【花雕动手做】看见声音，基于Arduino系列音乐可视器（6）
2021-10-092.7万
AI 快速预览详细
本项目是【花雕动手做】系列的一部分，旨在通过实际动手试验，逐步积累音乐频谱可视化的资料。项目使用Arduino制作点阵频谱灯，涉及FFT和FHT算法。适合零基础新手尝试，逐步学习音乐频谱可视化的技术。
|
偶然脑子发热心血来潮，想要做一个声音可视化的系列专题。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。 【花雕动手做】有趣好玩的音乐可视化系列小项目（06）---点阵频谱灯 项目所需材料如下：  |
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
十六段arduinoFFT高速频谱灯
实验场景动态图
十六段arduinoFFT高速频谱灯
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMzAxMzcxMg==.html?firsttime=0
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMzAxMzcxMg==.html?firsttime=0[/media]
十六段arduinoFFT浮点频谱灯
实验场景动态图
十六段arduinoFFT浮点频谱灯
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMzAwMzEyOA==.html?firsttime=0
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMzAwMzEyOA==.html?firsttime=0[/media]
项目之三：arduinoFFT浮点频谱灯
实验场景动态图
项目之三：arduinoFFT浮点频谱灯
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMjk4ODQyMA==.html?firsttime=0
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMjk4ODQyMA==.html[/media]
项目之三：arduinoFFT浮点频谱灯
实验开源代码
[code]/*
【花雕动手做】音乐可视化系列小项目（06）---点阵频谱灯
项目之三：arduinoFFT浮点频谱灯
*/
#include
#include
#include
#define SAMPLES 64
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW
#define MAX_DEVICES 4
#define CLK_PIN 13
#define DATA_PIN 11
#define CS_PIN 10
#define xres 32
#define yres 8
int MY_ARRAY[]={0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, 255};
int MY_MODE_1[]={0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, 255};
int MY_MODE_2[]={0, 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1};
int MY_MODE_3[]={0, 128, 192, 160, 144, 136, 132, 130, 129};
int MY_MODE_4[]={0, 128, 192, 160, 208, 232, 244, 250, 253};
int MY_MODE_5[]={0, 1, 3, 7, 15, 31, 63, 127, 255};
double vReal[SAMPLES];
double vImag[SAMPLES];
char data_avgs[xres];
int yvalue;
int displaycolumn , displayvalue;
int peaks[xres];
const int buttonPin = 2;
int state = HIGH;
int previousState = LOW;
int displaymode = 1;
unsigned long lastDebounceTime = 0;
unsigned long debounceDelay = 50;
MD_MAX72XX mx = MD_MAX72XX(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES);
arduinoFFT FFT = arduinoFFT();
void setup() {
ADCSRA = 0b11100101;
ADMUX = 0b00000000;
pinMode(buttonPin, INPUT);
mx.begin();
delay(50);
}
void loop() {
// ++ Sampling
for(int i=0; i
while(!(ADCSRA & 0x10));
ADCSRA = 0b11110101 ;
int value = ADC - 512 ;
vReal[i]= value/8;
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/2)/xres;
int c=0;
for(int i=0; i<(SAMPLES/2); i+=step)
{
data_avgs[c] = 0;
for (int k=0 ; k< step ; k++) {
data_avgs[c] = data_avgs[c] + vReal[i+k];
}
data_avgs[c] = data_avgs[c]/step;
c++;
}
for(int i=0; i
data_avgs[i] = constrain(data_avgs[i],0,80);
data_avgs[i] = map(data_avgs[i], 0, 80, 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];
displaycolumn=15-i;
mx.setColumn(displaycolumn, displayvalue);
}
displayModeChange ();
}
void displayModeChange() {
int reading = digitalRead(buttonPin);
if (reading == HIGH && previousState == LOW && millis() - lastDebounceTime > debounceDelay)
{
switch (displaymode) {
case 1:
displaymode = 2;
for (int i=0 ; i<=8 ; i++ ) {
MY_ARRAY[i]=MY_MODE_2[i];
}
break;
case 2:
displaymode = 3;
for (int i=0 ; i<=8 ; i++ ) {
MY_ARRAY[i]=MY_MODE_3[i];
}
break;
case 3:
displaymode = 4;
for (int i=0 ; i<=8 ; i++ ) {
MY_ARRAY[i]=MY_MODE_4[i];
}
break;
case 4:
displaymode = 5;
for (int i=0 ; i<=8 ; i++ ) {
MY_ARRAY[i]=MY_MODE_5[i];
}
break;
case 5:
displaymode = 1;
for (int i=0 ; i<=8 ; i++ ) {
MY_ARRAY[i]=MY_MODE_1[i];
}
break;
}
lastDebounceTime = millis();
}
previousState = reading;
}[/code]
项目之十六段音乐可视化动态频谱仪（使用FFT算法）
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMjkxMjkxNg==.html?firsttime=0
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMjkxMjkxNg==.html?firsttime=0[/media]
项目之二：FFT算法，八段音乐可视化动态频谱仪
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMjkwMjA5Ng==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMjkwMjA5Ng==.html?spm=a2hcb.playlsit.page.1[/media]
项目之二：FFT算法，八段音乐可视化动态频谱仪
实验开源代码
[code]/*
【花雕动手做】音乐可视化系列小项目（06）---点阵频谱灯
项目之二：FFT算法，八段音乐可视化动态频谱仪
*/
#include
#include
#include
MD_MAX72XX disp = MD_MAX72XX(MD_MAX72XX::FC16_HW, 10, 4);
arduinoFFT FFT = arduinoFFT();
double realComponent[64];
double imagComponent[64];
int spectralHeight[] = {0b00000000,0b10000000,0b11000000,
0b11100000,0b11110000,0b11111000,
0b11111100,0b11111110,0b11111111};
int index, c, value;
void setup()
{
disp.begin();
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
int sensitivity = map(analogRead(A6),0,1023,50,100);
Serial.println (analogRead(A6));
for(int i=0; i<64; i++)
{
realComponent[i] = analogRead(A7)/sensitivity;
imagComponent[i] = 0;
}
FFT.Windowing(realComponent, 64, FFT_WIN_TYP_HAMMING, FFT_FORWARD);
FFT.Compute(realComponent, imagComponent, 64, FFT_FORWARD);
FFT.ComplexToMagnitude(realComponent, imagComponent, 64);
for(int i=0; i<32; i++)
{
realComponent[i] = constrain(realComponent[i],0,80);
realComponent[i] = map(realComponent[i],0,80,0,8);
index = realComponent[i];
value = spectralHeight[index];
c = 31 - i;
disp.setColumn(c, value);
}
}[/code]
项目之两位点阵屏八段分频音乐频谱仪
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMjgzMTQ5Mg==.html?firsttime=0
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMjgzMTQ5Mg==.html?firsttime=0[/media]
项目之一：两位点阵屏八段分频音乐频谱仪
实验场景图
项目之一：八段分频8X8点阵屏的音乐频谱灯
实验视频剪辑
https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMjY3Nzc4MA==.html?firsttime=0
[media=x,500,375]https://v.youku.com/v_show/id_XNTgxMjY3Nzc4MA==.html?firsttime=0[/media]