Maker Mirko Pavleski hat einen Audio-Spektrumanalysator auf ESP32-Basis mit einem 3,5 Zoll großen CrowPanel-HMI-Display gebaut. Das Gerät stellt die Frequenzanteile eines Audiosignals als Balken dar. Die farbenfrohe Umsetzung der Anzeige macht dieses Projekt weniger zu einem Messinstrument, sondern mehr zur spaßigen Visualisierung an einem Verstärker. Sehr tiefe und sehr hohe Frequenzen werden gegenüber dem normalerweise dominanteren mittleren Frequenzbereich angehoben. Das Spektrum sieht dadurch lebendiger aus, entspricht aber nicht den tatsächlichen Pegelverhältnissen des Audiosignals.

Das Audiosignal kommt über GPIO35 direkt zum ADC des ESP32. Damit der ADC auch die negative Halbwelle eines Audiosignals verarbeiten kann, wird der Eingang über zwei 100-kOhm-Widerstände auf eine Referenzspannung von rund 1,6 V gelegt. Das Wechselspannungssignal bewegt sich anschließend um diesen Arbeitspunkt.

Ein vorgeschalteter Kondensator kümmert sich um das Blockieren eines eventuellen Gleichspannungsanteils. Zusätzlich sitzt ein 1-kOhm-Widerstand vor dem Eingang, der diesen vor ungeeigneten Signalpegeln schützen soll.

Für die Software stellt Pavleski zwei Varianten bereit. Eine Version zeigt das Spektrum mit 32 Balken an. Bei diesem Sketch wird der Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz in zwei Bereiche aufgeteilt, die getrennt verarbeitet werden. Eine zweite Variante arbeitet mit 24 Balken. Zahlreiche Parameter für Bewegung und Geschwindigkeit der Balken kann man im Programmcode anpassen.

Für die Darstellung verwendet das Projekt die TFT_eSPI-Bibliothek. Dabei weist der Entwickler ausdrücklich darauf hin, die mit dem Projekt bereitgestellte Version zu verwenden, da diese bereits passend für das Display konfiguriert ist.

Für Maker liegt der Reiz des Projekts weniger darin, einen fertigen Spektrumanalysator nachzubauen. Interessanter ist die Kombination aus analoger Eingangsschaltung, ADC-Abtastung, Frequenzanalyse und schneller grafischer Ausgabe auf einem ESP32. Der vorhandene Code lässt sich als Ausgangspunkt für eigene Visualisierungen verwenden – beispielsweise mit anderen Balkenzahlen, einer anderen Gewichtung der Frequenzbereiche oder einer komplett eigenen Anzeige.

Schaltplan und Code findet man auf der Projektseite.

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(das)