【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（27）-磁搅LED水旋灯 DF创客社区

驴友花雕 发表于 2022-10-3 17:17:34

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（27）--磁搅LED水旋灯

偶然心血来潮，想要做一个音乐可视化的系列专题。这个专题的难度有点高，涉及面也比较广泛，相关的FFT和FHT等算法也相当复杂，不过还是打算从最简单的开始，实际动手做做试验，耐心尝试一下各种方案，逐步积累些有用的音乐频谱可视化的资料，也会争取成型一些实用好玩的音乐可视器项目。

搜索“磁搅”，百度百科上说，磁搅一般指磁力搅拌器（英文Magnetic Stirrers）。磁力搅拌器是用于液体混合的实验室仪器，主要用于搅拌或同时加热搅拌低粘稠度的液体或固液混合物。其基本原理是利用磁场的同性相斥、异性相吸的原理，使用磁场推动放置在容器中带磁性的搅拌子进行圆周运转，从而达到搅拌液体的目的。其动力一般使用电动机，为简化实验环节，这里找到了三只电脑上的散热风扇。

驴友花雕 发表于 2022-10-4 06:46:16

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目（27）--磁搅LED水旋灯
项目程序之四：磁搅LED水旋NeoPixel 环形灯条
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466    UNO
VCC       5V
GND       GND
OUT       A0

/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目（27）--磁搅LED水旋灯
项目程序之四：磁搅LED水旋NeoPixel 环形灯条
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466    UNO
VCC       5V
GND       GND
OUT       A0
*/

#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#ifdef __AVR__
#include <avr/power.h> // Required for 16 MHz Adafruit Trinket
#endif

// Which pin on the Arduino is connected to the NeoPixels?
// On a Trinket or Gemma we suggest changing this to 1:
#define LED_PIN 6

// How many NeoPixels are attached to the Arduino?
#define LED_COUNT 16

// Declare our NeoPixel strip object:
Adafruit_NeoPixel strip(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
// Argument 1 = Number of pixels in NeoPixel strip
// Argument 2 = Arduino pin number (most are valid)
// Argument 3 = Pixel type flags, add together as needed:
// NEO_KHZ800800 KHz bitstream (most NeoPixel products w/WS2812 LEDs)
// NEO_KHZ400400 KHz (classic 'v1' (not v2) FLORA pixels, WS2811 drivers)
// NEO_GRB Pixels are wired for GRB bitstream (most NeoPixel products)
// NEO_RGB Pixels are wired for RGB bitstream (v1 FLORA pixels, not v2)
// NEO_RGBW Pixels are wired for RGBW bitstream (NeoPixel RGBW products)

// setup() function -- runs once at startup --------------------------------

void setup() {
// These lines are specifically to support the Adafruit Trinket 5V 16 MHz.
// Any other board, you can remove this part (but no harm leaving it):
#if defined(__AVR_ATtiny85__) && (F_CPU == 16000000)
clock_prescale_set(clock_div_1);
#endif
// END of Trinket-specific code.

strip.begin();       // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED)
strip.show();          // Turn OFF all pixels ASAP
strip.setBrightness(250); // Set BRIGHTNESS to about 1/5 (max = 255)
}

// loop() function -- runs repeatedly as long as board is on ---------------

void loop() {
// Fill along the length of the strip in various colors...
colorWipe(strip.Color(255, 0, 0), 250); // Red
colorWipe(strip.Color(0, 255, 0), 250); // Green
colorWipe(strip.Color(0, 0, 255), 250); // Blue

// Do a theater marquee effect in various colors...
theaterChase(strip.Color(127, 127, 127), 250); // White, half brightness
theaterChase(strip.Color(127, 0, 0), 250); // Red, half brightness
theaterChase(strip.Color(0, 0, 127), 250); // Blue, half brightness

rainbow(10);          // Flowing rainbow cycle along the whole strip
theaterChaseRainbow(50); // Rainbow-enhanced theaterChase variant
}

// Some functions of our own for creating animated effects -----------------

// Fill strip pixels one after another with a color. Strip is NOT cleared
// first; anything there will be covered pixel by pixel. Pass in color
// (as a single 'packed' 32-bit value, which you can get by calling
// strip.Color(red, green, blue) as shown in the loop() function above),
// and a delay time (in milliseconds) between pixels.
void colorWipe(uint32_t color, int wait) {
for (int i = 0; i < strip.numPixels(); i++) { // For each pixel in strip...
strip.setPixelColor(i, color);       //Set pixel's color (in RAM)
strip.show();                      //Update strip to match
delay(30);                         //Pause for a moment
}
}

