Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

  • Магазины Китая
  • BANGGOOD.COM
  • Сделано руками
  • Аудиотехника
  • Пункт №18

Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня обзор кита LED спектроанализатора с 132 светодиодами и прозрачным корпусом. Я уже применял ретро стрелочные индикаторы, а теперь рассмотрим современные светодиодные.

Посылка, упаковка

Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Данный лот продается как с корпусом так и без (разница 2$). Мой вариант с корпусом. Комплектация:Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Слева детали корпуса, справа сам кит спектроанализатора.Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Компоненты к плате, кабель для питания и входного сигнала и динамик 8 Ом и 0,5 Вт. Плата спектроанализатора:Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

Характеристики:

Напряжение питания: 5 В. Вход сигнала: 3,5 мм аудио вход. Кит требует самостоятельной пайки. Размеры корпуса: 108 x 70 x 16 мм Вес: 130 г (с корпусом) 67 г (без корпуса) Комплектный кабель 50 см:Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками С одного конца мини usb для платы, с другого конца usb для питания 5 В и джек 3,5 мм для источника сигнала. Так же кладут раздвоитель входа.

Сканы инструкции

Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Не имея навыков и оборудования для пайки такой мелочи, отдал для пайки специалистам.

Фото пайки

Сделали профессионально. Собранная плата:

  • Собираем корпус:

Основной чип без маркировки. Детали вырезаны на лазере из акрила (оргстекла? монолитного поликарбоната?) и покрыты защитной пленкой. Так же предусмотрены четыре винтика М2 с гаечками.

Дополнительная информация

Эту пленку отдирал минут 10, а собрал корпус за минуту, технология «шип в паз» удобно.

    Все отверстия на своем месте: Впаивать динамик я не стал, так как спектроанализатор хочу использовать для бумбокса. Протестируем на портативной колонке, источник смартфон: Единственной кнопкой сзади переключается режимы индикации: длинное нажатие другой режим анализа, короткое нажатие скорость отображения.

    Цветные иероглифы режимов

    По правде сказать великой разницы в режимах нет. Висящих пиков пиков увы нет. Первый режим по умолчанию и самый адекватный и приятный глазу. По потребляемому току непонятки:

    Белый доктор показывает 0 А, значит менее 50 мА. Котэ понравилось светопредставление: Ролики демонстрирующие работу: Хочу применить этот спектроанализатор для нового бумбокса: Видимая часть хорошо впишется в алюминивый профиль 85 мм. Спасибо за внимание! Удачных конструкций!

    Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

    Планирую купить +15 Добавить в избранное Обзор понравился +58 +74

    Источник: https://mysku.ru/blog/china-stores/48874.html

    Дифракционные решетки. Самодельный спектроскоп или как определить спектр источника света?

    Для исследования спектральных свойств (регистрации спектра) различных источников света применяются спектральные приборы — спектроскопы, спектрографы и спектрометры. Спектроскоп (англ. spectroscope) предназначен для визуального наблюдения спектров, спектрограф (англ.

    spectrograph) — для фотографирования спектров, спектрометр (англ. spectrometer) — для определения положения отдельных спектральных линий или регистрации спектра в виде кривой.

    Вот как эти термины трактуются в «Словаре иностранных слов» , изданном в Москве в 1954 году:

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    • Как же сделать спектроскоп своими руками?
    • Дифракционные решетки — естественные и искусственные

    Одним из способов наблюдения спектрального состава света является использование дифракционной решетки, представляющей собой поверхность, на которую нанесено большое число регулярно (через шаг решетки $b$) расположенных штрихов/щелей/выступов. На дифракционной решетке наблюдается явление дифракции на щели (дифракция Фраунгофера) — отклонения от законов геометрической оптики.

    Впервые дифракционную решетку применил Джеймс Грегори (James Gregory), использовавший в качестве решётки птичье перо. Он пропускал через перо солнечный свет и увидел его разложение на составлящие цвета. Также цвета крыльев многих бабочек обусловлены явлением дифракции.

    Искусственную дифракционную решетку площадью 0,5 кв. дюйма впервые создал изобретатель из Филадельфии Дэвид Риттенхаус (David Rittenhouse) в 1875 году — из 50 натянутых волосков (шаг решетки составил 250 мкм), причем он смог наблюдать спектры шестого порядка.

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими рукамиДэвид Риттенхаус

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    На аукционе ebay продаются дифракционные голографические решетки с шагом 1, 2 и 1,88 мкм:Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    DVD как дифракционная решетка

    Но дифракционную решетку можно сделать и самому из … DVD-диска!

    Диск DVD+R (DVD+RW) состоит из двух слоев: оптического (2) и отражающего (1).Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    В DVD-R-диске слои имеют четкую границу между ними и достаточно легко отделяются друг от друга, в отличие от CD-R-диска:Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    В качестве дифракционной решетки (англ. diffraction grating) можно использовать как оптический (на пропускание — прозрачная решетка, англ. transmission grating), так и отражающий (на отражение — отражательная решетка, англ. reflective grating) слои.

    Постоянная такой решетки (шаг между штрихами) для DVD-диска составляет 0,74 мкм (для CD-диска — 1,6 мкм).

    Я вырезал из оптического слоя диска DVD+R фрагмент, получив импровизированную прозрачную дифракционную решетку:Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    1. 5 — пятно нулевого порядка;
      6 — пятна первого порядка
    2. При падении на решетку луча с длиной волны $lambda$ под углом $i$ к нормали решетки максимумы получаются под углами $ heta$, определяемыми соотношением:
      $k lambda = b (sin i + sin heta)$ , где $k$ — порядок спектра, $b$ — постоянная решетки (шаг между штрихами).
      Для случая падения луча света под прямым углом формула преобразуется к виду:
    3. $k lambda = b sin heta$, что для пятна первого порядка дает выражение $lambda = b sin heta$.

