0, 0x01, 0x00, 0x0E, 0x20, 0x02, 0x00, 0x40, 0x80, 0x0F,
0x3C, 0x0E, 0x80, 0x22, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x10, 0x20, 0x02, 0x00, 0x38, 0x80, 0x00,
0x40, 0x11, 0x80, 0x22, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x10, 0x20, 0x02, 0x00, 0x40, 0x80, 0x00,
0x40, 0x11, 0x80, 0x22, 0x80, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x10, 0x20, 0x02, 0x00, 0x40, 0x80, 0x00,
0x40, 0x11, 0x80, 0x22, 0x80, 0x00, 0xF0, 0x00, 0x00, 0x0F, 0x20, 0x02, 0x00, 0x40, 0x80, 0x0F,
0x38, 0x11, 0x80, 0x22, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xC0, 0x01, 0x00, 0x3C, 0x00, 0x08,
0x04, 0x11, 0x80, 0x1C, 0x00, 0x00, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0xE0, 0x1F, 0x00, 0x00, 0x08,
0x04, 0x11, 0x00, 0x00, 0xE0, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xF3, 0xFF, 0x03, 0x00, 0x08,
0x04, 0x11, 0x00, 0xE0, 0xFF, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF, 0xF9, 0xFF, 0x3F, 0x80, 0x07,
0x7C, 0x0E, 0x00, 0xFF, 0x1F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xF8, 0xFF, 0xFF, 0x03, 0x00,
0x00, 0x00, 0xF0, 0x1F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xF8, 0xFF, 0x1F, 0x00,
0x00, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x7F, 0x00,
0x00, 0xE0, 0x0F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xF0, 0xFF, 0x01,
0x00, 0xF8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0xFF, 0x07,
0x00, 0x1F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFC, 0x0F,
0x80, 0x07, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xF0, 0x1F,
0xC0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xC0, 0x3F,
0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x3F,
0x30, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x3F,
0x18, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x08, 0x30, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1C,
0x08, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x08, 0x30, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x0C, 0x30, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x0C, 0x30, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0C, 0x06, 0x30, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1C, 0x07, 0x30, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x18, 0x03, 0x30, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xB0, 0x01, 0x30, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xB0, 0x01, 0x30, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xE0, 0x00, 0x30, 0x60, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xE0, 0x00, 0xE0, 0x3F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00, 0xC0, 0x1F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x08,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x08,
0x7C, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x3E,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x08,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x08,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x08, 0x00, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x08, 0x00, 0x02, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x3E, 0x3C, 0x3A, 0x3A, 0x3C, 0x3A, 0x3C, 0x5C, 0x3C, 0x00, 0x3A, 0x42, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x08, 0x42, 0x46, 0x46, 0x42, 0x46, 0x42, 0x22, 0x42, 0x00, 0x46, 0x42, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x08, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x40, 0x22, 0x42, 0x00, 0x02, 0x42, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x08, 0x7E, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x7C, 0x22, 0x7E, 0x00, 0x02, 0x42, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x08, 0x02, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x1C, 0x02, 0x00, 0x02, 0x42, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x08, 0x02, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x04, 0x02, 0x00, 0x02, 0x42, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x08, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x46, 0x62, 0x3C, 0x42, 0x18, 0x02, 0x62, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x30, 0x3C, 0x42, 0x42, 0x3C, 0x3A, 0x5C, 0x42, 0x3C, 0x18, 0x02, 0x5C, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x00, 0x42, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x00, 0x3C, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
};

void setup(void) {
pinMode(analogInput, INPUT);
}

void loop(void) {
unsigned long startMillis = millis(); // start of sample window
unsigned int PeaktoPeak = 0; // peak-to-peak level
unsigned int SignalMax = 0;
unsigned int SignalMin = 1024;
while ( millis() - startMillis < sampleWindow ) {

sample = analogRead(analogInput);
if (sample < 1024) {

if (sample > SignalMax) {

SignalMax = sample; // saves just the max levels
}

else if (sample < SignalMin) {

        SignalMin = sample;                                // saves just the min levels
      }
    }
}

PeaktoPeak = SignalMax - SignalMin; // max - min = peak-peak amplitude
float MeterValue = PeaktoPeak * 330 / 1024; // convert volts to arrow information

MeterValue = MeterValue - 34;                            // shifts needle to zero position
// refresh display for next step
u8g.firstPage();
do {
    u8g.drawXBM(0, 0, 128, 64, VUMeter);       // draws background
    int a1 = (hMeter + (sin(MeterValue / 57.296) * rMeter)); // meter needle horizontal coordinate
    int a2 = (vMeter - (cos(MeterValue / 57.296) * rMeter)); // meter needle vertical coordinate
    u8g.drawLine(a1, a2, hMeter, vMeter);         // draws needle
} while ( u8g.nextPage() );
}

С таким дисплеем есть один нюанс. Как таковой очистки дисплея (на подобии clear.display()) здесь нет. Чтобы картинка отображалась, нужно размещать команды внутри такого блока:

Код

u8g.firstPage();
do {
команды_на_отображение_пишем_здесь
} while ( u8g.nextPage() );

Как сделать: http://tehnopage.ru/indikator_urovnua_audio_signala

Публикация от @ tehnopage.ru 27 Июл 2018 в 3:37 PDT

Посмотрите еще эти статьи
Управляем вытяжкой на кухне пультом от телевизора на Arduino
Детектор микронаушников
Вывод картинки на дисплей 128x64
Вывод различных данных на дисплей LCD 128x64
Ethernet shield w5100 таймер включения на веб странице
Подключение датчиков газа и дыма серии MQ к Arduino

Не пропустите обновления! Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте.
Так же у нас есть Telegram канал.
Вам понравился наш материал? Поделитесь с коллегами!

Просмотров: 7859. Оценка статьи: 5.0 из 5. Уже оценило 2 читателя

Об авторе - Администратор

More by Администратор

Разборка аккумулятора радиостанции Motorola P040 2016-03-07 6146	Работа с Ethernet Shield W5100 на примере метеостанции. Часть 3 2015-10-26 22233 1
Ethernet shield w5100 регулятор мощности на веб странице 2015-12-13 41274 30	Тренировочный телеграфный ключ "Морзе" 2017-02-02 4412 2
Регулятор нагрузки для дрели 2011-05-09 5383	Не работает подсветка LCD I2C 2021-07-14 2987
Ремонт ключа Smart 2017-12-17 3472	Замена элементов аккумуляторной батареи FNB-83 в Yaesu FT-60R, FT-250, FT-270, VX-120, VX-170. 2013-09-28 10012
Сравнение китайских кримперов SN-28B и SN-2549 2021-12-23 1816	Ремонт дозиметра Сосна Анри-01 2015-02-18 8738

Всего комментариев: 0

Визуалиация уровня аудио сигнала на LCD дисплее и Arduino

Подготовка фонового рисунка

Разработка программного кода

Об авторе - Администратор