// Theater-marquee-style chasing lights. Pass in a color (32-bit value,
// a la strip.Color(r,g,b) as mentioned above), and a delay time (in ms)
// between frames.
void theaterChase(uint32_t color, int wait) {
for (int a = 0; a < 20; a++) { // Repeat 10 times...
for (int b = 0; b < 3; b++) { //'b' counts from 0 to 2...
   strip.clear();       // Set all pixels in RAM to 0 (off)
   // 'c' counts up from 'b' to end of strip in steps of 3...
   for (int c = b; c < strip.numPixels(); c += 3) {
   strip.setPixelColor(c, color); // Set pixel 'c' to value 'color'
   }
   strip.show(); // Update strip with new contents
   delay(30);// Pause for a moment
}
}
}

// Rainbow cycle along whole strip. Pass delay time (in ms) between frames.
void rainbow(int wait) {
// Hue of first pixel runs 5 complete loops through the color wheel.
// Color wheel has a range of 65536 but it's OK if we roll over, so
// just count from 0 to 5*65536. Adding 256 to firstPixelHue each time
// means we'll make 5*65536/256 = 1280 passes through this outer loop:
for (long firstPixelHue = 0; firstPixelHue < 2 * 65536; firstPixelHue += 256) {
for (int i = 0; i < strip.numPixels(); i++) { // For each pixel in strip...
   // Offset pixel hue by an amount to make one full revolution of the
   // color wheel (range of 65536) along the length of the strip
   // (strip.numPixels() steps):
   int pixelHue = firstPixelHue + (i * 65536L / strip.numPixels());
   // strip.ColorHSV() can take 1 or 3 arguments: a hue (0 to 65535) or
   // optionally add saturation and value (brightness) (each 0 to 255).
   // Here we're using just the single-argument hue variant. The result
   // is passed through strip.gamma32() to provide 'truer' colors
   // before assigning to each pixel:
   strip.setPixelColor(i, strip.gamma32(strip.ColorHSV(pixelHue)));
}
strip.show(); // Update strip with new contents
delay(2);// Pause for a moment
}
}

// Rainbow-enhanced theater marquee. Pass delay time (in ms) between frames.
void theaterChaseRainbow(int wait) {
int firstPixelHue = 0; // First pixel starts at red (hue 0)
for (int a = 0; a < 30; a++) { // Repeat 30 times...
for (int b = 0; b < 3; b++) { //'b' counts from 0 to 2...
   strip.clear();       // Set all pixels in RAM to 0 (off)
   // 'c' counts up from 'b' to end of strip in increments of 3...
   for (int c = b; c < strip.numPixels(); c += 3) {
   // hue of pixel 'c' is offset by an amount to make one full
   // revolution of the color wheel (range 65536) along the length
   // of the strip (strip.numPixels() steps):
   int    hue = firstPixelHue + c * 65536L / strip.numPixels();
   uint32_t color = strip.gamma32(strip.ColorHSV(hue)); // hue -> RGB
   strip.setPixelColor(c, color); // Set pixel 'c' to value 'color'
   }
   strip.show();             // Update strip with new contents
   delay(50);             // Pause for a moment
   firstPixelHue += 65536 / 90; // One cycle of color wheel over 90 frames
}
}
}

驴友花雕 发表于 2022-10-5 10:21:36

【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（1）---LED节奏灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311167-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（2）---OLED频谱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311174-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（3）---RGB律动灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311183-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（4）---WS2812条灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311190-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（5）---WS2812柱跳灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311192-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（6）---点阵频谱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311201-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（7）---大方格频谱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311364-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（8）---四位32段点阵屏
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311490-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（9）---X Music Spectrum
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311627-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（10）---WS2812硬板屏
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-311641-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（11）---WS2812幻彩灯带
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313648-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（12）---米管快速节奏灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313708-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（13）---有机棒立柱灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313723-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（14）---水杯水瓶灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313803-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（15）--横排LED方管灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313811-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（16）--热干胶棒棒灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313844-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化系列（17）--光导纤维灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313867-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（18）--LED平面板灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313951-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（19）--通体光纤灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313962-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（20）--首饰盒镜子灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313969-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（21）--CD 光盘灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313984-1-1.html
【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（22）--LED无限魔方
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-313994-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（23）--3合1闪点光纤
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314168-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（24）--无限LED镜子灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314180-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化（25）--水龙卷旋涡灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314231-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩音乐可视化系列（26）--LED 超立方体
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314244-1-1.html
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（27）--磁搅LED水旋灯
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-314273-1-1.html

