Современная электроника №4/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 42 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 4 / 2024 Двухканальный индикатор уровня звука на базе микроконтроллера EFM8LB12 и дисплея OLED 1306 Рис . 1. Схема устройства В статье приведены принципиальная схема , разводка и внешний вид платы , программные средства и результаты работы двухканального индикатора уровня звука на основе микроконтроллера ( МК ) EFM8LB12, двух ОУ MCP6002 и дисплея OLED 1306, на котором для каждого канала отражаются гистограммы с высотой , пропорциональной уровню звука соответствующего канала . Такой индикатор может быть установлен на переднюю панель аудиоусилителя . По сравнению с похожими покупными индикаторами описываемый индикатор отличается простотой и стоит в несколько раз дешевле . Алексей Кузьминов Дополнительные материалы к этой статье можно скачать , перейдя по QR- коду Введение Индикаторы уровня звука , использу - емые в аудиоусилителях , как правило , бывают трёх типов . Первый тип основан на нескольких ( до десятка ) светодиодах либо на свето - диодных матрицах ( до полутора десят - ков светодиодов ), которые загораются в зависимости от уровня звука в усилите - ле . Преимущество таких индикаторов в их дешевизне . Их стоимость – не более 200–500 руб . Недостаток – низкая раз - решающая способность : даже по полу - тора десяткам светодиодов об уровне звука можно судить лишь приблизи - тельно . Кроме того , такие индикато - ры имеют довольно большие габариты , в связи с чем они не всегда помеща - ются на лицевой поверхности корпуса усилителя , если их расположить вер - тикально , а горизонтальное их распо - ложение не особенно эстетично . Второй тип – стрелочные индика - торы . Их преимущество в том , что по отклонению стрелок можно довольно точно следить за уровнем звука . Такие индикаторы раньше часто использова - лись в магнитофонах , а сейчас также продолжают использоваться в усили - телях в стиле « ретро » ( с подсветкой с помощью миниатюрных ламп накали - вания ). С эстетической точки зрения такие индикаторы смотрятся довольно неплохо , однако они довольно дороги : два таких индикатора с платой сопря - жения сейчас можно приобрести за 1600 руб . и выше . Кроме того , такие индикаторы также занимают доволь - но много места как на лицевой пане - ли усилителя , так и внутри него из - за довольно габаритной платы сопря - жения . Два таких индикатора автор использовал в усилителях , описанных в [1] ( там приведена их фотография в корпусе усилителя ) и [2] ( фотография , к сожалению , не приведена ). Третий тип – дисплейные индика - торы . На дисплее отражаются уровни звука либо в виде гистограмм , либо даже в виде спектра . Их преимуще - ства – небольшой размер и довольно высокое разрешение . Кроме того , они эстетически идеально смотрятся на лицевой панели корпуса усилителя . Часто такие индикаторы используют в аудиоплеерах . Однако такие инди - каторы ещё дороже стрелочных : они стоят уже от 2000 руб . и выше . В то же время подобный дисплей - ный индикатор , который по стоимо - сти не будет превышать 400–500 руб ., можно изготовить и своими силами . Например , стоимость дисплея OLED 1306 не более 120–130 руб ., стоимость одного ОУ MCP6002 не более 40 руб . ( их потребуется два ) и стоимость МК EFM8LB12 не более 120–150 руб . Опи - сание такого дисплейного индикато - ра и является предметом настоящей статьи . Принципиальная схема платы индикатора Схема устройства ( рис . 1), как можно убедиться , не отличается особой слож - ностью . Вкратце функционирование схемы сводится к следующему . Два входных сигнала InA и InB посту - пают на входы двух относительно точ - ных двухполупериодных выпрямите - лей на базе двух сдвоенных ОУ MCP6002 (DA1 и DA2). Конденсаторы CA1 и CB1, включённые в обратную связь выход - ных ОУ , превращают их в ФНЧ , сглажи - вающие выходные напряжения . Далее через RC цепочки R6AC4A и R6BC4B эти выходные напряжения поступа - ют на два входа АЦП МК (ADCinA и ADCinB), которые измеряют эти напря - жения , а результат измерений выво - дят на дисплей , сопряжённый с МК по высокоскоростному интерфейсу SPI. На дисплее строятся две столбчатые гистограммы , высота которых пропор - циональна входным напряжениям . Теперь более подробно . Рассмотрим схему на базе ОУ DA1.1, представляющую собой прецизион - ный однополупериодный выпрями - InA D/C DC CS CS GND Vcc SCK D0 MOSI D1 RES RES C2D RST/C2CK C2D RST/C2CK ADCinA ADCinA ADCinB RST/C2CK MOSI RES D/C SCK CS InB InA InB ADCinB -14 -3 +3 -3 +14 +3 +3 +14 +3 +3 -3 +3 +3 -14 +3 -3 +3 +3 -3 OLED1306 (LP2950Z3) 1 3 2 DA3 L78L03 1 2 3 XП PSLM-03 C1B 4,7 C2 1,0 CP1 10,0 1 2 3 XB PLL-03 R3B 5,1K R2A 5,1K 3 2 1 4 5 6 7 XO PLSF-07 6 5 7 DA2.2 VD1B 1N4148X VD1A 1N4148X RP2 332 2 3 1 8 4 V- V+ DA1.1 TPMCP6002T-I/MS R3A 5,1K VD2A 1N4148X C2A 0,1 C2B 0,1 R5A 10,2K R1 1K RP1 237 R2B 5,1K 6 5 7 DA1.2 C1A 4,7 C3 0,1 2 3 1 8 4 V- V+ DA2.1 TPMCP6002T-I/MS R4A 2,55K 2 1 XinB PSLM-02 C1 1,0 R6B 24 R5B 10,2K 2 3 1 DA4 LM337L C4B 470 C3B 0,1 3 2 1 4 5 6 7 XOK PLS-07 R1B 5,1K VD2B 1N4148X C3A 0,1 R2 1K R4B 2,55K R1A 5,1K R6A 24 2 1 XinA PSLM-02 P01 1 P00 2 GND 3 Vdd 4 RST/C2CK 5 P23 7 P21 9 P20 10 P16 11 P15 12 GND 15 16 P12 17 P11 18 P10 P07 19 P05 21 -P04 22 -P02 24 P03 23 P14 13 P06 20 C2D 6 P22 8 P13 14 AGND ADC0.1 RESD/C CS MOSI MISO SCK ADC0.2 DD1 EFM8LB12F64-QFN24 C4A 470 CP3 10,0 CP4 1,5 CP2 1,5