Analisador de Espectro de Áudio Arduino 32 Bandas — Display Linear e Pseudo-Log

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Sobre Este Projeto

Este projeto marca minha primeira incursão em eletrônica de áudio baseada em Arduino. Inspirado no visualizador de áudio do Shajeeb, expandi o display para incluir modo linear de 32 bandas e modo pseudo-log de 11 bandas. Construí tabelas de mapeamento logarítmico personalizadas no Excel e as integrei no firmware para resposta de frequência mais precisa.

Um botão tátil alterna entre os dois modos de display, permitindo troca rápida durante performance ou experimentação.

Sinta-se à vontade para ajustar o firmware ou hardware para seus próprios projetos criativos.

Código Fonte

32_Band_LED_Spectrum_Analyzer-009.ino (Arduino)

// Código modificado por Christian Suryanto, baseado em (c) 2019 Shajeeb TM
// HAZI TECH
// Atualizado por Christian Suryanto
#include <arduinoFFT.h>
#include <MD_MAX72xx.h>
#include <SPI.h>
#include <EEPROM.h>

#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW
#define CLK_PIN 13
#define DATA_PIN 11
#define CS_PIN 10
#define SAMPLES 64
#define MAX_DEVICES 4
#define xres 32
#define yres 8
#define PREV 0xFF02FD
#define NEXT 0xFFC23D
#define PWR 0xFFA25D

int audio_response = 35;
double vReal[SAMPLES];
double vImag[SAMPLES];
char data_avgs[xres];
int yvalue;
int displaycolumn, displayvalue;
int peaks[xres];
const int buttonPin = 6;
int state = HIGH;
int previousState = LOW;
int displaymode;
unsigned long lastDebounceTime = 0;
unsigned long debounceDelay = 50;
int MY_ARRAY[]={0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, 255};
bool EQ_ON = true;
byte eq1[32] = {40, 45, 50, 60, 65, 70, 75, 95, 110, 110, 110, 110, 110, 110, 110, 110, 130, 130, 130, 130, 130, 130, 130, 130, 145, 155, 170, 180, 215, 220, 245, 255};
byte eq2[11] = {40, 70, 75, 110, 110, 140, 145, 220, 220, 230, 250};

MD_MAX72XX mx = MD_MAX72XX(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES);
arduinoFFT FFT = arduinoFFT();

void setup() {
  EEPROM.update(1,1);
  displaymode = EEPROM.read(1);
  ADCSRA = 0b11100101;
  ADMUX = 0b00000000;
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  mx.begin();
  mx.control(MD_MAX72XX::INTENSITY, 0);
  delay(50);
}

void loop() {
  int numData;
  double rSum;
  for(int i=0; i<SAMPLES; i++) {
    while(!(ADCSRA & 0x10));
    ADCSRA = 0b11110101;
    int value = ADC - 512;
    value = value / 8;
    vReal[i] = value;
    vImag[i] = 0;
  }
  FFT.Windowing(vReal, SAMPLES, FFT_WIN_TYP_HAMMING, FFT_FORWARD);
  FFT.Compute(vReal, vImag, SAMPLES, FFT_FORWARD);
  FFT.ComplexToMagnitude(vReal, vImag, SAMPLES);
  int step = (SAMPLES)/xres;
  switch (displaymode) {
    case 1 : {
      numData = 32;
      for(int i=0; i<32; i++) data_avgs[i] = (vReal[i] + vReal[SAMPLES-1-i]) / 2;
      break;
    }
    case 2 : {
      numData = 11;
      data_avgs[0] = vReal[0];
      data_avgs[1] = (vReal[0] + vReal[63] + vReal[1] + vReal[0]) / 4;
      data_avgs[2] = (vReal[1] + vReal[63] + vReal[2] + vReal[62] + vReal[3] + vReal[61]) / 6;
      data_avgs[3] = (vReal[2] + vReal[62] + vReal[3] + vReal[61] + vReal[4] + vReal[60]) / 6;
      data_avgs[4] = (vReal[5] + vReal[59] + vReal[6] + vReal[58] + vReal[7] + vReal[57]) / 6;
      data_avgs[5] = (vReal[8] + vReal[56] + vReal[9] + vReal[55] + vReal[10] + vReal[54] + vReal[11] + vReal[53]) / 8;
      data_avgs[6] = (vReal[12] + vReal[52] + vReal[13] + vReal[51] + vReal[14] + vReal[50] + vReal[15] + vReal[49]) / 8;
      data_avgs[7] = (vReal[16] + vReal[48] + vReal[17] + vReal[47] + vReal[18] + vReal[46]) / 6;
      data_avgs[8] = (vReal[19] + vReal[45] + vReal[20] + vReal[44] + vReal[21] + vReal[43] + vReal[22] + vReal[42]) / 8;
      data_avgs[9] = (vReal[23] + vReal[41] + vReal[24] + vReal[40] + vReal[25] + vReal[39] + vReal[26] + vReal[38] + vReal[27] + vReal[37]) / 10;
      data_avgs[10] = (vReal[28] + vReal[36] + vReal[29] + vReal[35] + vReal[30] + vReal[34] + vReal[31] + vReal[33]) / 8;
      break;
    }
  }
  for(int i=0; i<numData; i++) {
    data_avgs[i] = data_avgs[i] / 2;
    if (EQ_ON) {
      if (displaymode==1) data_avgs[i] = data_avgs[i] * eq1[i] / 100;
      else data_avgs[i] = data_avgs[i] * eq2[i] / 100;
    }
    data_avgs[i] = constrain(data_avgs[i],0,audio_response);
    data_avgs[i] = map(data_avgs[i], 0, audio_response, 0, yres);
    yvalue = data_avgs[i];
    peaks[i] = peaks[i]-1;
    if (yvalue > peaks[i]) peaks[i] = yvalue;
    yvalue = peaks[i];
    displayvalue = MY_ARRAY[yvalue];
    if (displaymode==1) {
      displaycolumn = 31-i;
      mx.setColumn(displaycolumn, displayvalue);
    } else {
      displaycolumn = 31-(3*i);
      mx.setColumn(displaycolumn-1, displayvalue);
      mx.setColumn(displaycolumn, displayvalue);
    }
  }
  displayModeChange();
}

void displayModeChange() {
  int reading = digitalRead(buttonPin);
  if (reading == HIGH && previousState == LOW && millis() - lastDebounceTime > debounceDelay) {
    if (displaymode==1) {
      displaymode = 2;
      mx.clear();
      delay(200);
      EEPROM.update(1,2);
    } else {
      displaymode = 1;
      mx.clear();
      delay(200);
      EEPROM.update(1,1);
    }
    lastDebounceTime = millis();
  }
  previousState = reading;
}

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