Spectrum Analyzer mit Intel Edison

7 Schritt:Schritt 1: Einrichten der Platine Schritt 2: Klonierung und Kompilieren Schritt 3: Verbinden mit Edison über SSH Schritt 4: Verdrahtung Schritt 5: Laufen! Schritt 6: Optional Schritt I: Vereinbaren Sie einen Kopfhörer mit breadbord Verbindungen Schritt 7: Optionaler Schritt II: Stellen Sie eine Addierschaltung

Spectrum Analyzer mit Intel Edison

Verwandeln Sie Ihren Intel Edison in einer erstaunlichen Spektrum-Analysator in Ihrem Audio-Anwendungen nutzen zu können!
Mit einigen C Linien und Terminal-Befehle werden Sie in der Lage, Ihr Lieblingslied im Frequenzbereich zu visualisieren oder zeigen die Frequenzen, die Ihre Gitarre Notizen zu verfassen.

Schritt 1: Einrichten der Platine


  1. Um Kompilieren und Ausführen der diskreten Fourier-Transformation und Hilfs Toolkits in unserer Spectrum Analyzer finden Sie aktuelle Yocto Firmware für Intel Edison oder Ubilinux mit MRAA Bibliothek installiert sein enthalten.
    Außerdem muss das Board zu Ihrem Netzwerk und die Annahme von SSH-Verbindungen (Yocto Benutzer, laufen $ configure_edison --setup wenn Sie nicht bereits haben) angeschlossen werden.
    Für Ubilinux Nutzer: Folgen dieses Tutorial von Sparkfun, aber in Schritt "bauen und installieren MRAA", Befehl verwenden:
    $ Cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX: PATH = / usr -DBUILDSWIGNODE = OFF ..
    auf Standard-Installationspfad / usr ändern. Python-Setup ist optional für dieses Instructables.
    Für Yocto Nutzern: einfach zum nächsten Schritt zu gehen. libmraa ist bereits in Ihrem System installiert ist.

Schritt 2: Klonierung und Kompilieren

  1. Spectrum Analyzer mit Intel Edison

    Nimm Kontakt mit deinen Edison Bord über serielle oder ssh und ändern Arbeitsverzeichnis in ausgewählten Ordner, den Spectrum Analyzer Software zu installieren (/ home / YOUR_USER / wird funktionieren).
    Typ:

    $ Git clone https://github.com/renanlino/spectrumAnalyzer-edison.git
    zu meinem GitHub-Repository, um Ihren Edison Platte zu kopieren.
    Nun ändern Arbeitsverzeichnis in das neue Spectrum-edison Ordner und Typ:
    $ Chmod a + x compileFFT.sh && ./compileFFT.sh
    Binaries erzeugen. GCC wird Ihre libmraa Installation verwenden, um die Software zu kompilieren.
    Lesen README.md bei GitHub zu detaillierte Beschreibung der Software-Konfiguration.

Schritt 3: Verbinden mit Edison über SSH

  1. Spectrum Analyzer mit Intel Edison

    Um eine akzeptable Zeichnung Framerate sollten Sie mit Ihrem Edison Platte durch SSH-Schnittstelle zu erhalten. Die serielle Schnittstelle und seine langsame Übertragungsdatenrate wird die Qualität der Ergebnisse zu verringern.
    Dieser Schritt muss auf Ihrem Desktop- oder Notebook vorgenommen werden, nicht in Edison Bord.
    Linux-Benutzer: nur öffnen Sie ein Terminal und geben Sie:
    $ Ssh YOUR_USER_AT_EDISON @ EDISON_IP
    Geben Sie das Passwort für die Anmeldung verwendet Edison und gehen Sie zu Spectrum Analyzer-Ordner.
    Windows-Benutzer: Downloaden und installieren Kitt . Führen Kitt und wählen Sie SSH-Option in Hauptbildschirm. In Host Name Feld Edison Bord IP. In Port den Wert 22, dann auf Öffnen. Geben Sie mit Ihren Login und Passwort für Edison Benutzer und gehen Sie zu Spectrum Analyzer-Ordner.
    >>>> Wichtig! Sie müssen mindestens 130 horizontale Linien, um die Amplitude x Frequency Graph korrekt angezeigt. Maximieren Sie Ihre Fenster der Terminalsitzung, bevor er vor.

Schritt 4: Verdrahtung

  1. Spectrum Analyzer mit Intel Edison

    Das Eingangssignal muss in Analog Pin 0 standardmäßig eingetragen. Sie können analoge Sensoren, Signalgeneratoren, Mikrofone oder Ihrer PC-Soundkarte [1], um elektrische Signale zu analysieren, zu erzeugen.
    Denn jetzt werden wir die verbinden -Ton-Sensor von Grove Starter Kit, aber auch hier: Sie können beliebige analoge Gerät anschließen. Denken Sie daran, Gerätemasse mit Edisons Masse Pin zu verbinden.
    >>>> Wichtig! Bitte beachten Sie, dass Intel Edison Arduino Breakout Board kann negative Signale nicht zu erwerben. Es gibt kein Problem, wenn Sie die Analog Pin mit negativen Spannungen zu ernähren, aber die AnalogRead () von MRAA Bibliothek wird in 0V für jede negative Folge Eingangspegel. Wenn Sie Musikstücke spielen aus Ihrer PC-Soundkarte analysieren möchten, halten Sie diese Notiz in den Sinn: nur positive Teile des Signals betrachtet. Um dieses Verhalten zu korrigieren, einen Offset-Ebene, um Ihren Eingangssignal (überprüfen Sie den optionalen Schritt II lernen, wie man eine Schaltung mit Operationsverstärker zu machen).
    [1] Überprüfen Sie den optionalen Schritt lernen, wie man einen Kopfhörer mit Steckbrett Ausgang zu machen.