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    На расстоянии в 43 см от решетки до экрана расстояние от центрального до крайнего пятна составляет 38,5 см, что соответствует углу 42°.
    Проверка дает угол, равный 46°. Это практически совпадает с экспериментальным результатом!

    • Дифракционные пятна от излучения красного лазера удалены от центрального пятна на большее расстояние, что согласуется с вышеприведенной формулой (длина световой волны красного лазера больше, чем зеленого).
    • Приложив этот фрагмент дифракционной решетки вплотную к камере смартфона, я получил спектрограф:
    • Вот как выглядит на снимке камеры смартфона спектр излучения лампы дневного света:
    • Искривление линий спектра обусловлено кривизной бороздок на поверхности оптического слоя DVD-диска.
    • Вращая импровизированную дифракционную решетку, можно выбрать оптимальный вид и положение спектра.
    • Наблюдавшиеся мной спектры источников света
    • Вот так выглядят спектры различных источников, которые я получил с помощью вырезанного фрагмента оптического слоя DVD+R-диска:
    • спектр солнечного света
    • спектр, как и следовало ожидать, непрерывен во всей видимой области (от фиолетового до красного цветов):
    • спектр солнечного света, отраженного от Луны:
    • спектр пламени спички
    • непрерывный спектр
    • спектры ламп накаливания
    • спектр тоже непрерывен, как и спектр солнечного света:
    • спектры ламп дневного света (люминесцентных ламп)
    • лампа дневного света:
    • при вращении импровизированной дифракционной решетки спектр превращается в полоску, на которой выделяются две линии — в фиолетовой и зеленой области спектра:
      это линии излучения ртути — фиолетовая с длиной волны 435,8 нм и зеленая с длиной волны 546,1 нм
    • спектры КЛЛ (компактных люминесцентных ламп)
    • спектр дискретен (отчетливо видны несколько повторяющихся контуров спирального корпуса лампы):
    • при повороте фрагмента оптического слоя и смартфона контура превращаются в полоски:
    • Колба изнутри покрыта люминофорами, которые под действием ультрафиолетового излучения от разряда в лампе излучают видимый свет (каждый люминофор — в своей полосе спектра, применяются обычно три или четыре люминофора).
    • Вот как выглядит спектр излучения КЛЛ с цветовой температурой 4000 K в крупном масштабе:
      1 — синяя линия
      2 — полоса свечения в синей области спектра
      3 — голубая линия
    • 4 — зеленая линия
    • 6 — красная линия
    • Сравнительная таблица спектров КЛЛ с различной цветовой температурой:

    5 — оранжевая линия
     

    Цветовая температура Спектр
    2700 K (warm white)
    4000 K (cool white)
    6000 K (day white)
    1. спектры светодиодов
    2. спектр «белого» светодиода:
    3. спектр светодиодной лампы:
    4. Сравнительная таблица спектров светодиодных ламп с различной цветовой температурой:
    Цветовая температура Спектр
    2700 K (warm white)
    4000 K (cool white)
    6000 K (day white)
    • спектр расположенных рядом на плате ноутбука индикаторных светодиодов белого и оранжевого цвета:
    • спектр неоновой лампы
    • спектры ламп уличных фонарей
    • Для уличного освещения применяются светильники с лампами:ДРЛ — дуговая ртутная лампа с люминофорным покрытием («Д» — дуговая, «Р» — ртутная, «Л» — люминофорная) (ртутная лампа высокого давления, РЛВД) (англ. HPL-N, HQL) — излучает белый свет, требуется пускорегулирующая аппаратура (ПРА)ДРВ — дуговая ртутная лампа с вольфрамовой нитью внутри («Д» — дуговая, «Р» — ртутная, «В» — вольфрамовая), чем отличается от ДРЛ (наличие вольфрамовой нити приводит к возникновению бареттерного эффекта, что стабилизирует ток лампы) — излучает тепло-белый свет (цветопередача лучше, чем у ДРЛ)
    • Выглядят лампы ДРВ и ДРЛ вот так:
    • А вот вид фонаря с такой лампой:

    В лампах ДРЛ и ДРВ разряд излучает зеленый и ультрафиолетовый свет, а люминофор, которым покрыта колба, излучает под действием ультрафиолета красный свет. Сочетание этих цветов дает белый цвет.

    1. ДНаТ — дуговая натриевая трубчатая лампа («Д» — дуговая, «На» -натриевая, «Т» — трубчатая) (натриевая лампа высокого давления (НЛВД)) (англ. HPS) — излучает желтый свет (но в отличие от ДРЛ не имеет пика в красной и ультрафиолетовой областях спектра)
    2. Выглядят лампы ДНаТ так:
    3. Вот такая лампа смонтирована в одном из уличных фонарей:
      Сейчас такие лампыы чаще всего используются для уличного освещения.
    4. А вот как выглядит ее спектр:
    5. Спектр этой лампы дискретный, с явным преобладанием красно-желто-зеленой области спектра
    6. Вот так выглядит полученный мной спектр такой лампы в крупном масштабе:
      1 — синяя линия
      2 — синяя линия
    7. 3 — голубая линия около 470 нм
    8. 5 — зеленая линия около 570 нм

    4 — голубая линия около 495 нм
    6 — желтая линия с полосой поглощения около 595 нм
    7 — красная линия (около 630 нм)

