НЧ: - Гц, СЧ: - Гц, ВЧ: - Гц
Цветомузыка в этом проекте использует разделение аудиосигнала на три частотные полосы — низкие, средние и высокие частоты — с помощью аналогов RC-фильтров первого порядка. Эти фильтры выделяют диапазоны частот, соответствующие разным цветам ламп, визуализирующих звук. Примерная схема такой светодинамической установки показана ниже:
Что такое RC-фильтр
Это простая пассивная цепь, состоящая из резистора (R) и конденсатора (C). В зависимости от подключения, такая схема может выполнять функции:
- Фильтра низких частот (НЧ) — пропускает низкие частоты и подавляет высокие;
- Фильтра высоких частот (ВЧ) — наоборот, пропускает высокие частоты и подавляет низкие.
В проекте параметры RC-фильтров можно задавать вручную: выбирайте сопротивление (в кОм) и ёмкость (в нФ) для каждого из диапазонов — ВЧ, СЧ и НЧ. Внизу сразу будет расчёт частот среза и это изменение сразу автоматически применится к работе лампочек ЦМУ.
Формула расчёта частоты среза
$$
f_c = \frac{1}{2\pi RC}
$$
Где:
- \( f_c \) — частота среза в герцах (Гц),
- \( R \) — сопротивление в Омах (Ω),
- \( C \) — ёмкость в Фарадах (F),
- \( \pi \) ≈ 3.14159.
⚠️ Не забудьте перевести ёмкость из нФ в Фарады при расчётах: \( 100 \, \text{нФ} = 100 \cdot 10^{-9} \, \text{Ф} \)
Пример расчёта частоты среза
Если:
- \( R = 10\, \text{кОм} = 10\,000\, \Omega \)
- \( C = 100 \, \text{нФ} = 100 \cdot 10^{-9} \, \text{Ф} \)
То:
$$
f_c = \frac{1}{2\pi \cdot 10\,000 \cdot 100 \cdot 10^{-9}} \approx 159.15 \, \text{Гц}
$$
Применение в цветомузыке
Каждый канал цветомузыки (красный, зелёный, синий) может быть связан с одним из диапазонов:
- НЧ (bass) — до ~200 Гц (бочка, бас-гитара)
- СЧ (mid) — от ~200 до ~2000 Гц (вокал, гитара)
- ВЧ (high) — выше ~2000 Гц (трубы, хай-хэты)
Путём выбора разных RC-пар можно точно настроить диапазоны, на которые будет реагировать каждая лампа.
Таблица частот среза
| R (Ом) | C (нФ) | Частота среза, Гц |
|---|---|---|
| 1000 | 100 | ~1591 |
| 1000 | 10 | ~15 915 |
| 10000 | 100 | ~159 |
| 10000 | 10 | ~1591 |
Усиление сигнала и отклик ламп
Уровень амплитуды на определённой частоте определяет яркость лампы. Если сигнал выше, чем установленный порог — соответствующий свет включается. Для плавности и устойчивости может применяться логарифмическая нормализация и коэффициент усиления:
$$
A = \log_{10}(1 + \text{среднее значение}) \cdot \text{К чувств.}
$$
Значение чувствительности можно подстроить вручную.