Schritt 5: Laufen!


  1. Nach dem Kompilieren und Verkabelungs, lassen Sie uns führen Sie den Spectrum Analyzer! Innerhalb Spectrum-edison Ordner, geben Sie einfach (denken Sie daran, vor dem Fenster zu maximieren):
    # ./bin/fft (Erfordern erhöhten Rechten: melden Sie sich als root oder fügen Sie sudo-Befehl vor)
    Die FFT-Software wird Ihr Terminal-Fenster reinigen und starten Zeichnung der Amplitude x Frequency Graph. Legen Sie einige tolle Musik zu spielen und genießen Sie den Spektrumanalysator!
    Zu stoppen, drücken Sie STRG + C
    >>> Über den Beispielen
    Im ersten Video (Game of Thrones Opening) habe ich das Signal direkt in Analog In Pin mit meinem Kopfhörer mit Steckbrett Drähte (siehe nächster Schritt). In diesem Fall wurden die negativen Anteile des Signals ignoriert.
    In den anderen beiden Videos, die ich meinen Sound-Sensor (ein Mikrofon aus Grove Kit) in der Nähe von Sound-Ausgabe meines Notebook legen und die Terminal-Sitzung zeigt die spektrale Modul von 0 Hz bis ~ 5.1kHz der Spielmusik.
    Erfahren Sie mehr über diskrete Fourier-Transformation mit diesem Wikipedia-Artikel .
    >>> Über maximale Frequenz und Aliasing
    Beachten Sie, dass hörbare Frequenzspektrum geht bis zu 20 kHz, so dass wir die Visualisierung nur ein Teil der "realen Klang". Aber 5 kHz erlauben es uns, die gesamte Sprachspektrum erfassen und ist genug, um eine tolle Wirkung bekommen :)
    Die maximale Frequenz hängt nur von der Abtastrate ( lesen Sie mehr über Nyquist Abtasttheorem ). In Intel Edison die Abtastrate zu 10.2kHz, und es gibt keinen Weg, um es zu verbessern mit MRAA.
    In diesen drei Videos habe ich nicht einen Tiefpassfilter verwendet, um die Vermeidung von Aliasing -Effekt. Aber ich stark empfehlen, dass Sie eine solche verwenden. Mit einem 330 Ohm Widerstand und einen 0,1 uF Kondensator kann einen Tiefpass-Filter mit Grenzfrequenz von 5 kHz ~ bauen.
    >>> Netzwerkleistung
    Schwache WiFi-Signal oder beschäftigt Netzwerk Kenn beeinflussen (überprüfen Sie die "Feuer an dem Regen" video).

Schritt 6: Optional Schritt I: Vereinbaren Sie einen Kopfhörer mit breadbord Verbindungen

  1. Spectrum Analyzer mit Intel Edison

    Spectrum Analyzer mit Intel Edison

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    Spectrum Analyzer mit Intel Edison

    Spectrum Analyzer mit Intel Edison

    Es ist eine sehr einfache Idee: Entfernen Sie eine Seite Ihres alten Kopfhörer und ersetzen mit zwei Steckbrett-Kabel.
    Entfernen Sie eine Seite des Kopfhörers entfernen externe Isolierung Registriert jeder Breadboard Kabel mit einem Draht (ich empfehle Löten). Es gibt keine Polarität. Fügen Sie einige individuelle Isolation und fügen Sie dann externe Isolierung
    Mit diesem Kopfhörer können Sie Signale von jedem Gerät mit P2-Anschluss (wie PC, Smartphone oder Tablet) zu erhalten und eure Spectrum Analyzer.
    Schließen Sie einfach einen Draht zu Edisons GND Pin und einem Analog-In.
    Es ist ein guter Ort, um Frequenzen oder Sweeps erzeugen.

Schritt 7: Optionaler Schritt II: Stellen Sie eine Addierschaltung

  1. Spectrum Analyzer mit Intel Edison

    Spectrum Analyzer mit Intel Edison

    Diese Schaltung wird ein Offset addiert werden, um Ihre Audio-Signal, die Vermeidung der Ablehnung der in Schritt 4 genannten negativen Teile Diese Schaltung verwendet einen LM358 als nicht invertierenden Addierer. Es wird Ihre Audiosignal (Audio In in der Abbildung) mit einem kontinuierlichen Spannung von 2,5 V hinzufügen
    Du wirst brauchen:
    1x LM358 IC (Dual Op-Amp) 4x 1k Ohm Widerstand 1x 470 Ohm Widerstand Ein Steckbrett und ein paar Drähte Steckbrett
    Folgen Sie einfach den beigefügten schematischen (in Fritzing oder klassische Version).