    • Полученная картина спектра обладает хорошей линейностью:
    • А вот спектры еще некоторых таких ламп:
    • Как видно, здесь наблюдается такая же структура спектра.
    • ДРИ — металогалогенная (МГЛ) лампа — («Д» — дуговая, «Р» — ртутная, «И» — с излучающими добавками), в ртутные пары добавляется галогенид металла — излучает холодно-белый свет (хорошая цветопередача, но существенный пик в синей области спектра), требуется пускорегулирующая аппаратура (ПРА)
    • Выглядят лампы ДРИ так:
    • спектр искрового разряда
    • Вот как выглядит спектр искрового разряда в разряднике моей катушки Тесла:
    • Иногда можно увидеть и спектр второго порядка, например, для солнечного света:
    • Также интерес представляет прохождение света через полупрозрачную среду, например, цветной целлофан.
    •  Конструкция DVD-спектроскопа
    • Для расщепления спектра света используют либо призму (в старых спектроскопах), либо дифракционную решетку (в новых).
    • Вот так выглядит конструкция спектроскопа, работающего на пропускание:
    • 1 — корпус
      2 — щеки щели
      3 — щель
      4 — прозрачная дифракционная решетка
    • 5 — смотровое отверстие
    • А вот так устроен спектроскоп, работающий на отражение (англ. reflection spectroscope):
    • 1 — корпус
      2 — щеки щели
      3 — щель
      4 — отражающая дифракционная решетка
    • 5 — смотровое отверстие
    • В качестве корпуса рекомендуется использовать почтовую коробку (среднего или малого размера), коробку из-под обуви, упаковка из-под овсянки.
    Читайте также:  Пробник электрических цепей своими руками!

    Для щек щели рекомендуется использовать либо визитные карточки, либо половинки лезвия. Чем шире щель, тем более расплывчатым будет спектр, чем уже — тем меньше будет яркость спектра. Рекомендуется ширина 0,2 мм.

    1. Для светоизоляции корпуса рекомендуется использовать алюминиевую фольгу или ленту.
    2. На аукционе ebay продается вот такой Diffraction Grating Spectroscope Kit:
    3. Перья птиц как дифракционные решетки
    4. Перо птицы имеет настолько тонкую структуру, что может выступать в роли дифракционной решетки.
    5. Структура птичьего пера показана в энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона:s — стержень; a — бородки; st — бородочки
    6. Переплетение бородочек и образует дифракционную решетку.
    7. Перо №1
    8. Я извлек перо из перьевой подушки.
    9. Вот так выглядит структура этого перышка под моим микроскопом из веб-камеры (видны стержень, несущий опахало из бородок (лучей первого порядка) и бородочек (лучей второго порядка)):
    10. Направив луч зеленой лазерной указки с длиной волны $lambda$ 532 нм на это перо, я увидел дифракционную картину:

    На расстоянии в 60 см от пера до экрана расстояние от центрального пятна до пятна первого порядка составило 1 см, что соответствует углу $ heta$ 0,95°.
    Таким образом, период дифракционной решетки пера $b = {lambda over {sin heta}}$ составляет 32 мкм.

    • Перо №2
    • Второе перо мы нашли в саду:
    • Вот структура пера под моим микроскопом из веб-камеры (1 — светлая область, 2 — темная область):
    • Направив луч зеленой лазерной указки с длиной волны $lambda$ 532 нм на это перо, я увидел дифракционную картину:
      1 — пятно от луча лазера без дифракции;
    • 2 — дифракционная картина

    На расстоянии в 19 см от пера до экрана расстояние от центрального пятна до пятна первого порядка составило 0,7 см, что соответствует углу $ heta$ 2,1°.
    Таким образом, период дифракционной решетки пера $b = {lambda over {sin heta}}$ составляет 15 мкм.

    1. Радуга
    2. Радуга — сложное оптическое явление, в котором проявляются эффекты как дисперcии, так и дифракции.
      Часто наблюдаются основная (1) и вторичная (2) радуги:
    3. Явление радуги объясняетcя совместным действием преломления и дифракции на беспорядочно расположенных шарообразных капельках воды.
    4. Интересные ссылки

    http://www.pl.euhou.net/docupload/files/Excersises/WorldAroundUs/Diffraction/Diffraction_on_bird_feather1.doc — описание опытов с дифракцией на птичьих перьяхhttp://astro.u-strasbg.fr/~koppen/spectro/mk4e.html — описание построения работающего на пропускание CD-спектроскопаhttp://www.inpharmix.com/jps/CD_spectro.html — описание построения спектрографов из дисков и ПВХ-труб
    журнал «Юный техник» №5 за 2011 год — описана конструкция спектроскопа, работающего на отражение

    Продолжение следует

    Источник: https://acdc.foxylab.com/spectr

    Спектральный анализ в домашних условиях

    Друзья приближается вечер пятницы, это прекрасное интимное время, когда под покровом манящего сумрака можно достать свой спектрометр и всю ночь, до первых лучей восходящего солнца мерить спектр лампы накаливания, а когда взойдет солнце померить и его спектр.

    Как у вас все еще нет своего спектрометра? Не беда пройдемте под кат и исправим это недоразумение. Внимание! Данная статья не претендует на статус полноценного туториала, но возможно уже через 20 минут после её прочтения вы разложите свой первый спектр излучения. Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Человек и спектроскоп

    Я буду повествовать вам в том порядке, в котором проходил все этапы сам, можно сказать от худшего к лучшему. Если кто-то нацелен сразу на более ли менее серьезный результат, то половину статьи можно смело пропустить. Ну а людям с кривыми руками (как у меня) и просто любопытным будет интересно почитать про мои мытарства с самого начала.

    В интернете гуляет достаточное количество материалов о том, как собрать спектрометр/спектроскоп своими руками из подручных материалов. Для того чтобы обзавестись спектроскопом в домашних условиях, в самом простом случае понадобится совсем не много — CD/DVD болванка и коробка.

    На мои первые опыты в изучении спектра меня натолкнул этот материал — Спектроскопия

    Собственно благодаря наработкам автора, я собрал свой первый спектроскоп из пропускающей дифракционной решетки DVD диска и картонной коробки из под чая, а еще ранее до этого мне хватило плотного куска картона с прорезью и пропускающей решетки от DVD болванки. Не могу сказать, что результаты были ошеломляющие, но первые спектры получить вполне удалось, чудом сохраненные фотографии процесса под спойлером Фото спектроскопов и спектраСамый первый вариант с куском картона Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Второй вариант с коробкой из под чаяСпектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками И отснятый спектр Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Как вариант можно сделать по другому, использовать отражающий слой или использовать спичечный коробок и лезвия.