驴友花雕 发表于 2022-10-3 20:49:53

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目（27）--磁搅LED水旋灯
项目程序之三：磁搅LED水旋MegunoLink音乐节拍灯
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466    UNO
VCC       5V
GND       GND
OUT       A0

/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目（27）--磁搅LED水旋灯
项目程序之三：磁搅LED水旋MegunoLink音乐节拍灯
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466    UNO
VCC       5V
GND       GND
OUT       A0
*/

#include<FastLED.h>
#include<MegunoLink.h>
#include<Filter.h>

#define N_PIXELS16
#define MIC_PIN A0
#define LED_PIN 6
#define NOISE 10
#define TOP (N_PIXELS+2)
#define LED_TYPEWS2811
#define BRIGHTNESS10
#define COLOR_ORDER GRB

CRGB leds;
int lvl = 0, minLvl = 0, maxLvl = 10;

ExponentialFilter<long> ADCFilter(5, 0);

void setup() {
FastLED.addLeds<LED_TYPE, LED_PIN, COLOR_ORDER>(leds, N_PIXELS).setCorrection(TypicalLEDStrip);
FastLED.setBrightness(BRIGHTNESS);
}

void loop() {
int n, height;
n = analogRead(MIC_PIN);
n = abs(1023 - n);
n = (n <= NOISE) ? 0 : abs(n - NOISE);
ADCFilter.Filter(n);
lvl = ADCFilter.Current();
//Serial.print(n);
//Serial.print(" ");
//Serial.println(lvl);
height = TOP * (lvl - minLvl) / (long)(maxLvl - minLvl);
if (height < 0L) height = 0;
else if (height > TOP) height = TOP;
for (uint8_t i = 0; i < N_PIXELS; i++) {
if (i >= height) leds = CRGB(0, 0, 0);
else leds = Wheel( map( i, 0, N_PIXELS - 1, 30, 150 ) );
}
FastLED.show();
}

CRGB Wheel(byte WheelPos) {
if (WheelPos < 85)
return CRGB(WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3, 0);
else if (WheelPos < 170) {
WheelPos -= 85;
return CRGB(255 - WheelPos * 3, 0, WheelPos * 3);
} else {
WheelPos -= 170;
return CRGB(0, WheelPos * 3, 255 - WheelPos * 3);
}
}

驴友花雕 发表于 2022-10-3 18:59:10

使用一个饮料瓶盖作为钕磁固定平台

驴友花雕 发表于 2022-10-3 19:02:22

用热干胶固定二颗钕强磁块

驴友花雕 发表于 2022-10-3 19:06:00

简易的磁搅头

驴友花雕 发表于 2022-10-3 19:08:19

实验场景图

驴友花雕 发表于 2022-10-3 19:20:34

WS2812B灯带选用的是每米60灯黑底裸板

驴友花雕 发表于 2022-10-3 19:23:30

WS2812B其主要特点
智能反接保护，电源反接不会损坏IC。
IC控制电路与LED点光源公用一个电源。
控制电路与RGB芯片集成在一个5050封装的元器件中，构成一个完整的外控像素点。
内置信号整形电路，任何一个像素点收到信号后经过波形整形再输出，保证线路波形畸变不会累加。
内置上电复位和掉电复位电路。
每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示，完成16777216种颜色的全真色彩显示，扫描频率不低于400Hz/s。
串行级联接口，能通过一根信号线完成数据的接收与解码。
任意两点传传输距离在不超过5米时无需增加任何电路。
当刷新速率30帧/秒时，级联数不小于1024点。
数据发送速度可达800Kbps。
光的颜色高度一致，性价比高。

主要应用领域
LED全彩发光字灯串,LED全彩模组， LED全彩软灯条硬灯条,LED护栏管。
LED点光源,LED像素屏,LED异形屏，各种电子产品，电器设备跑马灯。

驴友花雕 发表于 2022-10-3 19:27:38

声音模块，使用性价比更高的MAX4466声音传感器。

MAX4466
是微功率运算放大器，经过优化，可用作麦克风前置放大器。它们提供了优化的增益带宽产品与电源电流的理想组合，以及超小型封装中实现低电压工件环境。 MAX4466具有增益稳定特性，仅需24μA的电源电流即可提供200kHz的增益带宽。经过解压缩，可实现+5V/V的最小稳定增益，并提供600KHZ增益带宽。此外这些放大器具有轨到轨输出，高 AVOL ，以及出色的电源抑制和共模抑制比，适合在嘈杂环境中工作。广泛应用于蜂窝电话、数字复读装置、耳机、助听器、麦克风前置放大器、便携计算机和语音识别系统中。