    От спектроскопа к спектрометру

    Ну что же предположим, что вы уже посмотрели на спектры всего, что светиться в вашем доме. Возникает логическое развитие ситуации. Как же теперь исследовать то, что получили?

    Тут нам опять-таки на помощь придут сразу несколько вариантов.

    Первым, что я нашел по тематике спектрального анализа, оказалась разработка зарубежного ученого — «Cell Phone Spectrophotometer», которая предлагает в качестве спектрометра использовать собранный спектроскоп, камеру мобильного телефона и написанное автором бесплатное ПО Интересная система, но ввиду отсутствия компонентов под рукой, саму систему я собирать не стал, а воспользовался только ПО и заранее отснятыми спектрами.

    Как ни странно, но использование ПО (CellPhoneSpec.exe), вызвало у меня и у коллеги некоторые затруднения, по большей части эмпирически я разобрался, как оно работает, до сих пор надеюсь, что понял правильно, в любом случае даже если и нет, то в конце статьи я приведу вариант, который железно работает. Ну а пока немного о CellPhoneSpec. Моя инструкция больше похожа на пляски с бубном, но все же. Для работы с программой нам понадобиться образец полного спектра и фото отснятого опытного спектра ну а дальше по порядку: 0) Желательно для удобства положить все фото в одну папку к .exe файлу программы 1) Открываем программу, в поле reference выбираем картинку с образцом полного спектра, в поле sample выбираем фото образца 2) Кликаем на крайний синий участок reference всплывает диалог – выбираем “blue end”, кликаем на красный конец спектра и выбираем “red end” соответственно, ну и тоже самое проделаем для вкладки с образцом. 3) Казалось бы вот и все давай строй графики, но постоянно выскакивает некая ошибка, Я лечу ее так. В полях spectrum parameters удаляю значения после точки и точку включительно ну допустим делаю из 720.0 просто 720 и жму enter и так для всех значений, после этого в поле sample еще раз выбираю тот же рисунок что подкладывал вначале и после этого о чудо загорается кнопка Make Plot 4) Нажимаем Make Plot получаем графики трех каналов (RGB) и суммарный. Полученные данные можно сохранить в CSV СкриншотВид настроенной программы Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Не могу сказать насколько достоверен данный метод, но полученные графики худо бедно можно коррелировать с моими ожиданиями и с графиками полученными с помощью SpectralWorkbench., но я все же не буду утверждать, что методика описанная мной на 100% верна (в инструкции автора я особо не вникал).

    Самый сок

    Ввиду неуверенности в качестве да и не особого удобства получения результатов спектрального анализа полученных ранее, я обратился за помощью к своему талантливому другу и коллеге DrZugrik

    И этот золотой человек с прямыми руками собрал мне прекрасный спектроскоп.

    За основу он взял разработки проекта PublicLab.org (инструкция по сборке), о котором ранее упоминалось на просторах Хабра

    Единственное для моего удобства, он модифицировал данную конструкцию USB видеокамерой, получилось вот так: фото спектрометраСпектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Автор сего рукотворного чуда просил добавить комментарий: «Простите, синяя изолента кончилась, пришлось взять заграничный аналог» 🙂 Сразу скажу, эта модификация избавила меня от необходимости пользоваться камерой мобильного телефона, но был один недостаток камеру не удалось откалибровать под настройки сервиса Spectral Worckbench (о котором пойдет ниже речь). Поэтому захват спектра в режиме реального времени мне осуществить не удалось, но распознавать уже собранные фотографии вполне. Итак допустим вы купили или собрали спектроскоп по указанной выше инструкции.

    После этого создайте учетную запись в проекте PublicLab.org и переходите на страницу сервиса SpectralWorkbench.org Дальше я опишу вам ту методику распознавания спектра, которой пользовался сам.

    Для начала нам надо будет откалибровать наш спектрометр, Для этого вам будет необходимо получить снимок спектра люминесцентной лампы, желательно — большой потолочной, но подойдет и энергосберегающая лампа. 1) Нажимаем кнопку Capture spectra 2) Upload Image 3) Заполняем поля, выбираем файл, выбираем new calibration, выбираем девайс (можно выбрать мини спектроскоп или просто custom), выбираем какой у вас спектр вертикальный или горизонтальный, чтобы было понятно спектры на скриншоте предыдущей программы — горизонтальные 4) Откроется окно с графиками. 5) Проверяем, как повернут ваш спектр. Слева должен быть синий диапазон, справа — красный. Если это не так выбираем кнопку more tools – flip horizontally, после чего видим, что изображение повернулось а график нет, так что нажимаем more tools – re-extract from foto, все пики снова соответствуют реальным пикам. 6) Нажимаем кнопку Calibrate, нажимаем begin, выбираем синий пик прямо на графике (см. скриншот), нажимаем ЛКМ и открывается всплывающее окно еще раз, теперь нам надо нажать finish и выбрать крайний зеленый пик, после чего страница обновиться и мы получим откалиброванное по длинам волн изображение. Теперь можно заливать и другие исследуемые спектры, при запросе калибровки нужно указывать уже откалиброванный нами ранее график. СкриншотВид настроенной программы Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Внимание! Калибровка предполагает, что вы в дальнейшем будете делать снимки на тот же самый аппарат, который калибровали изменение аппарата разрешения снимков, сильное смещение спектра на фото относительно положения на откалиброванном примере, может исказить результаты измерения. Честно признаюсь я свои снимки слегка правил в редакторе. Если где была засветка, затемнял окружение, иногда немного поворачивал спектр, чтобы получить прямоугольное изображение, но еще раз повторюсь размер файла и расположение относительно центра снимка самого спектра лучше не менять. С остальными функциями вроде макросов, авто или ручной подстройки яркости я предлагаю вам разобраться самостоятельно, на мой взгляд они не так критичны. Полученные графики потом удобно переносить в CSV, при этом первое число будет дробной (вероятно дробной) длинной волны, а через запятую будет усредненное относительное значение интенсивности излучения. Полученные значения красиво смотреться в виде графиков, построенных например в Scilab Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками У SpectralWorkbench.org есть приложения для смартфонов. Я ими не пользовался. поэтому оценить не могу. Красочного вам дня во всех цветах радуги друзья.