驴友花雕 发表于 2022-10-3 19:39:47

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目（27）--磁搅LED水旋灯
项目程序之一：四色彩灯循环测试
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466    UNO
VCC       5V
GND       GND
OUT       D6

/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目（27）--磁搅LED水旋灯
项目程序之一：四色彩灯循环测试
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466    UNO
VCC       5V
GND       GND
OUT       D6
*/

#include <FastLED.h>
#define LEDPIN 6
#define NUMOFLEDS 16
CRGB leds;

void setup() {
FastLED.addLeds<WS2812, LEDPIN, GRB>(leds, NUMOFLEDS);
}

void loop() {
for (int i = 0; i <= 15; i++) {
leds = CRGB(0, 0, 255);
FastLED.show();
delay(40);
}
for (int i = 15; i >= 0; i--) {
leds = CRGB(255, 0, 0);
FastLED.show();
delay(40);
}
for (int i = 0; i <= 15; i++) {
leds = CRGB(0, 255, 0);
FastLED.show();
delay(40);
}
for (int i = 15; i >= 0; i--) {
leds = CRGB(255, 255, 255);
FastLED.show();
delay(40);
}
}

驴友花雕 发表于 2022-10-3 20:04:56

实验场景图动态图

驴友花雕 发表于 2022-10-3 20:10:43

实验的视频记录

优酷：https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwODc0MDE4MA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

B站：https://www.bilibili.com/video/BV1wg411v7Tx/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5

https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwODc0MDE4MA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

驴友花雕 发表于 2022-10-3 20:12:12

实验场景图

驴友花雕 发表于 2022-10-3 20:40:17

【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目（27）--磁搅LED水旋灯
项目程序之二：磁搅LED水旋音乐反应节奏灯
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466    UNO
VCC       5V
GND       GND
OUT       D6

/*
【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列项目（27）--磁搅LED水旋灯
项目程序之二：磁搅LED水旋音乐反应节奏灯
模块接线：WS2812B接D6
MAX4466    UNO
VCC       5V
GND       GND
OUT       D6
*/

#include<FastLED.h>
#define LED_PIN 6
#define NUM_LEDS 16

CRGB leds;
uint8_t hue = 0;
int soundsensor = A0;

void setup() {
delay(2000);
FastLED.addLeds<WS2812B, LED_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
FastLED.setBrightness(255);
pinMode(soundsensor, INPUT);
}

void loop() {
int sensval = digitalRead(soundsensor);

if (sensval == 1) {
leds = CRGB :: Red;
fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB :: Blue);
rainbow_moving();
FastLED.show();
delay(10);
}
else {
leds = CRGB :: Black;
fill_solid(leds, NUM_LEDS, CRGB :: Black);
FastLED.show();
delay(10);
}
}

void rainbow_moving() {
for (int i = 0; i < NUM_LEDS; i++) {
leds = CHSV(hue + (i * 10), 255, 255);
}
EVERY_N_MILLISECONDS(10) {
hue++;
}
}

驴友花雕 发表于 2022-10-3 20:45:23

实验的视频记录

B站：https://www.bilibili.com/video/BV16e4y1J7rm/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5

https://www.bilibili.com/video/BV16e4y1J7rm/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5

驴友花雕 发表于 2022-10-3 21:14:22

实验的视频记录

优酷：https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwODc1MzQ4MA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

B站：https://www.bilibili.com/video/BV1pe4y1z7uA/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5

https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwODc1MzQ4MA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

驴友花雕 发表于 2022-10-3 21:15:50

实验场景图

驴友花雕 发表于 2022-10-4 06:41:55

尝试大一号的散热风扇

驴友花雕 发表于 2022-10-4 07:19:20

实验的视频记录

优酷：https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwNzE3NjM2OA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

B站：https://www.bilibili.com/video/BV1te4y1J7QG/?vd_source=98c6b1fc23b2787403d97f8d3cc0b7e5

https://v.youku.com/v_show/id_XNTkwNzE3NjM2OA==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1

驴友花雕 发表于 2022-10-4 07:21:03

实验场景图

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【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化（27）--磁搅LED水旋灯