    Читайте также:  Гибочное приспособление для изготовления цепей своими руками

    UPD: По просьбе DrZugrik, дополнительно напишу, что вариант с оборудованием SpectralWorckbench является одним из наиболее бюджетных, некоторые дополнительные модули спектрометра для ардуино могут стоить 500 вечно условных единиц.

    Источник: https://habr.com/post/189548/

    Теория и практика сборки десятиполосного спектроанализатора

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Часть 1: Введение в теорию и блок-схема

     I. Основная блок-схема звукового спектроанализатора:     1. Блок-схема:

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Основная блок-схема звукового спектроанализатора

    • 2. Теория:

    Входной сигнал поступает в каждой из фильтров. Фильтры — группа пассивных фильтров. Они лишь передают сигналы  фиксированного диапазона частот и вырезают остальные. Мы можем использовать транзистор и дискретные конденсаторы и резисторы, чтобы сделать активные фильтры, или мы можем использовать операционный усилитель и другие пассивные Элементы. Чем больше фильтров, тем более высокое разрешение частотного спектрального индикатора. Блок индикации используется для отображения уровня сигнала после фильтров. Этот вид блока индикации может быть дискретными устройствами или специальными микросхемами. Чем больше выводов, тем более высокая разрешающая способность индикатора. В вышеупомянутой блок-схеме мы видим, что для каждого фильтра нужнен свой блок индикации, чем больше фильтров (более высокая разрешающая способность), тем больше блоков индикации. Спектральный индикатор получается очень сложным. Чтобы преодолевать этот слабый пункт, мы рассмотрим следующее усовершенствование той блок-схемы:

    II. Блок-схема звукового анализатора спектра с использованием мультиплексного дисплея: 1. Блок-схема:

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Блок-схема звукового анализатора спектра с использованием мультиплексного дисплея

    2. Теория: Преимущество этой блок-схемы — только один блок индикации, независимо от числа фильтров, малое количество соединений подключения индикатора, потому что матрица дисплея — комбинация строк и столбцов. Число столбцов равняется числу фильтров, и число строк — число выводов блока индикации.

    Эта блок-схема также включает фильтры n, выводы фильтров связаны с коммутатором, в каждый период времени к блоку индикации подключен только один фильтр.

    Коммутатором управляет счетчик и декодер, синхронизируя сигнал от генератора прибывает в счетчик и декодер, число выводов счетчика и декодера — n. Выходы декодера также связаны с схемой зажигания столбцов.

    Если частота генератора относительно большая, наши глаза обманывается, и нам кажется, что все столбцы зажигаются одновременно, но фактически, в каждый момент времени только один столбец светится.

    1. Часть 2: Фильтры
    2. I. Знакомство с  фильтрами:

    Как правило, в электронной аппаратуре, если фильтры должны срезать или пропускать какие-либо частоты  часто используют частотные фильтры. Изначально для этого использовали в основном катушки индуктивности L и конденсаторы C. В наше время, с применением ОУ, их низкой ценой и малыми размерами, стало возможным использовать RC фильтры.

    Есть много видов фильтров, типа Баттерворта и Чебышева. Прежде собирать фильтры, мы должны рассмотреть разные виды  фильтров. Выбор фильтра определяет наклон его характеристики. Чем выше порядковый номер, тем более крутой спад.

    Фильтр определяет увеличение шага 6dB на октаву. Самый простой фильтр — фильтр первого порядка, имеет наклон спада 6db/окт. Другие высокодобротные активные фильтры могут иметь более высокие показатели, например, фильтр второго порядка имеет наклон спада 12dB/окт.

    Далее мы представляем в основном полосовые фильтры.

    1. Фильтр нижних частот(ФНЧ):

    Фильтры нижних частот пропускают сигналы с частотами ниже частоты среза и   исключают прохождение сигналов с частотами выше частоты среза.

    АЧХ ФНЧ  Баттерворта имеет довольно длинный горизонтальный участок и резко спадает за частотой среза.

    Переходная характеристика такого фильтра  при ступенчатом входном сигнале имеет колебательный характер. С увеличением порядка фильтра колебания усиливаются.

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Другой часто используемый — фильтр Чебышева. График частотной характеристики показан ниже.

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

              Характеристика фильтра Чебышева спадает более круто за частотой среза. В полосе пропускания она имеет волнообразный характер с постоянной амплитудой.

    Колебания переходного процесса при ступенчатом входном сигнале сильнее, чем у фильтра Баттерворта. Фактические схемы для фильтра Баттерворта и фильтра Чебышева обычно весьма подобны.

    Часто, единственное реальное различие в двух типах фильтра находится в фактических составляющих используемых значениях.

    • 2. Фильтр верхних частот (ФВЧ):
    • Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками 3. Полосно-пропускающие фильтры (ППФ)

    Функционально, Фильтр верхних частот — полная противоположность Фильтра нижних частот. Ниже показаны фильтры  Баттерворта и Чебышева.

    Полосно-пропускающие фильтры (полосовые фильтры, фильтры сосредоточенной селекции) пропускают сигналы с частотами в диапазоне между заданными частотами среза, исключая прохождение сигналов с частотами вне этого диапазона частот. Вообще говоря, активные полосовые фильтры более сложны чем активный Фильтр нижних частот или фильтры верхних частот.

    В некотором смысле, фильтры нижних частот и фильтры верхних частот -разновидность полосовых фильтров. В фильтре нижних частот, более низкая частота среза — в некотором воображаемом пункте ниже 0 Гц.

    Для фильтра верхних частот, верхний конец полосы пропускания определен частотной характеристикой OP-асимметричной-мультипроцессорной-обработки (или другой активный элемент) имел обыкновение строить схему фильтра.

    Полосовой фильтр может быть создан, помещая фильтр нижних частот и фильтр верхних частот последовательно.

    Полосовые фильтры более сложны, потому что они управляют большим количеством переменных так они более универсальный.

    Переменные включают: выгода (K), заказ фильтра (n), сосредотачивает частоту (Fc), и (черно-белая) пропускная способность. Кроме того, другая переменная — качественный фактор Q, полученный из Fc и черно-белый.

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    4. Полосно-заграждающие фильтры (ПЗФ): Полосно-заграждающие (режекторные) фильтры исключают прохождение сигналов с частотами в диапазоне между заданными частотами среза, пропуская сигналы с частотами вне этого диапазона частот.

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    II. Детали о полосовом фильтре: Основной полосовой фильтр показан ниже:

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Схема основного полосового фильтра

    Эта схема может быть cпроектирована для реализации фильтра нижних и средних частот, значение Q может быть до 20, значение Q может быть изменено соотвествующим подбором элементов.

    Согласно схемы, выберите C1 = C2 = С для простого вычисления. Предопределенные параметры — Центральная частота (Fc), усиление (K) и Q. В большинстве случаев, значение Q может быть получено из центральной частоты и пропускной способности полосового фильтра.

    1. Формулы для расчета  R1R2 и R3:
    2. С известными C, R1, R2, R3, мы можем вычислить:
    3. Часть 3. Схема блока индикации
    4. I.Схема блока индикации на дискретных элементах
    5. 1. Схема с использованием транзисторов
    6. 2. Схема на микросхемах

    II. Специализированные микросхемы для блока индикации: 1. AN6884:

    • Схема AN6884:
    • 2. LM 3914:

    LM3914 монолитен, это может управлять 10 LEDs после аналогового входного сигнала. шкала линейная, имеется еще один вход для выбора визуального отображения — точка или полоса. Параметры: DIL 18 выв. РDmax = 1365mW с максимальной температурой 100°C, рабочий диапазон напряжения VCC=3+18V.

    LM3914 используется универсально, ток выходов регулируемый и запрограммированный, нет потребности использовать традиционный резистор для ограничения тока светодиодов. Эта особенность позволяет использовать микросхему с низким напряжением от 3В. LM3914 имеет образцовый источник напряжения 1,25V,  позволяет настройку от 1,2 — 12V и тока через светодиоды в диапазоне 2 — 30mA.

    Назначение выводов:

    — Выв. 2, 3: напряжение питания V-, V +. — Выв. 1, 10-18: выходы. — Выв. 4, 6: делитель напряженя для выхода. — Выв. 7: вывод образцового напряжения. — Выв. 8: подстройка образцового напряжение.

    — Выв. 9: выбор режима визуального отображения. Когда соединяется с выв. 11, светодиоды загораются в точечном режиме, когда соединяется с V + тогда дисплей в режиме полосы.

    1. Схема подключения  LM3914

    Часть 4: Звуковой спектроанализатор I. Блок-схема, вычисление параметров: В этом проекте, звуковой спектроанализатор имеет 10 частотных полос, 10 уровней амплитуды сигнала. Использовано мультиплексное отображение.

    • Блок-схема звукового спектроанализатора
    • 1. Фильтр и блок коммутации

    Сигнал от входа поступает одновременно на все фильтры, сигналы от выходов тех фильтров поступают на электронный коммутатор.  В одим момент времени только один фильтр подключен к блоку индикации.  

    2. Генератор, счетчик, драйвер и блок индикации

    3. Подключение матрицы светодиодов.

    Этот блок является самым простым. Это — матрица строк и столбцов. На пересечении строки и столбца подключен светодиод.  

    II. Расчеты:   1. Фильтр и коммутатор:

         a. Фильтр

    Частоты фильтров 20Hz, 30Hz, 60Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz, 2KHz, 4KHz, 8KHz, 16KHz, 20KHz….. В другом более простом аудио спектроанализаторе, мы можем видеть, что частоты центра фильтров — только 5 частот, в некоторых профессиональных типах, число частот центра до 10, 15, 16, 32… и конечно выше число частот центра, где более высокое качество схемы.

    Вообще, центральные частоты различны, следуют правилам Октавы (удвоенной частоты), что связано с  гармонической обработкой. Этот вопрос имеет сильное влияние к точности, качество полифоний, типа концерта со многими приборами.

    Например: обычно мы можем различить — узел в той же самой Октаве гитары и фортепьяно, потому что harmonics в более высоких октавах стандарта — узел, который мы можем отличить в двух приборах.

    Мы можем описать некоторые частоты, которые могут получить некоторые приборы:

    Источник: http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=742

    Простой спектроанализатор звука

    Наверняка вы не раз видели в магнитофонах или музыкальных центрах красивые  световые столбики, прыгающие под такт музыки. Называется данное устройство — спектроанализатор звука. Именно об изготовлении  такого устройства своими руками я и расскажу в данной статье.

    Основой устройства являются микросхемы AN6884 (можно и транзисторы, но их понадобится много и эффект будет хуже, а чувствительность ниже). Вот схема включения микросхемы:

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    В качестве индикаторов применены светодиодные линейные шкалы или обычные светодиоды. Если использовать линейные шкалы, то печатную плату вряд ли удастся сделать, лучше использовать готовую макетную плату. На одной стороне разместить индикаторы, с другой — всё остальное.

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Для первой схемы: вместо пятиразрядной AN6884 можно использовать любые аналогичные индикаторы уровня сигнала с соответствующими им схемами включения. Резистор R подбирается в зависимости от напряжения питания (от 50 Ом, при 7В до 100 Ом, при 12В).

    Можно использовать схему с транзисторами. Для второго варианта схемы используются транзисторы типа КТ315 или КТ3102, диоды 1n4148 или КД522. Для регулировки уровня перед фильтром устанавливаются подстроечные резисторы на 100кОм, как на первой схеме. При слабом уровне сигнала придётся использовать предусилитель.

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Для каждого столбика необходима одна микросхема (или несколько транзисторов в зависимости от количества светодиодов в столбце) и фильтр для выделения определённой частоты. Количество столбиков может быть любым, только придётся подбирать фильтры для каждого. Примеры фильтров:

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Низкочастотный фильтр обычно ставится слева, высокочастотный справа. Вы можете поэкспериментировать с подбором фильтров, изменяя ёмкости конденсаторов и сопротивления. Для низкочастотного фильтра вместо конденсаторов и резисторов можно использовать катушку индуктивности (около 500 витков тонкого провода). Настройка производится регулировкой подстроечных резисторов.

    Читайте также:  3d-фото своими руками

    Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками Спектроанализатор в прозрачном корпусе своими руками

    Скачать список элементов (PDF)

    Источник: https://cxem.net/sound/light/light50.php

    Создание прозрачного корпуса своими руками

    Итак, года полтора назад, мне впервые попался на глаза прозрачный корпус Clear Tech, или уж не помню точно, как он там назывался. С тех пор у меня появилась смутная мысль, что неплохо и мне сделать нечто подобное.

    Ещё раз, внимательно его осмотрев, я понял, что о повторении не может быть и речи, тем более, что мои финансовые возможности сильно ограничены. Поэтому я создал свой конструктив, возможно не такой эффектный, но вполне жизнеспособный, и к тому же пригодный для повторения.

    Об этом можно говорить с полной уверенностью, поскольку начав делать один корпус, я сделал их три штуки, их названия вынесены в заголовок.

    Оговорюсь, что ребятам, не державшим в руках штангельциркуль, вряд ли ли стоит браться за подобную конструкцию, возможно, стоит для начала попрактиковаться и попробовать создать нечто попроще, типа вот такого светильника.

    Только для того, чтобы научиться резать и клеить оргстекло. Об этих простейших операциях я писать пожалуй не стану, т.к. это неоднократно делалось до меня.

    В общем-то, судите сами — сделать такой корпус достаточно просто.

    При его изготовлении, я не рисовал чертежей, так как оргстекло я не покупал в магазине (это достаточно дорогая вещь), а подыскивал его у себя на работе (ну к примеру лист красного плекса, которого хватило на весь корпус КTП-5 ROUGE, обошелся мне в бутылку водки), но отсюда вытекала дополнительная трудность — мне надо было всё время учитывать разную толщину оргстекла, чтобы в целом всё выглядело достаточно аккуратно.

    Итак, для начала нужно иметь материал для боковых и задних стенок, для боковых, достаточно больших стенок, не стоит брать оргстекло тоньше 5 мм, задняя стенка, должна быть не менее 8 мм толщины. Дальше можно приступать к изготовлению верхней и нижней крышки. Нижняя крышка вырезана из 10 миллиметрового оргстекла, верхняя — 6мм.

    Обе крышки должны быть абсолютно одинаковыми, естественно сперва я сделал толстую нижнюю крышку, а по ней подогнал более тонкую верхнюю. Если есть возможность, лучше отфрезеровать обе крышки за один проход. Далее 4 вертикальных стойки. Они также вырезаны из 10 миллиметрового плекса, в нижней части каждой, два отверстия с резьбой М3, в верхней части, одно отверстие М3.

    Передние стойки я просверлил под обрез крышек, задние стойки с отступом, для задней стенки, которая тоже сделана из 10 мм оргстекла, так как несет на себе тяжелый блок питания. Должен сказать, что мне не попадалось оргстекла, толщина которого выражалась бы столь круглыми цифрами, как 6 и 10. На самом деле, везде размер толщины, шел с десятыми и сотыми долями, например 6,35 и 10,2.

    Так что, принцип, семь раз отмерь, один раз отрежь, действует здесь на 100%.

    После того как эти 6 деталей свинчены, я сразу привинтил к нижней крышке пластиковые ножки, чтобы лишний раз не царапать нарождающийся корпус. Каркас готов, и можно сказать, что треть дела сделана.

    Конечно остается достаточно большая работа, но с этого момента всё что делается, делается наглядно. Делаем заднюю стеночку, её размеры, если следовать вышеприведенному чертежику — 470х(140-минус удвоенная толщина боковой стенки). Т.е.

    если боковые стенки сделаны из плекса 6,35мм, то ширина задней крышки 140-(6,35х2)=127,3.

    Стоит пожалуй сразу сказать пару слов о размерах. Эти размеры не являются, чем-то супер-рациональным, я взял их почти с потолка. И как видно на фотографиях, они с легкостью могут быть изменены.

    Итак задняя стенка. С её общими размерами мы определились, её уже можно привинчивать на её законное место, но это ещё не всё, ведь задняя стенка несет множество функциональных нагрузок. На этом этапе приходит черед материнской платы. Она установлена на куске оргстекла размером 600х290х4.

    Этот кусок плекса закреплен на внутренних сторонах вертикальных стоек четырьмя винтами М3. Здесь не требуется большой точности, и толщина этого куска большой роли не играют. Но дальше потребуется действовать предельно внимательно.

    У современных материнок в среднем 9-12 крепежных отверстий, я нарезал такое-же количество количество кусочков оргстекла размером 10х10х8, в центре каждого отверстие с резьбой М3. Короткими винтиками М3 привинчиваем эти кусочки к материнской плате, естественно, винты со стороны деталей, плекс с гладкой стороны.

    В дальнейшем остается только аккуратненько намазать эти кусочки плекса клеем изготовленным из опилок того же плекса, размоченного в дихлорэтане и приклеить на место.

    Из старого корпуса компьютера я выпилил часть задней стенки с решеточкой для установки плат расширения. Вставляем в два крайних разъема мамы две любых платы, закрепляем на них решеточку и …теперь наступает черед дихлорэтана.

    Свинченный до этого каркас, плюс привинченную к нему заднюю стенку, а также заранее установленную в этом каркасе, с учетом дальнейшей установки блока питания, полосу плекса (600х290х4) — весь этот конструктив кладем на бок.

    А затем берем материнку, на которой установлены платы и решеточка, с уже привинченными к ней кусочками плекса, смазываем их дихлорэтановым клеем и приклеиваем всё это на 4-ех миллиметровую полосу плекса, с таким расчётом, чтобы решеточка встала вплотную к задней стенке.

    Поскольку задняя стенка прозрачная, то не составит особого труда аккуратно разметить отверстия в ней. Чтобы лишний раз не царапать оргстекло, я пользовался тонким фломастером. Впоследствии его следы можно стереть спиртом. Дальше — дело техники: высверливаем, выпиливаем, кромки выравниваем шабером.

    Остается проделать точно такие же манипуляции с блоком питания, и задняя стенка готова. На моих корпусах, правда есть ещё кое-какие мелочи: вентилятор, разъемы питания, разъемы для колонок, но все эти детали имеют второстепенное значение.

    Их установка не представляет особой сложности и я упомянул о них только ради соблюдения объективной реальности.

    Ну, надеюсь я изложил процесс изготовления задней стенки достаточно доходчиво, но на всякий случай привожу небольшую иллюстрацию.

    И ещё раз должен сказать, что сделав три корпуса, я убедился, что не существует единых размеров.

    Все металлические вставочки, были от разных корпусов и соответственно имели разные размеры, точно так же и всё три материнских платы имели несколько различную конфигурацию выходных разъемов.

    Дальше надо сделать нечто вроде небольшой этажерки для установки винчестеров и CD-ROM-ов. Я делал эту вещь из расчета установки трех CD-ROM, поэтому, если кого-то это не устраивает, то размеры придется изменить.

    Итак размеры для высокого блока, две стойки для крепления FDD и HDD — 323,5х130х8, в обоих узких торцах я просверлил по три отверстия под резьбу М3.

    К верхней стороне привинчивается донце полочки для CD-ROM-ов — 170х146,5х8, нижний торец будет привернут к 10-ми миллиметровой нижней крышке корпуса.

    Боковые стенки коробочки для CD-ROM сделаны из более тонкого оргстекла — 5мм, они привернуты к торцам к 8-ми миллиметровым верхней и нижней крышке.

    Остается разметить отверстия для крепления CD-ROMов, а также 3-х дюймового дисковода и винчестеров, ну это особого труда не составляет. Зато неожиданно трудной задачей, для меня, стало найти достаточно длинные винтики с дюймовой резьбой, чтобы закрепить винчестеры, через 8-ми миллиметровый плекс. Проблему эту я решил, когда разобрал какой-то старинный принтер.

    И ещё одно. Для жесткости конструкции я приклеил к боковым сторонам ящичка для CD-ROMов небольшие вставочки из оргстекла, они привинчены к вертикальным стойкам винтами М3. В общем-то, в моем конструктиве, получилось больше винтов, чем склеек.

    Вероятно что-то можно было бы упростить, но я стремился к тому, чтобы было максимально удобно, всё разобрать и получить доступ к любой точке корпуса.

    Мне это нужно было, поскольку в моих корпусах кроме самого компьютера, смонтировано ещё несколько приятных мелочей.

    Так, осталось сделать переднюю стенку. Принцип тот же, что и с задней стенкой — вырезаем в размер, закрепляем к передним вертикальным стойкам и обводим фломастером места пропилов для CD-ROMов и флоппика. Ещё на передней панели есть отверстие для индикатора.

    В это отверстие, точно по размеру, я подогнал кусочек плекса другого цвета. Дело это не очень легкое, но потихоньку можно аккуратненько всё подогнать — получается очень эффектно, даже лучше чем на фирменных корпусах.

    Вклеить эту вставочку можно используя медицинский шприц с тонкой иглой, чтобы не наляпать на переднюю панель избытков дихлорэтана.

    Несколько раз я использовал подобный прием, срабатывало практически всегда. Главное не торопясь подгонять вставку, многократно примеряя её на нужное место. И ещё: вставочку лучше не пилить напильником, а с усилием скрести её торцы просто сточенным на наждаке, куском ножовочного полотна.

    Установить кнопочки включения, сброса и прочая, достаточно просто. Я использовал в разных корпусах, разные кнопочки, какие удавалось достать — впаивал их в соответствующую печатную плату, которая впоследствии привинчивалась к держателю из оргстекла. На него же крепится небольшая плата в которую впаяны светодиоды — каждый строго над кнопочкой.

    Держатель установлен между стойками, на которых закреплены винчестеры, то есть он не должен быть по ширине, больше ширины винчестера. Полагаю, что такую достаточно простую деталь, каждый может спроектировать и склеить сам, в соответствии с имеющимся у него кнопочками. И кроме того, кнопочки можно установить не только горизонтально, но и вертикально.

    В общем, с этой стороны никаких трудностей не предвидится. С двумя боковыми стенками тоже всё достаточно просто — надо только вырезать их в размер и закрепить 4-мя винтами М3 к вертикальным стойкам.

    Идеально было бы найти винтики с декоративными головками, но пока мне такие не попались на глаза, хотя я не пожалел времени обойти весь Митинский и Москворецкий рынки.

    Возможно стоило бы сказать несколько слов о электрической части. Вполне вероятно, что я это сделаю, если конечно к этой проблеме, будет проявлен интерес.

    Есть что добавить? Обсуждаем статьи серии «своими руками» в специальной ветке форума.

    1. Андрей Алёхин avalet (at) mail.ru

    2. 13/09.2007

    Источник: https://www.hwp.ru/articles/Sozdanie_prozrachnogo_korpusa_svoimi_rukami/

    Ссылка на основную публикацию